[发明专利]层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜，其特征在于：该复合膜由大小为300～600nm的层状双金属氢氧化物纳米片与季铵化聚乙烯醇在溶液中自组装制得，该复合膜的平均厚度为25μm。

2.如权利要求1所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、制备层状双金属氢氧化物纳米片分散液：

步骤二、制备季铵化聚乙烯醇：

步骤三、制备层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜：利用步骤二制得的季铵化聚乙烯醇配制质量浓度为0.5～1％的季铵化聚乙烯醇水溶液，将制得的季铵化聚乙烯醇水溶液与步骤一制得的LDH纳米片分散液共混，其中，季铵化聚乙烯醇与季铵化聚乙烯醇和层状双金属氢氧化物质量之和的质量百分比为10～40％；然后，加入质量浓度为50％的戊二醛溶液得到混合分散液，其中，所述戊二醛的添加量为季铵化聚乙烯醇与层状双金属氢氧化物纳米片质量之和的四分之一；将该混合分散液进行真空辅助抽滤，即在60～80℃条件下真空干燥8～12h后制得层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜。

3.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤一制备层状双金属氢氧化物纳米片分散液的步骤如下：

按照摩尔比为2:1将六水合硝酸镁与九水合硝酸铝溶解，制备摩尔浓度为0.12～0.14M的混合金属盐水溶液；按照摩尔比为2:1将氢氧化钠与碳酸钠共混制备摩尔浓度为2.4～2.6M的混合碱溶液；用所述混合碱液将混合金属盐溶液滴定至pH＝11，置于水热合成釜内，180℃条件下静置36～48h，所得产物记为MgAl-CO₃-LDH；

在氮气保护条件下，将上述MgAl-CO₃-LDH分散于摩尔浓度为1～2M的硝酸钠水溶液中，滴入硝酸，所制分散液浓度为0.5～1g/L，pH>6.5，室温下机械搅拌24h，制得MgAl-NO₃-LDH；

在氮气保护条件下，将上述MgAl-NO₃-LDH按照质量体积浓度为0.5～1g/L分散于甲酰胺中，剧烈搅拌36～48h，制得层状双金属氢氧化物纳米片分散液，记为LDH纳米片分散液。

4.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤二制备季铵化聚乙烯醇的步骤如下：

将质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液与摩尔浓度为2M的氢氧化钾溶液共混，其中，聚乙烯醇与氢氧化钾的质量比为1.8：1，然后向该混合液中加入环氧丙基三甲基氯化铵，所述环氧丙基三甲基氯化铵与聚乙烯醇的质量比为1.5:1；在65℃下搅拌4～6h，产物在过量乙醇中析出，用乙醇多次洗涤后干燥得到季铵化聚乙烯醇。

5.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤三中，季铵化聚乙烯醇与季铵化聚乙烯醇和层状双金属氢氧化物质量之和的质量百分比为10％。

6.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤三中，季铵化聚乙烯醇与季铵化聚乙烯醇和层状双金属氢氧化物质量之和的质量百分比为20％。

7.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤三中，季铵化聚乙烯醇与季铵化聚乙烯醇和层状双金属氢氧化物质量之和的质量百分比为30％。

8.根据权利要求2所述层状双金属氢氧化物/季铵化聚乙烯醇复合膜的制备方法，其特征在于，步骤三中，季铵化聚乙烯醇与季铵化聚乙烯醇和层状双金属氢氧化物质量之和的质量百分比为40％。