[发明专利]一种金属粉制备层状双金属氢氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明属于双金属氢氧化物技术领域。特别是提供了一种金属粉制备层状双金属 氢氧化物的方法。

背景技术

层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简写为LDHs)是一类重要的无 机功能材料，具有类似于水镁石的层状结构，层中因部分二价阳离子被三价阳离子替 代，使层板带正电荷，层间充填有平衡电荷的阴离子以及水分子，其化学通式是 [M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·yH₂O)。由于具有独特的阴离子交换性、层板组成的可设计 性、结构的可恢复性而在催化、吸附、环境、医药、纳米材料、功能高分子材料等领 域得到广泛的应用。LDHs在化学、化工领域可用作催化剂与催化剂载体；在医药行业 用作新一代抗酸与胃粘膜保护剂；在功能性材料领域用作红外、紫外吸收和阻隔材料； 在塑胶行业，可用作抗菌添加剂、阻燃剂和PVC稳定剂；在环保领域，它们对许多有 毒有害阴离子有强烈的吸附作用，因此在水质净化、污水处理、污染防治和环境修复 等方面有广阔应用前景。

目前，LDHs通常是通过共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、焙烧复原法和离子交 换法等传统方法制备(G.Fornasari，M.Gazzano，D.Matteuzzi，F.Trifro，A.Vaccari，Appl. Clay Sci.，10，69，1995；M.A.Aramendia，V.Borau，C.Jimenez，M.Marinas，J.R.Ruiz，F.J. Urbano，J.Solid State Chem.，168，156，2002；I.Pausch，H.H.Lohse，K.Schurmann，R. Allmann，Clays Clay Miner.，34，507，1986；J.Rocha，M.del Arco，V.Rives，J.Mater.Chem.， 9，2499，1999；M.A.Drezdzon，Inorg.Chem.，27，4628，1988)。共沉淀法制备LDHs易于进 行，但反应产物为胶状，洗涤、过滤困难，反应中消耗大量的NaOH，这些NaOH和原 料中Cl^-、SO₄^2-反应，生成低价值的NaCl和Na₂SO₄而排除，不利于环境保护，成本高。 溶胶-凝胶法制备过程中要使用有机溶剂，成本高容易造成环境污染，且层间阴离子不纯 和形貌不规则。焙烧复原法和离子交换法属于间接合成法，主要是以合成的LDHs为前 驱体，来进一步制备得到层间含不同阴离子的LDHs。另外，中国发明专利(CN 1507944A) 中采用MgCO₃或Mg(OH)₂为镁源，在高温下焙烧得到活性MgO，再与铝酸钠水溶液混 合，加入NaOH和Na₂CO₃，通过搅拌得到MgAl-LDH，此反应操作流程过于复杂，同 时限制条件很多，反应同样要消耗NaOH且成本高。上述传统方法制得的LDHs存在结 晶度低，羟基化的层板有序度不够和层间阴离子不纯等缺点。鉴于此，目前采用金属粉 末为原料，通过水热法一步合成了结构规整的层状双金属氢氧化物。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属粉制备层状双金属氢氧化物的方法，以金属粉为原 料制备层状结构规整、有序度高的层状双金属氢氧化物。