[发明专利]一种高纯度水滑石及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高纯度水滑石及其制备方法，涉及水滑石材料技术领域。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将金属复合材料和水溶液混合，进行水解反应，得到水滑石；所述金属复合材料的制备原料包括铝和第二类金属；所述水溶液的pH值为1～12。本发明以金属复合材料为原料，在特定pH值水溶液中进行水解，反应过程中产生氢气，具有纯化产品和提高产品比表面积的双重作用；反应产物经简单冲洗、干燥，即可得到不含杂质阴离子的高纯度水滑石。

技术领域

本发明涉及水滑石材料技术领域，具体涉及一种高纯度水滑石及其制备方法。

背景技术

水滑石是一类阴离子型粘土，是一种无机材料，主要是由层间互换阴离子和带正电荷层板有序的组装而形成的层状结构主体化合物，称之为层状双金属氢氧化物(Layereddouble hydroxides，LDHs)。这一类化合物的层板通常是由两种金属的氢氧化物形式组成，层板上带有正电荷，层板间存在着能够平衡正电荷的阴离子，它的结构非常类似于水镁石Mg(OH)₂。水镁石基构造单元是镁氧八面体，八面体的中央是Mg，6个顶角是OH，相邻八面体间靠共用边相互接形成二维延伸的配位八面体结构，其单元晶层称为水镁石片。

水滑石结构上的特殊性使LDHs本身具有碱性，层板上阳离子的可调配性、层间阴离子的可互换性可应用于阴离子型污染物的互换、氧化还原催化剂和其附着体等方面。水滑石经一定温度的焙烧形成复合金属氧化物，因为它的活性成分非常分散，可将其应用于催化剂或者催化剂的附着体，在吸附、离子交换、日用化工、催化、超导以及环境保护等方面具有巨大的应用潜力。但通常由于合成方法、合成条件以及原料配比不同，得到的水滑石在性质、形貌等方面也存在差异。

目前虽然针对水滑石合成的研究较多，有共沉淀法、尿素水解法、水热法、溶胶凝胶法等。但是大多数制备方法都存在制备条件较为苛刻，制备过程较为繁琐等问题，以共沉淀法进行的合成反应为例，要求温度至少在100℃以上，甚至要求在氮气保护下反应，在制备过程中pH控制不当的话产物不纯，容易含有氢氧化物。由于共沉淀法用氢氧化钠和碳酸钠作为沉淀剂，一方面会引入新的杂质离子；另一方面钠离子会导致催化剂中毒，降低催化剂的性能，因此共沉淀法需要用大量的去离子水洗涤产物。共沉淀法的流程主要包括：滴加、沉淀、老化、洗涤、过滤、干燥，过程复杂因此会增加制备成本。这些苛刻的制备条件和昂贵的制备成本成为了水滑石的制备与实际应用的最大限制。如何在较为简单的制备条件下得到纯度较高的水滑石是研究人员所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度水滑石及其制备方法，本发明提供的方法工艺简单、生产成本低，且能够得到高纯度水滑石。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高纯度水滑石的制备方法，包括以下步骤：

将金属复合材料和水溶液混合，进行水解反应，得到水滑石；

所述金属复合材料的制备原料包括铝和第二类金属；

所述水溶液的pH值为1～12。

优选地，所述金属复合材料中，铝元素的质量含量为24～34％；所述金属复合材料的粒径为0.01～3mm。

优选地，所述第二类金属为镁、锌和过渡金属中的一种或几种。

优选地，所述金属复合材料的制备方法包括物理混合、球磨法、高真空电弧熔炼法或真空雾化法。

优选地，所述水溶液为去离子水、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或盐酸溶液。

优选地，所述水解反应的温度为25～90℃，时间为9～160h。

优选地，所述水解反应后还包括：将反应产物依次进行洗涤和干燥，得到水滑石。

优选地，所述水滑石的纯度≥99％。