[发明专利]一种微米级绒球状层状双金属氢氧化物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于属于导向生长特殊形貌微米级LDHs制备技术领域，特别是提供了一种微米级绒球状层状双金属氢氧化物(LDHs)的制备方法，涉及导向生长特殊形貌微米级层状双金属氢氧化物。

技术背景

层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)是一类极具应用前景的新型无机功能材料，由于其特殊的层状结构特点使其在催化、吸附、离子交换、电化学、复合功能材料等方面有着良好的应用价值。通常无机化合物的形貌对其性能有着重要的影响，材料形貌的变化会引起一系列物理化学性能随之变化。因此，进行无机材料的的形貌控制显的尤为重要。

在LDHs制备过程中，体系中的过饱和度和反应温度等条件，直接影响粒子的形貌尺寸等方面的特征。通常共沉淀法制备的LDHs呈现一种六方的片状结构，尺寸分布在100-300nm之间。另外文献报道(Mariko Adachi-Pagano，Claude Forano，Jean-Pierre Besse.Synthesis of Al-rich hydrotalcite-like compounds by using the urea hydrolysisreaction-control of size and morphology.J.Mater.Chem.，2003，13：1988-1993)通过双滴共沉淀法形成了一种玫瑰状的形貌，它是由初始阶段粒子间强作用力形成的，LDHs片层相互穿插形成聚集体粒子，聚集的粒子尺寸分布在500-700nm；H.C.Greenwell等人(H.Christopher Greenwell et al.Studies of the effects of synthetic procedure on base catalysisusing hydroxide-intercalated layer double hydroxides.Catalysis Today.，2006，114：397-402)研究发现与共沉淀法比较，溶胶-凝胶法制备的LDHs粒径较大，并且通过尿素分解方法制备的LDHs尺寸更大一些，晶相单一，分布均匀，分散性好；近年李博等人(Bo Li，JingHe et al.Morphology and size control of Ni-Al layered double hydroxides using chitosan astemplate.Journal of Physics and Chemistry of Solids.，2006(67)：1067-1070)使用壳聚糖模板用来控制水滑石生长，认为是在生长过程中模板与M²⁺之间的作用力使得LDHs层板发生弯曲，导致水滑石的粒径、形貌均发生变化；另外，赵芸等人(Zhao Y，Li F，ZhangR，Evans D G，Duan X.Preparation of layered double hydroxide nanomaterials with auniform crystallite size using a new method involving separate nucleation and aging steps.Chem.Mater.，2002，14：4286-4291)综合考虑了成核速率和生长速率对粒度的影响，可更直接反映过饱和度与沉淀粒度的关系，溶液的相对过饱和度越大，分散度越大，形成的晶核数目就越多，有利于得到细小颗粒沉淀。从目前来看，对于LDHs的形貌和粒子大小控制的方法还是非常有限，需要新的方法对LDHs的结构和形貌进行调控，以便进一步扩展LDHs的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微米级绒球状层状双金属氢氧化物的制备方法，克服了传统方法层状双金属氢氧化物(LDHs)形貌控制的局限性，利用天然多糖-海藻酸钠作为仿生矿化导向剂，通过静电、氢键等作用来诱导LDHs的晶体生长，从而对其最终形貌进行控制，获得一种微米级绒球状LDHs。通过控制制备条件，可以实现对LDHs的晶体粒径大小和聚集态形貌的调控。