[发明专利]一种复合金属氢氧化物的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合金属氢氧化物的制备方法，该复合金属氢氧化物包括低价主体层板阳离子、高价主体层板阳离子以及层间阴离子，其中，低价主体层板阳离子和高价主体层板阳离子包括至少一种金属阳离子；该制备方法包括步骤：S1、将低价阳离子的氢氧化物与高价阳离子的水溶性盐混合并溶于水中、或将低价阳离子的水溶性盐与高价阳离子的氢氧化物混合并溶于水中，获得混合物；S2、将混合物在60℃～250℃下反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经干燥，获得复合金属氢氧化物。根据本发明的复合金属氢氧化物的制备方法避免使用氢氧化钠等物质，不会产生副产物，原子经济性接近100％，是一种清洁的制备方法。

技术领域

本发明属于无机非金属功能材料技术领域，具体地讲，涉及一种复合金属氢氧化物的制备方法。

背景技术

复合金属氢氧化物(简称LDHs)是一种层状材料，LDHs由带正电荷的金属氢氧化物层板和带负电荷的层间阴离子组装而成，金属氢氧化物层板中带有具有不同电荷的金属阳离子。在现有的LDHs中，金属阳离子主要为二价金属阳离子和三价金属阳离子，由此该LDHs的结构通式可表示为：[M⁺M²⁺_1-y-0.5x-2zM³⁺_yM⁴⁺_z(OH)₂](A^n-)_y/n·mH₂O，其中M⁺、M²⁺、M³⁺和M⁴⁺分别表示位于金属氢氧化物层板上的一价金属阳离子、二价金属阳离子、三价金属阳离子和四价金属阳离子，A^n-表示层间阴离子，0≤x≤0.4，0≤y≤0.7，0≤z≤0.5，0≤y+0.5x+2z≤1，其中y、z不能同时为0，m为层间水分子的物质的量。

LDHs具有主客体元素种类和数量可调、层板弹性可调、尺寸和形貌可调等特点，LDHs因其结构的特殊性以及性能被极大强化而在催化、能源、生物传感器、吸附、药物等研究领域引起了广泛兴趣和高度重视，产业关联度大、渗透性强，可广泛应用于国民经济众多领域和行业。

传统的LDHs的制备方法主要有水热法、沉淀法、原位合成法、离子交换法、焙烧还原法等。在传统的LDHs的制备方法中，一方面，需要以氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸铵等为原料，会引入新的副产物，不仅需要进行LDHs与副产物的分离操作，而且分离后的LDHs还需要进行洗涤，传统方法每生产1吨LDHs会副产2吨左右的钠盐、铵盐等副产物，需要几十倍甚至上百倍的水进行洗涤，造成水资源的大量浪费；另一方面，某些方法中还需要CO₂等酸性气体，操作更为复杂，气体使用不慎还会带来高压危险。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合金属氢氧化物的制备方法，该制备方法避免使用氢氧化钠等物质，不会产生副产物，原子经济性接近100％，是一种清洁的制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种复合金属氢氧化物的制备方法，所述复合金属氢氧化物包括低价主体层板阳离子、高价主体层板阳离子以及层间阴离子，其中，所述低价主体层板阳离子和所述高价主体层板阳离子包括至少一种金属阳离子；所述制备方法包括步骤：S1、将低价阳离子的氢氧化物与高价阳离子的水溶性盐混合并溶于水中、或将低价阳离子的水溶性盐与高价阳离子的氢氧化物混合并溶于水中，获得混合物；S2、将所述混合物在60℃～250℃下反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经干燥，获得所述复合金属氢氧化物。

进一步地于，所述低价阳离子与所述低价主体层板阳离子相同；所述高价阳离子与所述高价主体层板阳离子相同。