本发明专利技术公开了一种类水滑石-高岭土复合材料，包括类水滑石薄片和高岭土基质；其中，所述类水滑石薄片生长于所述高岭土基质上，两者之间的角度为大于0度且小于180度。本发明专利技术还公开了一种类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）高岭土基质预处理：将高岭土原粉或喷雾成型的微球升温至高温条件下进行焙烧；2）将尿素和可溶性二价无机盐溶于去离子水中，再加入步骤1）所得的所述高岭土，于室温下搅拌后升温晶化，使用去离子水洗涤并过滤后，进行干燥得到。本发明专利技术制备方法操作简单，条件温和，具有较广的应用前景。本发明专利技术制备得到的类水滑石-高岭土复合材料中的类水滑石薄片具有取向性较好、不易脱落等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阴离子层状结构功能材料
，具体涉及。
技术介绍
类水滑石(Hydrotalcite-likeCompound) 是一种阴离子无机层状材料，其晶体属于六方晶系，它由带正电荷的金属氢氧化物层板和填充于层间的阴离子及中性水分子组成。其化学通式 *)· mH,0 ,其中M3+和Ilrf是分别位于层板上的二价和三价的金属 阳离子，X是M3f的物质的量分数，An-为层间阴离子，m代表层间结晶水数。类水滑石层板中的金属阳离子可被与之半径相近的其他金属阳离子同晶取代，层间阴离子亦可被其他阴离子交换，故类水滑石材料具有较大程度的可调变性。类水滑石材料因其独特的结构和性质使其在催化、吸附分离、光电磁材料等领域应用广泛。合成垂直基质生长的类水滑石薄片已有报道，在文献(I)Adv.Mater. , 2006, 18:3089-3093中，段雪等使用原位晶化法，利用经阳极氧化处理的铝片为基质，且由基质提供铝源，使用氨水作为PH调节剂，合成出垂直于基质生长的硝酸根插层镍铝水滑石，发现该物质具有超疏水性能。在文献(2)Chemical Engineering Science, 2007，62:6069-6075 中，段雪等使用表面经磺化处理的聚苯乙烯为基质，使用尿素调节PH合成出垂直基质生长的镁铝水滑石，并对生长的动力学过程及合成条件进行了详细的研究。在文献(3)Chemical Engineering Science, 2008，63:4055-4062 中，段雪等利用经阳极氧化处理的铝片为基质，且由基质提供铝源，使用氨水作为PH调节剂，合成出垂直于基质生长的碳酸根插层镁铝水滑石，通过氮气保护下焙烧再水合的方法进行活化，考察了其在醇醛缩合反应中的催化性能。在文献(4)Ind. Eng. Chem. Res.，2009，48:10864-10869 中，段雪等利用经阳极氧化处理的铝片为基质，且由基质提供铝源，使用尿素作为PH调节剂，合成出垂直于基质生长的碳酸根插层镁铝水滑石，经过高温焙烧后生成的镁铝复合金属氧化物薄片仍能保持垂直于基质的形貌，并发现此物质有较低的介电常数。本专利技术提出使用高岭土为基质，通过原位合成技术，合成得到的类水滑石-高岭土复合材料中类水滑石薄片生长于高岭土基质表面，两者之间的角度为大于O度且小于180度。本专利技术制备方法操作简单，条件温和，为在高岭土表面原位合成类水滑石材料提供一种新的思路，具有较广的应用前景。本专利技术提供一种类水滑石-高岭土复合材料,创新地将高岭土作为基质,克服了以往原位晶化类水滑石材料中水滑石晶体取向性差、易脱落等技术缺陷，既保持高岭土的高强度，又使水滑石与高岭土结合牢固不易脱落。同时，区别于现有技术中同类材料，本专利技术类水滑石-高岭土复合材料中的类水滑石薄片在高岭土基质上成角度生长，而不是简单包裹或物理混合，形貌较为规则。本专利技术类水滑石-高岭土复合材料的制备方法中，以高岭土为基质，类水滑石薄片成角度生长于高岭土基质上，互相不平行，使用经活化的高岭土作为基质和唯一铝源原位合成类水滑石-高岭土复合材料。本专利技术制备方法具有操作简单、条件温和等优点。
技术实现思路
本专利技术提出了一种类水滑石-高岭土复合材料，其特征在于，包括类水滑石薄片和高岭土基质；其中，所述类水滑石薄片生长于所述高岭土基质上，两者之间的角度为大于O度且小于180度。本专利技术中，所述类水滑石薄片可呈直立状生长于高岭土基质上，两者之间的角度α为90度或接近90度。 本专利技术还提供了一种所述类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤 1)高岭土基质预处理将高岭土原粉升温至高温条件下进行焙烧； 2)将尿素和可溶性二价无机盐溶于去离子水中，再加入步骤I)所得的所述高岭土，并于室温下搅拌并升温晶化后，通过去离子水洗涤、过滤、干燥后，得到所述的类水滑石-高岭土复合材料。本专利技术制备方法中，所述步骤I)中所述高岭土原粉在升温、焙烧之前可通过喷雾成型制成微球，所述微球直径大小20-150 μ m。本专利技术制备方法中，所述步骤I)中所述升温速率1-10°C /min ;所述高温条件为500-900°C，所述焙烧的时间是l_5h。