[发明专利]镁金刚烷羧酸盐和氧化物纳米复合物的合成

说明书

提供一种制备镁金刚烷羧酸盐的方法。所述方法包括混合镁盐与具有至少一个羧酸部分的金刚烃化合物以形成反应混合物，并且在反应温度下水热处理反应混合物一段反应时间以形成镁金刚烷羧酸盐。

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2016年3月17日提交的美国临时申请案第62/309,657号的权利，其以引用的方式并入本文中。

技术领域

本说明书一般涉及镁金刚烃盐、含有来源于所述盐的氧化镁的纳米复合物、包括所述盐或纳米复合物的系统和方法、包括所述盐或纳米复合物的聚合物复合物。

缩写

℃＝摄氏度

＝埃

ACA＝1-金刚烷羧酸

AC＝金刚烷羧酸盐

cm＝厘米(10^-2米)

EDX＝能量色散X射线

FWHM＝半高全宽

h＝小时

HRTEM＝高分辨率透射电子显微镜

IR＝红外线

LDH＝层状双氢氧化物

μm＝微米(10^-6米)

mL＝毫升(10^-3升)

nm＝纳米(10^-9米)

PXRD＝粉末X射线衍射

SEM＝扫描电子显微镜

TEM＝透射电子显微镜

TGA＝热重分析

TMO＝过渡金属氧化物

wt.％＝重量百分比

背景技术

水镁石是一种天然存在的矿物并且其特征在于羟基离子紧密堆积，其中Mg²⁺离子占据八面体位置的交替层，引起堆积组合物[Mg(OH)₂]的电荷中性金属氢氧化物板。每个Mg²⁺离子被六个OH^-离子以八面体形式包围。八面体共用边缘以形成堆叠的无限层，通过范德瓦尔相互作用(van der Waal's interactions)稳定。这些氢氧化物的潜在开发受到限制，因为这些材料呈现：(1)有限的层间化学；(2)热稳定性低；(3)固定层组合物；(4)没有去角质。

尽管存在已知的材料限制，但Mg(OH)₂在例如催化，吸附和纳米复合物领域中具有许多潜在应用。从催化和吸附的角度来看，MgO应理想地具有高表面积、热稳定性和再现性。在所有二价二价金属氢氧化物中，Mg(OH)₂具有优于其它氢氧化物的优点，因为(a)其便宜且经济，(b)易于处理和(c)其是环境友好的。材料化学的直接挑战是设计和开发基于α-Mg(OH)₂/Mg(OH)₂的盐，其中晶体具有大于1000的大纵横比(长度比厚度)、高热稳定性以及在各种溶剂中形成稳定分散液的能力。

因此，非常需要提供基于镁的材料和基于镁的材料的复合物的合成方法，所述基于镁的材料是稳定的或可分散的并且能够控制基于镁的材料的晶体的尺寸、形状和活性，尤其作为反应性MgO的前体。对包括氧化镁/氢氧化镁材料的系统、方法和复合物存在进一步的持续需求。

发明内容