[发明专利]一种层状双金属氢氧化物LDH-Br2-CO32-晶须及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种层状双金属氢氧化物LDH‑Br₂‑CO₃^2‑晶须及其制备方法和应用。所述晶须的化学式为，所述晶须通过金属阳离子Mg²⁺和Al³⁺与阴离子Br^‑、CO3^2‑和OH^‑反应得沉淀后蒸发水分得到。本发明提供的层状双金属氢氧化物LDH‑Br₂‑CO₃^2‑晶须为一种晶须状的类水滑石化合物除具有孔径的可调变性、较大的比表面积和层间离子可交换性等类滑石类化合物的功能外，还具有晶须增韧补强的功能，在增韧补强材料，催化、阻燃、吸附材料等领域中具有非常广泛的应用前景。本发明提供的制备方法，工艺简单，适合大规模推广。

技术领域

本发明属于材料技术领域。更具体地，涉及一种层状双金属氢氧化物 LDH-Br₂-CO₃^2-晶须及其制备方法和应用。

背景技术

层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)是水滑石(Hydrotalcite，HT)和类水滑石化合物(Hydrotalcite-Like Compounds，HTLc) 的统称，是一类重要的无机功能材料。在LDH晶体结构中，由于受晶格能最低效应及其晶格定位效应的影响，使得金属离子在层板上以一定方式均匀分布，即在层板上每一个微小的结构单元中，其化学组成和结构不变；而位于层间的阴离子由于受到层板电荷的吸引、层间离子间的排斥、层内空间的限制、层间离子与层板基团的配位、电子转移效应等等影响，分布也很均匀。由于LDH的这种化学组成和微观结构上的可调控性和整体均匀性，本身又是二维纳米材料，所以这种特殊结构和组成的材料是合成具有多元活性组分高度复合金属氧化物的良好前体。由于LDH特殊的结构决定了其具有碱性、层间阴离子的可交换性、热稳定性、组成和结构的可控性、酸性等从而在催化、吸附、阻燃、环境、医药、纳米材料、功能高分子材料等领域受到广泛的应用，在水质净化、污水处理、污染防治和环境修复等方面有广阔应用前景。

最典型的LDH是Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O，也称镁铝水滑石，如果此镁铝水滑石中的Mg²⁺、A1³⁺或CO₃^2-离子被其他离子所取代，即可得到类水滑石(HTLc)。 HTLc的通式是：(其中M²⁺为二价金属离子，如Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等；M³⁺为三价金属离子，如 Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺等；A为层间阴离子，如CO₃^2-、NO^3-、Cl^-、SO₄^2-、PO₄^3-、 C₆H₄(COO)₂^2-等；m为层间结合水数目)。由所组成的板层称为金属板层，由组成的层称为阴离子层。这种层状结构如图5所示。

由于HTLc有孔径的可调变性，又有较大的比表面积和层间离子可交换性，因此其在催化、阻燃、吸附、医药、基因存储等领域中具有非常广泛的应用前景。