.12g CoS(V^ 0.05g Al 2 (SO4) 3，搅拌溶解后滴加到上述悬浮体系。在5mL去离子水中，加入0.3g尿素，溶解后滴加到上述体系并持续搅拌lh，得到澄清透明的微乳液体系。
[0119]将上述微乳液体系转移至水热釜内，放入真空烘箱于110°C晶化12h。反应结束待其降至室温后取出，分别用乙醇及去离子水离心清洗数次，最后冷冻干燥得层状双金属氢氧化物。
[0120]本对比例制备的层状双金属氢氧化物的XRD谱图与图1所示相似。从图中可以看出，曲线基线平稳，产物衍射峰位置和层状双金属氢氧化物的特征峰位置吻合，且(003)和
(006)两个峰尖锐，说明的确合成了层状双金属氢氧化物，且其对称性好，结晶度较高。
[0121]从本对比例所制备的层状双金属氢氧化物的TEM照片可以看出，产物基本上是层状结构，且存在两种尺寸分布。大片层的尺寸基本为0.5?0.8 μπι，小的片层在20?50nm之间。出现该现象是因为由SDS作为表面活性剂所形成的液滴膜界面是带负电的，LDH生长基元也同为负电，两者存在静电排斥，因此LDH在液滴这个微反应器里生长时不受限制，如同在普通水热体系中晶化生长，因而出现小尺寸层状LDH。另外，在反应过程中液滴间会不断碰撞进行物质交换，从而生成较大尺寸LDH。
[0122]对比例2
[0123]在40mL 去离子水中，加入 0.84g CoS(V^ 0.328g Al 2(S04)3，搅拌溶解；在 40mL去离子水中，加入0.5g氢氧化钠，搅拌溶解。将两者迅速于水热釜中搅拌混合，然后移入110°C烘箱晶化12h，反应结束待其降至室温后取出，分别用乙醇及去离子水离心清洗数次，最后冷冻干燥得层状双金属氢氧化物。
[0124]本对比例中所制备层状双金属氢氧化物的XRD谱图与图1所示相似。基线平稳，产物衍射峰位置和层状双金属氢氧化物的特征峰位置吻合，且(003)和(006)两个峰尖锐，对称性好，表明合成的层状双金属氢氧化物结晶完整且结晶度高。
[0125]本对比例中制备的层状双金属氢氧化物的??Μ照片如图6所示。从图中可以看出，产物为尺度30?60nm左右的LDH纳米片，不存在卷曲结构，说明在水热条件下使用氢氧化钠作为碱性物质无法得到LDH纳米卷。
[0126]对比例3
[0127]在40mL 去离子水中，加入 0.84g CoS(V^ 0.328g Al 2 (SO4) 3，搅拌溶解；在 40mL 去离子水中，加入2.16g尿素，搅拌溶解。将两者迅速于水热釜中搅拌混合，然后移入110°C烘箱晶化12h，反应结束待其降至室温后取出，分别用乙醇及去离子水离心清洗数次，最后冷冻干燥得层状双金属氢氧化物。
[0128]本对比例中所制备层状双金属氢氧化物的XRD谱图与图1所示相似。基线平稳，产物衍射峰位置和层状双金属氢氧化物的特征峰位置吻合，且(003)和(006)两个峰尖锐，对称性好，表明合成的层状双金属氢氧化物结晶完整且结晶度高。
[0129]从本对比例中所制备的层状双金属氢氧化物的TEM照片可以看出，产物存在卷状和层状两种结构，两种结构的LDH在体系中相互堆积、聚集，其中卷状结构的长度和直径分别为0.5?1.5 μπι和20?50nm。该现象表明在一定压力下，使用尿素作为碱性物质可以得到纳米卷，但其分散性较差，同时存在一定数量的层状结构，而微乳液体系的使用可以保证合成均一规整且分散良好的纳米卷。
[0130]对比例4
[0131]在40mL 去离子水中，加入 0.84g CoS(V^ 0.328g Al 2 (SO4) 3，搅拌溶解；在 40mL 去离子水中，加入2.16g尿素，搅拌溶解。将两者迅速于三颈烧瓶中搅拌混合，然后转移至油浴锅于100°C下晶化24h，反应结束待其降至室温后取出，分别用乙醇及去离子水离心清洗数次，最后冷冻干燥得层状双金属氢氧化物。
[0132]本对比例中所制备层状双金属氢氧化物的XRD谱图与图1所示相似。基线平稳，产物衍射峰位置和层状双金属氢氧化物的特征峰位置吻合，且(003)和(006)两个峰尖锐，对称性好，表明合成的层状双金属氢氧化物结晶完整且结晶度高。
[0133]本对比例中制备的层状双金属氢氧化物的??Μ照片如图7所示。从图中可以看出，产物为尺度2?3 μπι左右的LDH微米片，不存在卷曲结构。该现象表明在常压条件下，使用尿素作为碱性物质无法得到LDH纳米卷，这进一步证明压力以及尿素需共同作用才能得到LDH纳米卷。
【主权项】