本专利技术制备方法中，所述步骤2)中的所述可溶性二价无机盐的化学式M2+Y中，M2+是 Mg2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Ca2+或 Mn2+，Y 为NQf, Cr, Br' F。其中，11 优选是 Mg2+、Zn2+或 Ni2+。本专利技术制备方法中，所述步骤2)中的所述尿素和所述可溶性二价无机盐的摩尔比是I : 1-10，所述可溶性二价无机盐浓度为O. 0125-1. 25M，所述高岭土的加量是所述去离子水与所述高岭土的质量比为I :10-100。本专利技术制备方法中，所述步骤2)中的所述搅拌的时间是15 min-2 h，所述晶化在7(Tl00°C下进行6 h-14 d，所述干燥是在60-200°C下进行。本专利技术提出的类水滑石-高岭土复合材料中，类水滑石薄片成角度直立取向生长在经活化处理的高岭土基质表面上，类水滑石薄片与高岭土基质之间的夹角为大于O度且小于180度。类水滑石薄片的化学通式为2 ( x(0.4,m = 3-6为层间结晶水分子数，其中M2+代表二价金属阳离子Mg2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Ca2+、Mn2+中的任何一种，优选Mg2+、Zn2+、Ni2+。本专利技术类水滑石_高岭土复合材料中，类水滑石薄片及高岭土基质的大小、厚度、长度可以是任意的，不受限制。本专利技术还提供了一种类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，在经活化处理的高岭土表面原位合成具有成角度直立取向类水滑石薄片。本专利技术制备得到的类水滑石-高岭土复合材料克服了以往原位晶化类水滑石材料中水滑石晶体取向性差、易脱落等问题。本专利技术类水滑石-高岭土复合材料的制备方法采用原位合成技术，使用经活化处理的高岭土为基质，利用活性高岭土提供水滑石生长所需的铝源，通过尿素激活铝源并调节体系的PH值，从而合成出类水滑石薄片具有成角度直立取向，即水滑石(007)晶面与高岭土基质之间夹角大于O度且小于180度，互相不平行。本专利技术类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，具体步骤如下 (I)高岭土基质预处理将高岭土原粉直接或添加粘结剂喷雾成型得到20-150μπι的微球于马福炉中以1-10°C /min升温速率，升值至500-900°C，焙烧l_5h。所述粘结剂可以是硅溶胶、铝溶胶，胶态薄水铝石或其混合物。(2)将尿素和可溶性二价无机盐M2+Y按I :1-10的摩尔比溶于去离子水中，二价金属离子M2+浓度为O. 0125-1. 25M，将步骤I所得的活化后的高岭土以水与高岭土的质量比I :10-100加入溶液中，并于室温下搅拌15min-2h后于7(Tl00°C晶化6h-14d，再用去离 子水洗涤3-5次，于烘箱60-200°C温度下干燥6-24h以去除多余水分，得到类水滑石-高岭土复合材料。其中，步骤(2)中M2+为Mg2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Ca2+、Mn2+ 中的任何一种，优选 Mg2+、Zn2+、Ni2+，Y 为NQ3' Cl', Br, F中任何一种。本专利技术类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，其特征在于，使用经活化的高本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种类水滑石-高岭土复合材料，其特征在于，包括类水滑石薄片和高岭土基质；其中，所述类水滑石薄片生长于所述高岭土基质上，两者之间的夹角为大于O度且小于180度。2.如权利要求I所述的类水滑石-高岭土复合材料，其特征在于，所述类水滑石薄片可呈直立状生长于高岭土基质上，两者之间的角度α为90度或接近90度。3.如权利要求I所述类水滑石-高岭土复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤 1)高岭土基质预处理将高岭土原粉升温至高温条件下进行焙烧； 2)将尿素和可溶性ニ价无机盐溶于去离子水中，再加入步骤I)所得的所述高岭土，并于室温下搅拌并升温晶化后，通过去离子水洗涤、过滤、干燥后，得到所述的类水滑石-高岭土复合材料。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中所述高岭土原粉在升温、焙烧之前可通过喷雾成型制成微球，所述微球直径大小20-150 μ m。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中的升温速率...
【专利技术属性】
技术研发人员：王一萌，苏秦，吴海虹，何鸣元，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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