3是实施例1制备的蛭石/MgAl-LDHs于450°C锻烧3小时后的SEM局部图。
[0025]图4是实施例1制备的蛭石/MgAl-LDHs于450°C锻烧3小时后的SEM整体图。
[0026]图5是实施例1制备的蛭石/MgAl-LDHs的EDS谱图。
[0027]图6是实施例7制备的蛭石/NiT1-LDHs SEM图。
[0028]图7是实施例1制备的蛭石/MgAl-LDHs、MgAl-LDHs、蛭石吸附六价铬离子对比图。
[0029]图8是实施例1制备的蛭石/MgAl-LDHs吸附六价铬离子循环使用10次的SEM和
EDS 图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用5%的硝酸浸泡1.5小时，用去离子水冲洗干净后备用。在500mL反应容器中，将9.615g Mg(NO3).6H20与7.035gAl (NO3).9Η20溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入30.03g尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中，密封容器后，于120°C下恒温反应I天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，60°C下24小时烘干，得到蛭石 /MgAl-LDHs，其中 MgAl-LDHs 的化学式！Mg6Al2(OH)16CO3.4H20。
[0032]所得蛭石/MgAl-LDHs的红外谱图见图1，XRD见图2，SEM相片和选区EDS谱图见图3，表明蛭石表面形成的片状物为镁铝碳酸根LDHs。LDHs中Mg/Al摩尔比为2.03，LDHs的负载率为2.5% (重量百分数)。
[0033]实施例2
[0034]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用3%的硝酸浸泡2小时，用去离子水冲洗干净后备用。在 500mL 反应容器中，将 9.615g Mg(NO3).6H20 与 7.035gAl (NO3).9H20 溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入37.54g尿素并使之溶解。取Sg处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于110°C下恒温反应1.5天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，80°C下24小时烘干。得到蛭石/MgAl-LDHs，其中Mg/Al摩尔比为2.06，LDHs的负载率为5.8% (重量百分数)。
[0035]实施例3
[0036]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用I %的硝酸浸泡3小时，用去离子水冲洗干净后备用。在 500mL 反应容器中，将 9.615g Mg(NO3).6H20 与 7.035gAl (NO3).9H20 溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入31.53g尿素并使之溶解。取6g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于100°C下恒温反应2天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，90°C下24小时烘干。得到蛭石/MgAl-LDHs，其中Mg/Al摩尔比为1.97，LDHs的负载率为3.2% (重量百分数)。
[0037]实施例4
[0038]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用8%的硝酸浸泡I小时，用去离子水冲洗干净后备用。在 500mL 反应容器中，将 9.615g Mg(NO3).6H20 与 7.035gAl (NO3).9H20 溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入45.04g尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于100°C下恒温反应3天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，90°C下24小时烘干。得到蛭石/MgAl-LDHs，其中Mg/Al摩尔比为1.99，LDHs的负载率为4.1% (重量百分数)。
[0039]实施例5
[0040]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用10%的硝酸浸泡0.5小时，用去离子水冲洗干净后备用。在500mL反应容器中，将9.615g Mg(NO3).6H20与7.035gAl (NO3).9Η20溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入31.80g尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于110°C下恒温反应2.5天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，80°C下24小时烘干。得到蛭石/MgAl-LDHs，其中Mg/Al摩尔比为1.93，LDHs的负载率为3.4% (重量百分数)。
[0041]实施例6
