一种剥离型水滑石的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种剥离型水滑石的制备方法，采用如下步骤：采用市售或自制的水滑石，将水滑石置于马弗炉中煅烧，制成层状双羟基复合金属氧化物；利用水滑石的记忆效应，将层状双羟基复合金属氧化物加入到有机酸盐溶液中，经沉淀分离、洗涤，真空干燥后，将产品置于微波炉中，利用微波技术加热，使水滑石剥离，得到剥离的水滑石产品。本发明过程简单、易于操作、条件宽松，得到的产品结构均一。
【专利说明】一种剥离型水滑石的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种剥离型水滑石的制备方法，属于催化材料制备领域。
【背景技术】
[0002]水滑石类化合物(LDHs)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。水滑石化学结构通式为:[M2YxM3+X (OH) 2]x+ [ (AnO x/n.mH20]，其中M2+和M3+分别为位于主体层板上的二价和三价金属阳离子，如Mg2 +、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价阳离子和Al3+、Cr3+、Co3+、Fe3+等三价阳离子均可以形成水滑石；An_为层间阴离子，可以包括无机阴离子，有机阴离子，配合物阴离子、同多和杂多阴离子；xSM37(M2++M3+)的摩尔比值，大约是4:1到2:1 ;m为层间水分子的个数。其结构类似于水镁石Mg(OH)2，由八面体共用棱边而形成主体层板。位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半价相近的三价金属阳离子M3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间存在可以交换的的阴离子与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。层间的阴离子可被交换，经过一系列改性，水滑石材料可以得到许多种性能各异的物质。
[0003]LDHs可广泛的应用于催化剂、生物纳米复合材料、光电材料等领域。其剥离后可应用于制备功能性分子、薄膜等，成为研究热点之一。
[0004]CN101913569B公开了一种简单的水滑石剥离方法，该方法利用双氧水溶液为介质，但该方法只能制备含有不能被双氧水氧化的金属的LDHs，使用有一定的局限性。CN101845241A公开了一种剥离型水滑石的制备方法及其应用，该发明中必须加入乙烯丙烯酸无规共聚物，以高分子来分散LDHs，否则该材料无法完全剥离，并且由于高分子材料的引入，剥离后的LDHs无法用于作为催化剂载体。CN101734679A公开了一种微波法快速剥离层状无机材料的方法，该方法对一般的粘土比较适合但对于水滑石类材料，由于需要经过离子交换插层才能取得较好的效果，水滑石在离子交换的时候，由于对离子有选择性，其交换能力大小顺序为:C032_>S042_>0H_>F_>C1->B(0H)4_>N03_。层间阴离子与层板的结合能力最强的是C032—，层间的CO/—很难参与离子交换。而在制备水滑石时碳酸根很容易进入水滑石层间，因此在制备水滑石需要严格的氮气保护，以防空气中的二氧化碳进入溶液中参与反应。该过程条件苛刻，费时费力，经济消耗巨大。在剥离过程中，层间阴离子越简单，越容易挥发，层板就越容易被剥离，而简单离子很难取代碳酸离子，因此，CN101734679A公开的方法在离子交换柱撑时往往交换不完全，使得部分水滑石难以被剥离，应用具有一定局限性，限制了水滑石剥离工业化生产和应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种剥离型水滑石的制备方法，该方法条件简单、普遍实用于各类水滑石剥离。
[0006]本发明采用的技术方案是采用如下步骤:
[0007]I)采用市售或自制的水滑石，将水滑石置于马弗炉中，在250°C~400°C温度下煅烧I~12h，制成层状双羟基复合金属氧化物(LDO)；
[0008]2)利用水滑石的记忆效应，称取4g得到的产品加入到在体积为50~IOOmL,浓度为20mmol/L~lmol/L的有机酸盐溶液中，经过这个过程，LDO还原成有机酸插层的水滑石，沉淀分离、洗涤，真空60V~70°C干燥；
[0009]3)将上述产品放入微波炉中，100W~700W，加热I~5min，利用微波技术使水滑石层间的有机物分解成气体逸出，从而使水滑石剥离，得到剥离的水滑石产品。
[0010]上述的有机酸盐为:甲酸钠、乙酸钠中的一种。
[0011]所述的水滑石可以是市售的商品，也可以根据现有技术制备，其制备技术是总所周知的。水滑石化学结构通式为其中M2+为Mg2+，Ni2+，Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二价金属阳离子中的任一种；M3+ 为 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三价金属阳离子中的任一种为阴离子，如CO广，NCV，cr，or, SO广，PO广等无机离子中的任一种；x=0.5 ~0.15 ；M2+/M3+=1 ~5。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]1.本发明过程简单、易于操作、条件宽松。
[0014]2.本发明得到的产品结构均一，不会因为过程中离子交换不均匀而导致产品次品率增加。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]采用市售水滑石，将水滑石置于马弗炉中，在250°C温度下煅烧12h，制成层状双羟基复合金属氧化物(LDO);称取4g得到的产品加入到在体积为IOOmL,浓度为20mmol/L的甲酸钠溶液中，沉淀分离、洗涤，真空60°C干燥；将得到的产品放入微波炉中，100W，加热5min，得到剥离的水滑石产品。
[0017]实施例2
[0018]采用自制的镁铝水滑石，将水滑石置于马弗炉中，在400°C温度下煅烧lh，制成层状双羟基复合金属氧化物(LDO);称取4g得到的产品加入到在体积为50mL，浓度为lmol/L的甲酸钠溶液中，沉淀分离、洗涤，真空70°C干燥；将得到的产品放入微波炉中，700W，加热lmin，得到剥离的水滑石产品。
[0019]实施例3
[0020]采用市售或自制的水滑石，将水滑石置于马弗炉中，在300°C温度下煅烧8h，制成层状双羟基复合金属氧化物(LDO);称取4g得到的产品加入到在体积为80mL，浓度为IOOmmoI/L的甲酸钠溶液中，沉淀分离、洗涤，真空60°C干燥；将得到的产品放入微波炉中，500W,加热3min，得到剥离的水滑石产品。
【权利要求】
1.一种剥离型水滑石的制备方法，其特征在于方法的步骤如下: 1)采用市售或自制的水滑石，将水滑石置于马弗炉中，在250°C~400°C温度下煅烧I~12h，制成层状双羟基复合金属氧化物(LDO)； 2)利用水滑石的记忆效应，称取4g得到的产品加入到在体积为50~IOOmL,浓度为20mmol/L~lmol/L的有机酸盐溶液中，经过这个过程，LDO还原成有机酸插层的水滑石，沉淀分离、洗涤，真空60V~70°C干燥； 3)将上述产品放入微波炉中，100W~700W，加热I~5min，利用微波技术使水滑石层间的有机物分解成气体逸出，从而使水滑石剥离，得到剥离的水滑石产品。
2.如权利要求1所述的一种剥离型水滑石的制备方法，其特征在于所用的有机酸盐为甲酸钠、乙酸钠。
【文档编号】C01F7/02GK103482578SQ201310474035
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】马建锋, 李良银, 姚超, 李定龙 申请人:常州大学