[发明专利]一种钛基金属氢氧化物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛基金属氢氧化物，由可溶性钛盐、二价金属盐、尿素和结构导向剂反应制得；制备方法：(1)称取各原料；(2)将可溶性钛盐和二价金属盐溶于乙醇溶液中，得到金属盐混合液；(3)将尿素和结构导向剂加入金属盐混合液中，搅拌后升温反应，离心，洗涤，真空干燥，研磨，即得。本发明制得的的钛基金属氢氧化物形貌可控，粒径尺寸均匀，分散性较好，在实际应用中方便使用，且制备方法具有成本低廉、工艺简单高效、易于重复和稳定性好的特点，能够适用于规模化生产。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料技术领域，更具体的说是涉及一种钛基金属氢氧化物及其制备方法。

背景技术

层状双金属氢氧化物由于其层状结构、层板离子可调、层间阴离子可交换性和独特的物理化学性质，被广泛应用于催化，吸附，离子交换，材料合成，日用化工，超导和环境保护等领域。随着各种表征方法的进步，以及研究技术的迅速发展，二维双金属氢氧化物材料的设计合成及其应用研究取得了丰硕成果，其显微形貌决定双金属氢氧化物材料的功能与物理化学性质，通过对其形貌结构的调变实现对其性能的调控已成为当前研究热点。

在众多双金属氢氧化物材料中，钛基双金属氢氧化物表现出优异的特性，常被用作催化剂及其载体，且在吸附、阻燃、光电以及医药等方面应用广泛，其显微形貌决定材料的功能与物理化学性质。片状ZnTi-LDH在可见光下，可有效催化降解苯胺和苯甲醇[Catalysis Science Technology,2021,11(1):162-170；Applied Catalysis B:Environmental,2020,260:118185]。

但是，通过结构导向剂促使钛基金属氢氧化物晶体择优定向生长，从而实现对其形貌结构调控的研究，罕见报道。

因此，开发一种低成本、操作简便、环境友好和可控性好的钛基金属氢氧化物，实现其形貌可调，对拓展其实际应用范围具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钛基金属氢氧化物及其制备方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钛基金属氢氧化物，由可溶性钛盐、二价金属盐、尿素和结构导向剂反应制得；可溶性钛盐中Ti⁴⁺与二价金属盐中金属离子的摩尔比为(1-7):1；尿素与可二价金属盐中阴离子的摩尔比为(1-5):1；结构导向剂与可溶性钛盐的质量比为(0.005-0.01):(0.1-0.5)。

本发明的有益效果在于，通过改变结构导向剂的种类和用量，来调变钛基金属氢氧化物晶体择优生长取向，从而实现对其形貌结构的调控，获得钛基金属氢氧化物的不同形貌结构，如片状、核桃状、鼓珠状、花状等，进而满足各行业对钛基金属氢氧化物形貌结构的不同需求。

进一步，上述可溶性钛盐选自四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸四正丁酯或硫酸钛。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选可溶性钛盐能够提供稳定的钛源。

进一步，上述二价金属盐选自硝酸盐或氯化盐。更进一步，上述二价金属盐中的金属离子选自Co²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺中的至少一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选二价金属盐能够保证形成结构稳定的二/四价金属氢氧化物。

进一步，上述结构导向剂选自氟化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或三乙醇胺。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选结构导向剂能够很好地调控产物的形貌结构。

一种钛基金属氢氧化物的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述钛基金属氢氧化物的用量称取各原料；