1.一种层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将阳离子表面活性剂、助表面活性剂以及烷烃类油相在室温下混合均匀，得到均一稳定的乳状悬浮体系； (2)将可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐与去离子水混合得到盐溶液，加入到步骤(I)得到的乳状悬浮体系中，得到微乳液体系； (3)将碱性物质与去离子水混合，再加入到步骤(2)得到的微乳液体系中，持续搅拌0.5?5h后，再经75?130°C下水热反应2?60h，得到所述的层状双金属氢氧化物纳米卷。2.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述的烷烃类油相与总去离子水体积比为1:0.03?I ; 所述的表面活性剂与总去离子水的摩尔质量比为1:5?60 ; 所述的助表面活性剂与总去离子水的体积比为1:0.3?6 ; 所述的总去离子水为步骤(2)和步骤(3)所用去离子水总和。3.根据权利要求2所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述的烷烃类油相为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷或油胺。4.根据权利要求2所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述的阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵或十八烷基二甲基苄基氯化铵； 所述的助表面活性剂为正丁醇、正戊醇、正己醇或正庚醇。5.根据权利要求1?4任一权利要求所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于， 所述的烷烃类油相与总去离子水的体积比为1:0.15?0.5 ; 所述的表面活性剂与总去离子水的摩尔质量比为1:10?36 ; 所述的助表面活性剂与总去离子水的体积比为1:0.6?3。6.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述的可溶性二价金属盐中的二价金属离子为Co' Zn' Ni' Mg2+中的一种或两种； 所述的可溶性三价金属盐中的三价金属离子为Al' Fe' Cr3+中的一种或两种； 所述的可溶性二价金属盐、可溶性三价金属盐的阴离子为Cl ,NO3 ,SO42中的一种或两种。7.根据权利要求6所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述盐溶液中可溶性二价金属盐与可溶性三价金属盐的总浓度为0.01?lmol/L，可溶性二价金属盐与可溶性三价金属盐的摩尔质量比为0.5?5:1，可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐总量与碱性物质的摩尔质量比为1:1?10。8.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述的碱性物质为尿素或氨水。9.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为95?115°C，时间为8?20h。
【专利摘要】本发明公开了一种层状双金属氢氧化物纳米卷的制备方法，具体为：将阳离子表面活性剂、助表面活性剂以及烷烃类油相在室温下混合均匀，得到均一稳定的乳状悬浮体系；再将可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐与去离子水混合，加入到乳状悬浮体系中，得到微乳液体系；最后将碱性物质与去离子水混合，再加入到微乳液体系中，持续搅拌0.5～5h后，再经75～130℃下水热反应2～60h，得到所述的层状双金属氢氧化物纳米卷。本发明在微乳液条件下通过LDH生长基元与液滴膜界面的相互作用生成寡层LDH，进而折叠形成LDH纳米卷。该方法反应条件温和、简单易行、耗时短，合成出的LDH纳米卷形状规整，分散性良好。
【IPC分类】B82Y40/00, C01G51/00, C01G49/00, C01G53/00
【公开号】CN105036200
【申请号】CN201510364621
【发明人】杜淼, 吕维扬, 叶维娟, 郑强
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月26日