[发明专利]一种纳米铝基层状复合氢氧化物及其制备方法

摘要

本发明提供了一种纳米铝基层状复合氢氧化物及其制备方法，其制备是采用拟薄水铝石、无机强酸、可溶性二价金属盐和碱为原料，利用拟薄水铝石在酸性条件下可胶溶的特性，将其胶溶后制备成溶胶，然后再与二价金属盐和碱反应，可以快速形成大量LDH晶核并同步均匀生长，制备的LDH层板厚度约为10~20nm、长度约为50~100nm，其BET比表面积大于150m2/g，远大于普通LDH的比表面积。本发明所采用的制备方法简便，无需高温高压，不要求特殊设备，原料来源丰富，成本低廉。该纳米层状复合氢氧化物可广泛应用于吸附分离、催化、高分子材料等领域。

主权项

一种纳米铝基层状复合氢氧化物的制备方法，具体步骤如下：A：配制质量百分含量为1~10%的拟薄水铝石浆液，将浆液在球磨机或是胶体磨中研磨1~30 min；再配制质量百分含量为5~20%的酸溶液，使酸溶液中H+的摩尔量与拟薄水铝石浆液中Al的摩尔量的比值为0.2~1；所述的酸为硝酸、盐酸和硫酸中的一种；在剧烈搅拌状态下将酸溶液在30 min内滴加到拟薄水铝石浆液中，使拟薄水铝石胶溶，滴加完毕后继续搅拌1 h即制备出拟薄水铝石溶胶；用质量百分含量为0.1~1%的碱溶液将拟薄水铝石溶胶的pH值调节至6~8，得到A浆液；所述的碱为NaOH、KOH和氨水中的一种；B：配制摩尔浓度为0.05~1 mol/L的二价金属盐溶液，其中二价金属离子的摩尔量为步骤A中铝摩尔量的2~6倍，将盐溶液加入到A浆液中并混合均匀，得到B浆液；所述的二价金属盐为Mg、Zn、Ni、Co、Fe、Cu、Mn的硝酸盐、氯化物或硫酸盐中的一种或多种；C：配制摩尔浓度为0.05~2.5 mol/L的碱性溶液，简称C溶液，该碱性溶液是碱与钠盐NanAn‑的混合溶液，碱性溶液中碱的摩尔量为步骤B所加二价金属离子摩尔量的2~12倍，且An‑与C浆液中铝元素摩尔量的比值为0.5~6；所述的碱为NaOH、KOH、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、六次甲基四胺、尿素中的一种或多种，所述的钠盐中An‑为Cl‑、Br‑、ClO4‑、NO3‑、ClO3‑、CO32‑、SO42‑、SO32‑、S2O32‑、CrO42‑等无机阴离子或乙二酸根、丙二酸根、对苯二甲酸根、十二烷基磺酸根等有机阴离子中的任意一种， D：在氮气保护、50~110 ℃和搅拌条件下，将C溶液加入到B浆液中，滴加完毕后在60~140 ℃下继续反应1~24 h，反应结束后冷却至室温，将反应产物过滤、洗涤、干燥，得到纳米铝基层状复合氢氧化物；当制备的是碳酸根型层状复合氢氧化物则无需氮气保护；其中C溶液加入B浆液的速度根据C溶液的pH值确定，当其pH值小于11时，可将C溶液直接一次性加入；当C溶液的pH值大于11时，则C溶液的滴加速度应使B浆液的pH值控制在不大于10，以避免强碱使B浆液中的拟薄水铝石过快溶解，C溶液在0.1~6小时内滴加完毕。