[0042]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用5%的硝酸浸泡I小时，用去离子水冲洗干净后备用。在 500mL 反应容器中，将 9.615g Mg(NO3).6H20 与 7.035gAl (NO3).9H20 溶解于375mL去离子水中，配制成Mg/Al摩尔比为2:1，总金属离子浓度为0.15mol/L的混合盐溶液，再加入37.50g尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于120°C下恒温反应1.5天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，60°C下24小时烘干。得到蛭石/MgAl-LDHs，其中Mg/Al摩尔比为2.36，LDHs的负载率为4.6% (重量百分数)。
[0043]实施例7
[0044]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用5%的盐酸浸泡0.5小时，用去离子水冲洗干净后备用。在500mL反应容器中，将19.23gNi (NO3).6Η20与4.13g Ti (SO4)2溶解于375mL去离子水中，配制成Ni/Ti摩尔比为4:1，再加入48.50g尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于120°C下恒温反应1.5天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，60°C下24小时烘干，得到蛭石/NiT1-LDHs，其中Ni/Ti摩尔比为4.22，LDHs的负载率为7.3% (重量百分数)。将该蛭石/NiT1-LDHs材料的用于光催化降解亚甲基蓝，清除率可以达到95%以上。
[0045]实施例8
[0046]将市售的0.1-10微米的剥层蛭石用I %的硫酸浸泡1.0小时，用去离子水冲洗干净后备用。在500mL反应容器中，将19.23gNi (NO3).6Η20与4.13g Ti (SO4)2溶解于400mL去离子水中，配制成Ni/Ti摩尔比为4:1，再加入50.0Og尿素并使之溶解。取1g处理好的蛭石置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于110°C下恒温反应2.0天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，60°C下24小时烘干。得到蛭石/NiT1-LDHs，其中Ni/Ti摩尔比为3.92，LDHs的负载率为6.7% (重量百分数)。制备的Ni/Ti蛭石复合材料的用于光催化降解亚甲基蓝，清除率可以达到93%以上。
【主权项】
1.一种蛭石表面原位生长水滑石材料，表示为蛭石/LDHs，是以蛭石为基体，活性组份LDHs生长于层状蛭石表面，其中LDHs的负载率以质量百分含量计为0.2-8.5%，该材料中LDHs与蛭石附着力大，经热处理和再水化处理均不易脱落； 所述的LDHs的化学通式是:[M2\_xMn+x(OH)2}x+] (CO32Ox72.yH20，其中M2+代表二价金属离子 Mg2+、Zn2+、Ni2+、Fe2+、Mn2+中的任何一种；M n+代表金属离子 Al 3+、Cr3+、Fe3+、V3+、Co3+、Ga3+或Ti4+中的一种；M2+/Mn+的摩尔比为1.6?4.5:1 ;y的取值范围是O彡y彡2。
2.根据权利要求1所述的蛭石表面原位生长水滑石材料，其特征是所述的LDHs中M2+是 Mg2+或 Ni 2+，Mn+是 Al 3+或 Fe 3+或 Ti 4+。
3.一种制备权利要求1所述的蛭石表面原位生长水滑石材料的方法，具体步骤如下: A.将蛭石用I?10%的盐酸溶液浸泡0.5?2小时，用去离子水冲洗干净备用；所述的蛭石是市售的厚度为0.1-10微米的剥层蛭石，是金黄色、银白色或乳白色； B.在反应容器中，将可溶性二价盐M2+Y和可溶性盐Mn+Y按1.6?4.5:1的摩尔比配制成金属离子总浓度为0.005?0.5mol/L的混合盐溶液，将尿素按[尿素]/ [Y] = 2?6的比例加入反应器并使之溶解于混合盐溶液中；其中M2+Y和Mn+Y中正负离子的比例满足电荷平衡的要求；所述的 M2+为 Mg 2+、Zn2+、Ni2+、Fe2+及 Mn 2+中的任意一种;M n+为 Al 3+、Cr3+、Fe3+、V3+、Co3+、Ga3+或Ti 4+中的一种；Y为Cl _、NO” F—、Br—及SO 42—中的任何一种； C.将步骤A处理好的蛭石加入步骤B的反应器中，并使反应器中蛭石/金属离子总量=40?600g/mol ;密封反应器，于50?180°C温度下恒温反应I?5天，待溶液冷却后取出蛭石，用去离子水冲洗干净，烘干，得到蛭石表面生长有LDHs的材料一蛭石/LDHs。
4.根据权利要求3所述的蛭石表面原位生长水滑石材料的制备方法，其特征是步骤B所述的 M2+是 Mg 2+或 Ni 2+，Mn+是 Al 3+或 Fe 3+，Y 为 NO3'
【专利摘要】本发明提供了一种蛭石表面原位生长水滑石材料及其制备方法，所述的材料表示为蛭石/LDHs，是以蛭石为基体，活性组份LDHs生长于层状蛭石表面，其中LDHs的负载率以质量百分含量计为0.2-8.5％，该材料中LDHs与蛭石通过化学键和正负电荷相互作用，附着力大，经热处理和再水化处理均不易脱落。本发明所用的制备方法是将蛭石置于含尿素和形成水滑石的相应金属盐溶液中，通过控制反应温度、时间来控制尿素分解速度从而达到控制阴离子释放的目的，使LDHs在蛭石基体上成核和生长，获得以蛭石为基体的LDHs薄膜材料。该材料可用作结构化催化材料以及吸附阴离子材料。
【IPC分类】B01J21-16, B01J23-755, B01J20-06, B01J20-30, B01J20-08
【公开号】CN104857927
【申请号】CN201510245904
【发明人】雷晓东, 田维亮, 段雪, 张东彬, 张伟鹏, 刘晓华
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月14日