本发明专利技术公开了一种Co-Fe?LDH的制备方法。其包括如下步骤：(1)将CoCl2水合物、FeCl2水合物和水搅拌混合，得混合液；(2)在搅拌、密封条件下，依次向反应器中加入混合液和碱性缓冲剂，得反应液，升温至100～120℃，反应3-5h，反应体系与空气接触，冷却至20～30℃，即可；所述的反应液中CoCl2水合物的摩尔浓度为0.0067-0.0333mol/L，所述的反应液中FeCl2水合物的摩尔浓度为0.0033-0.0167mol/L；所述的反应液中CoCl2水合物与FeCl2水合物的摩尔浓度之比为(10：1)-(2：5)。本发明专利技术的制备方法操作简单，结晶性高，并大大提升了产品的产率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种Co-Fe?LDH的制备方法。其包括如下步骤：(1)将CoCl2水合物、FeCl2水合物和水搅拌混合，得混合液；(2)在搅拌、密封条件下，依次向反应器中加入混合液和碱性缓冲剂，得反应液，升温至100～120℃，反应3-5h，反应体系与空气接触，冷却至20～30℃，即可；所述的反应液中CoCl2水合物的摩尔浓度为0.0067-0.0333mol/L，所述的反应液中FeCl2水合物的摩尔浓度为0.0033-0.0167mol/L；所述的反应液中CoCl2水合物与FeCl2水合物的摩尔浓度之比为(10：1)-(2：5)。本专利技术的制备方法操作简单，结晶性高，并大大提升了产品的产率。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
层状双氢氧化物(LDH)材料主要是通过盐和碱反应，盐和氧化物反应以及离子交换反应制得。理论上来说，只要二价离子半径与Mg2+的半径接近，不是太小或太大，三价离子的半径与Al3+半径接近，即可与层板上的Mg2+、A13+同晶取代，得到层状结构的类水滑石，因此，从理论上来说双氢氧化物的种类是无法预计的。根据其组成元素特点，依照层板间是否含有变价金属离子，可以将LDH分为有电活性、电活性小和无电活性三类。而电活性的LDH在一定程度上有拓宽LDH的应用范围，因此近年来成为研究的热点。我们知道，结构和形貌是影响材料性能的主要因素之一，因此，合成高结晶度的层状双氢氧化物对研究其理化性质具有重要的意义。经过文献调研发现，采用共沉淀法合成的形貌均一且结晶度高的LDH材料一般都是Al3+基LDH，如Mg-Al LDH, Co-Al，Fe-Al甚至是三元M-M’-Al LDH。层状双氢氧化物的主体层板的组成具有可调变性，主体层板组成发生变化则其性能也会随之改变。因此，在LDH主体层板中引入过渡金属离子，期望其潜在的光、电、磁等特性可赋予LDH —些独特的性能。然而，至今，关于非Al3+基LDH，尤其是结构和形貌较好的过渡金属基LDH的报道较少。为了制得理想的过渡金属基水滑石，国内外的研究工作者做了大量的探索工作:Ma等人采用均相共沉淀法合成出层状Co2+-Fe2+LDH,然后在CHCl3中用I2将Fe2+氧化为Fe3+，最终得到六边形高结晶度的Co2+-Fe3+LDH,随后该课题组又采用同样的局部合成氧化法得到了结晶度较高的单一金属双氢氧化物Co2+-Co3+LDH。然而这些合成方法的合成条件极其苛亥IJ，实验室中很难重复，主要原因是水溶液中的绝对无氧很难达到。Liu等人用柠檬酸三钠做螯合剂，采用尿素水解法合成出形貌良好的Ni2+-Fe3+层状双氢氧化物，此方法很难推广到其它二价离子如含Co2+的LDH合成。文献J.AM.CHEM.S0C.2011，133，P613-620:Topochemical Synthesis of Co-FeLayered DoubleHydroxides at Varied Fe/Co Ratios:Unique Intercalation ofTriiodide and Its Profound Effect 公开了 Co-Fe LDH 的制备方法:将 CoCl2.6H20、FeCl2.4Η20用去离子水溶于三颈烧瓶中，严格的除氧后加入六次甲基四胺(HMT)，然后蒸发回流5h，经过分离干燥等系列处理后用I2/CHC13中的碘作为氧化剂氧化复合氢氧化物中的Fe2+，使其转变为Fe3+，获得了 Co-Fe LDH，其反应过程和后处理过程都必须严格保持无氧。该方法由于实验条件苛刻，很难在实验室中重复。均相共沉淀法是在一般状态下将两种金属离子盐溶液混合，再加入沉淀剂使溶液中含有的两种或两种以上的阳离子一起沉淀下来，生成沉淀混合物或固溶体前驱体，再过滤、洗涤和热分解，得到复合氧化物的方法。