[发明专利]具有三级结构层状双金属氢氧化物及其制备、使用方法

权利要求书

1.一种具有三级结构层状双金属氢氧化物，其特征在于，利用六次甲基四胺为沉淀剂，在硬脂酸钠导向下制备得到由一级结构LDHs片组装成的二级结构玫瑰花状微米颗粒，再对其进行焙烧-水合复原处理，利用LDHs自身的结构记忆效应特性，在LDHs片上生成次结构的纳米片，得到具有三级结构的MAl-LDHs，M为Mg或Ca；

其中，一级结构LDHs片尺寸分布为0.5-1μm，由一级结构组装的二级粒子粒径分布为1-5μm， LDHs片上次结构的纳米片尺寸分布为50-100nm，MAl-LDHs的比表面积为70-150 m²/g，碱位密度为0.1-0.5 mmol/g。

2.一种权利要求1所述的具有三级结构层状双金属氢氧化物的制备方法，其特征在于，工艺步骤如下： 

（1）将硬脂酸钠溶于去离子水中配制浓度为0.01～0.1mol/L溶液A；

（2）用去离子水配制得到M(NO₃)₂和Al(NO₃)₃的混合盐溶液，其中二价金属M代表Mg 和Ca中的一种，M²⁺的浓度为0.01～0.5mol/L，M²⁺与Al³⁺摩尔浓度比为1～10；再将溶液A加入到该溶液中搅拌得到混合溶液B，且使混合溶液中M²⁺与硬脂酸钠的摩尔浓度比为1～50：1；

（3）将六次甲基四胺加入溶液B中，使溶液中六次甲基四胺浓度为0.1～1mol/L，搅拌使其充分溶解； 

（4）将上述混合溶液转移到高压反应釜中，在80～180℃下晶化1～48小时，较佳的晶化条件是120～160℃下晶化4～12小时，反应结束后，自然冷却到室温，离心分离出固体产物，离心洗涤至上层清液pH值=7～8，再用乙醇、丙酮溶液洗去残留的硬脂酸钠，将滤饼置于烘箱中，在60～120℃干燥8～24个小时，得到二级结构层状双金属氢氧化物。

（5）将上一步得到的二级结构层状双金属氢氧化物置于高温电阻炉中，在空气气氛下，以1-10℃/min的升温速率缓慢升温到400-700℃并焙烧保温3-12h。待冷却到室温，得到焙烧产物。

（6）称取1g 焙烧产物加入到250ml四口烧瓶中，再向瓶中加入100ml脱除CO₂的去离子水，在N₂保护下以1200rpm的转速充分搅拌3-12h。反应结束后，冷却到室温，将所得产物离心分离，取下层沉淀置于40-120℃烘箱中干燥3-12h，得到三级结构层状双金属氢氧化物。

3.一种权利要求1所述的三级结构的层状双金属氢氧化物的使用方法，其特征在于，将MAl-LDHs作为固体碱催化剂应用到三丁酸甘油酯与甲醇的酯交换反应中制备丁酸甲酯，反应转化率为80-100%，丁酸甲酯的产率为85-95 %。