[发明专利]一种镁铝水滑石纳米管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁铝水滑石纳米管及其制备方法，包括以下步骤：(1)将油相、表面活性剂、助表面活性剂混合，得到油相混合液；(2)将镁源、铝源和水混合，得到水相混合液；(3)室温搅拌条件下，将所述水相混合液和所述油相混合液混合，形成反相微乳液；(4)将所述反相微乳液转至反应釜水热反应，得到镁铝水滑石纳米管。本发明所述制备方法不同于常用的双微乳液共沉淀法，是合成水滑石纳米管的新方法。

技术领域

本发明属于水滑石类化合物制备技术领域，具体涉及一种镁铝水滑石纳米管及其制备方法。

背景技术

镁铝类水滑石是一种具有层状结构的双金属氢氧化物，其典型的化学式为Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O，具有可调变的化学组成及独特的结构和性能，广泛应用于热稳定剂、阻燃材料、酸碱催化、污水吸附处理、功能发光材料及半导体等领域。

新型一维纳米材料如纳米线、纳米棒、纳米管等，可以表现出一系列特有的电学、力学、磁学、光学、吸波和储氧等性能，在物理学、光学、化学、电子学和生物医学等领域显现出更为广阔的应用前景。现有技术中，镁铝水滑石的制备常采用共沉淀、均相沉淀、水热法等方法制得。这些方法制备的水滑石基本上都是片状或花状结构，而一维纳米管状水滑石暂无相关报道。本发明通过改进的反相微乳液合成法成功制备出纳米管状的镁铝水滑石。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成镁铝水滑石纳米管的方法，通过改进的反相微乳液合成法，申请人成功制备出纳米管状的镁铝水滑石。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种镁铝水滑石纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将油相、表面活性剂、助表面活性剂混合，得到油相混合液；

(2)将镁源、铝源和水混合，得到水相混合液；

(3)室温搅拌条件下，将所述水相混合液和所述油相混合液混合，形成反相微乳液；

(4)将所述反相微乳液转至反应釜水热反应，得到镁铝水滑石纳米管。

进一步地，(1)中所述油相和表面活性剂为同一种物质，扮演着三种角色，油相介质、表面活性剂和碱源。

进一步地，(1)中所述油相和表面活性剂与助表面活性剂的体积比为2～4：1，优选为2.5～3.5：1。

进一步地，(1)中所述混合为在通氮气或氩气等惰性气体的条件下，在室温下通过超声或者搅拌等手段均匀混合。

进一步地，(2)中所述镁源中镁元素与铝源中铝元素的摩尔比为2～4：1，优选为2～3：1；所述镁源中镁元素与铝源中铝元素的总金属浓度为1～4mol·L^-1，优选为1.5～3.5mol·L^-1。

进一步地，(2)中所述混合为在室温下通过超声或者搅拌等手段均匀混合。

进一步地，所述水相混合液中的阴离子包括Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、PO₄^3-、HPO₄^2-中的一种或多种。

进一步地，(3)中所述混合的顺序为将(2)中所述水相混合液倒入(1)中所述油相混合液中，即形成反相微乳液体系。

进一步地，(3)中所述水相混合液所用体积与油相混合液所用体积之比为1：5～9，优选为1：6～9。