其缺点在于，空气(一般指氧气)的影响使得到的产品具有多种价态如Fe2+和Fe3+，而且沉淀剂的作用不均匀，使得合成的产品也会不均一。可见，使用共沉淀法合成过渡金属基LDH的难点在于很难控制合成过程中的金属阳离子的价态。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服了现有技术中Co-Fe LDH的制备工艺合成方法繁琐以及产物结晶性不高等缺陷，提供了一种操作简单、结晶性高的。专利技术人通过大量研究发现，在Co-Fe LDH的制备过程中，必须通过FeCl2水合物直接生成Fe (OH)2,而被氧化成Fe3+后则难以制备目标产品，这就需要保证反应在严格无氧的环境中进行，但是“严格无氧环境”是很难达到并且控制好的；要保证反应时的绝对无氧，简单的方法难以配合苛刻的反应条件，本专利技术人经过大量实验深入研究，最终通过下述技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种，其包括如下步骤:(I)将CoCl2水合物、FeCl2水合物和水搅拌混合，得混合液；(2)在搅拌、密封条件下，依次向反应器中加入步骤(1)所述的混合液和碱性缓冲剂，得反应液，升温至100°C~120°C，反应3h-5h，反应体系与空气接触，冷却至20°C~30。。，即可；所述的反应液中的CoCl2水合物的摩尔浓度为0.0067mol/L-0.0333mol/L，所述的反应液中的FeCl2水合物的摩尔浓度为0.0033mol/L-0.0167mol/L ;所述的反应液中所述的CoCl2水合物与FeCl2水合物的摩尔浓度之比为(10:1)-(2:5)。步骤(1)中，较佳的，所述的水为去氧后的去离子水。步骤(1)和步骤(2)中，较佳的，所述的CoCl2水合物、FeCl2水合物、还原剂和碱性缓冲剂以水溶液的形式加入。各`物质的水溶液的制备过程为:将CoCl2水合物或FeCl2水合物或还原剂或碱性缓冲剂溶解于去氧后的去离子水中，即可。其中，较佳的，该制备过程在恒温水浴中进行，并且持续搅拌；所述的持续搅拌的时间较佳的为5min-20min，更佳的为lOmin。所述的溶解的温度较佳的为0°C _30°C，更佳的为 10°C -20°C。其中，所述的去氧后的去离子水可以由本领域常规方法制得，较佳的包括下述步骤:将去离子水煮沸，并且维持沸腾5min，封口，冷却至20°C~30°C，即可。步骤(1)中，所述的CoCl2水合物的水合度可为CoCl2存在水合物可接受的任意值，较佳的为CoCl2.6Η20 ;所述的FeCl2水合物的水合度可为FeCl2存在水合物可接受的任意值，较佳的为FeCl2.4Η20。本专利技术中，所述的反应液中所述的CoCl2水合物与FeCl2水合物的摩尔浓度之比较佳的为(5:1)-(2:1)，更佳的为2:1。本专利技术中，所述的反应液中的CoCl2水合物的摩尔浓度较佳的为0.01mol/L-0.0267mol/L。所述的反应液中的FeCl2水合物的摩尔浓度较佳的为0.0067mol/L-0.0133mol/L。步骤⑵中，较佳的，在加入所述的混合液之前还向反应器中加入还原剂。所述的还原剂是指能够使Fe2+不被空气氧化而在反应结束后逐步被氧化成Fe3+的物质。所述的还原剂较佳的以水溶液的形式加入。所述的还原剂的水溶液的制备过程同CoCl2水合物的水溶液的制备方法，即为:将还原剂溶解于去氧后的去离子水中，即可。所述的还原剂较佳的为抗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Co?Fe?LDH的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)将CoCl2水合物、FeCl2水合物和水搅拌混合，得混合液；(2)在搅拌、密封条件下，依次向反应器中加入步骤(1)所述的混合液和碱性缓冲剂，得反应液，升温至100℃～120℃，反应3h?5h，之后反应体系与空气接触，冷却至20℃～30℃，即可；所述的反应液中的CoCl2水合物的摩尔浓度为0.0067mol/L?0.0333mol/L，所述的反应液中的FeCl2水合物的摩尔浓度为0.0033mol/L?0.0167mol/L；所述的反应液中所述的CoCl2水合物与FeCl2水合物的摩尔浓度之比为(10：1)?(2：5)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王银玲，李发骏，焦守峰，李茂国，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：
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