[发明专利]一种纳米铝基层状复合氢氧化物及其制备方法

说明书

所属领域

本发明涉及无机非金属功能材料及其制备领域，具体涉及一种纳米铝基层状复合氢氧化物及其制备方法。

背景技术

层状复合氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDH)是一类阴离子型层状粘土，其化学式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-_x/n)^.mH₂O，其中M²⁺、M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，x代表金属元素的含量的变化，A^n-代表层间阴离子。LDH具有独特的二维层状结构和层间阴离子的可交换性，近年来受到人们的广泛关注。LDH独特的性质使其广泛应用于催化、吸附、离子交换和高分子材料添加剂（阻燃剂、热稳定剂等功能助剂）等领域。

材料的尺寸和比表面积对其应用性能具有重要的影响，通常尺寸小、比表面积大的材料具有更优异的应用性能。LDH通常为片状结构，比表面积较小，其布朗诺尔-埃米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，简称BET)比表面积约为20-80m²/g，极大地限制了它的应用。传统制备方法，如单滴法、双滴法、成核/晶化隔离法、均匀沉淀法、水热法等通常仅能获得厚度约为20～100nm的六边形或不规则片状LDH微晶，并且存在严重的团聚现象，BET比表面积较小。文献Zhou Jiabin,Yan Siliang,Yu Jiaguo,Shu Zhan,Journal of Hazardous materials,2011,192(3),1114-1121采用均匀沉淀法制备得到了BET比表面积约为64.9m²/g LDH。文献Wang Qiang,Wu Zhihuai,Tay Hui Huang,Chen Luwei,Liu Yan Chang Jie,Zhong Ziyi,Luo Jizhong,Borgna Armando,Catalysis Today,2011,164(1),198-203采用共沉淀法制备了BET比表面积达114m²/g的LDH。文献Zhao Yun,Li Feng,Zhang Rui,Evans,David G.,Duan Xue,Chemistry of Materials,2002,14,4286采用成核/晶化隔离法制备了粒径较小，厚度约为20纳米的LDH，BET比表面积约为80m²/g。由于这些方法制备的LDH片的厚度通常大于20nm，长度大于150nm，其BET比表面积通常小于120m²/g，使其应用性能受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米铝基层状复合氢氧化物及其制备方法，该层状复合氢氧化物具有尺寸处于纳米量级、比表面大的特点，可用于吸附分离、催化、高分子材料等领域。

本方法以拟薄水铝石、无机强酸、可溶性二价金属盐和碱为原料，制备出厚度约为10～20nm、长度约为50～100nm、比表面积为150～200m²/g的纳米铝基层状复合氢氧化物。

本发明提供的纳米铝基层状复合氢氧化物，其化学通式为：

M²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)₂(A^n-)_x/n·mH₂O，（1）