层状双金属氢氧化物的主要制备方法
室温固相法合成纳米层状双金属氢氧化物
安徽科技学院学报,2007,21(5):33～36Journal of Anhui Science and Technol ogy University室温固相法合成纳米层状双金属氢氧化物王军锋1,李子荣1,康志强2(1.安徽科技学院 应用化学系,安徽 凤阳 233100;2.西安理工大学 应用化学系,西安 710048)摘 要:首次报道了通过室温固相法,合成纳米层状双金属氢氧化物(简称LDH)。
考察了反应物配比、反应时间分别对试样物相的影响。
采用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TE M)分别对样品的物相、形貌、粒径等进行了表征。
结果表明,反应物配比、反应时间对产物物相有很大影响,镁铝比为3¬1,反应时间控制在60m in制备的样品分散性好,晶型单一,粒子呈针状,长120nm,宽20nm。
关键词:纳米粒子;室温固相法;层状双金属氢氧化物中图分类号:O611.62 文献标识码:A 文章编号:1673-8772(2007)05-0033-04Synthesis of Nano-l ayered Double Hydroxi des by SolidSt ate Reacti on at I ndoor TemperatureWANG Jun-feng1,DU Bao-zhong2,K ANG Zhi-qiang2,WANG Hai-xia1(1.Depart m ent of App lied Che m istry,Anhui Science and Technol ogy University,Fengyang233100,China;2.Depart m ent of App lied Che m istry,Xi’an University of Technol ogy,Xi’an710048,China) Abstract:The nanoparticle layered Double Hydr oxides(LDH)was synthesized by s olid state reacti on at indoor te mperature.The p r oducts were characterized by XRD,TE M,I R and ele ment analysis.The experi m ental result indicates,that the sa mp le takes the for m of needle,wide10n m,about l ong80n m.The method is a general,inex2 pensive and effecti on app r oach based on s olid state reacti on t o synthesized nano-layered double hydr oxides with unif or m size and shape in high yields.The mechanis m was studied p ri m arily.Key words:Nanoparticle;I ndoor te mperature s olid state reacti on;Nano-layered Double Hydr oxides室温固相化学反应是上世纪80年代末发展起来的一种新的合成方法。
Mg—Al层状双金属氢氧化物的合成及表征
Mg—Al层状双金属氢氧化物的合成及表征作者：程春艳赵洪晨赵双双江鑫梅李荣杨志广来源：《科技视界》2018年第19期【摘要】本文以硝酸镁和硝酸铝为起始原料，以氨水为沉淀剂，通过共沉淀法得到了镁铝层状双金属氢氧化物，并用X射线衍射、红外光谱以及紫外-可见吸收光谱等方法对其结构进行表征。
结果表明：采用共沉淀法得到了结晶度高，物相纯净的六方晶系镁铝层状双金属氢氧化物。
同时，我们又对层状双金属氢氧化物的未来发展趋势进行了展望。
【关键词】Mg-Al层状双金属氢氧化物；合成；表征中图分类号：O614 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）19-0070-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.19.031Synthesis and Characterization of Mg-Al Layered Double HydroxidesCHENG Chun-yan ZHAO Hong-chen ZHAO Shuang-shuang JIANG Xin-mei LI Rong YANG Zhi-guang*（College of Chemistry and Chemical Engineering， Zhoukou Normal University， Zhoukou 466001， China）【Abstract】The Mg-Al layered double hydroxides were synthetized by co-precipitation method using magnesium nitrate， aluminum nitrate as raw materials and ammonia as precipitant. The structure of the samples were characterized by X ray diffraction， infrared spectroscopy and UV-vis absorption spectroscopy. The results show that the hexagonal crystal structure with high crystallinity and purity can be obtained by coprecipitation method. Meanwhile， The development trend of layered double hydroxides in the future was prospected.【Key words】Mg-Al Layered Double Hydroxides； Synthesis； Characterization0 引言材料、能源和信息是构成人类现代社会发展的三大支柱，层状双金属氢氧化物（layer double hydroxides，简称LDHs）是一类重要的新型无机功能材料，又称类水滑石，由两种或两种以上金属元素组成的具有类水滑石层状晶体结构的氢氧化物。
层状双金属氢氧化物膜
层状双金属氢氧化物膜层状双金属氢氧化物膜是一种由两种不同金属的氢氧化物构成的多层薄膜，具有优异的电化学性能和催化性能。
本文将从以下几个方面对其进行详细介绍。
一、层状双金属氢氧化物膜的制备方法1. 溶液法制备：将两种金属盐溶解在水中，通过沉淀反应得到双金属氢氧化物沉淀，再通过离心、洗涤、干燥等步骤制备成多层薄膜。
2. 化学还原法制备：将两种金属盐溶解在水中，加入还原剂（如NaBH4）进行还原反应，得到双金属氢氧化物沉淀，再通过离心、洗涤、干燥等步骤制备成多层薄膜。
3. 电化学法制备：利用电解池中的阳极和阴极分别沉积两种金属的氢氧化物，形成多层双金属氢氧化物薄膜。
二、层状双金属氢氧化物膜的结构特点1. 多层结构：由两种不同金属的氢氧化物交替组成多层薄膜。
2. 立体结构：每一层氢氧化物都有一定的厚度，形成了立体的多层结构。
3. 金属离子分布均匀：两种金属的离子在薄膜中分布均匀，形成了一种新的材料。
三、层状双金属氢氧化物膜的性能特点1. 优异电化学性能：双金属氢氧化物薄膜在电极反应中具有优异的电催化性能和电导率，可用于制备高效电催化剂和传感器等。
2. 催化性能优异：双金属氢氧化物薄膜具有优异的催化活性和选择性，可用于制备高效催化剂，在有机合成、环境保护等领域具有广泛应用前景。
3. 稳定性好：双金属氢氧化物薄膜在酸碱环境下稳定性好，不易被溶解或失活。
四、层状双金属氢氧化物膜的应用领域1. 电化学催化剂：双金属氢氧化物薄膜可用于制备高效电催化剂，如水分解催化剂、燃料电池催化剂等。
2. 传感器：双金属氢氧化物薄膜可用于制备高灵敏度、高选择性的传感器，如生物传感器、气体传感器等。
3. 催化反应：双金属氢氧化物薄膜可用于有机合成、环境保护等领域的催化反应中，具有广泛应用前景。
五、层状双金属氢氧化物膜的发展趋势1. 多功能材料：将双金属氢氧化物薄膜与其他材料结合，形成多功能材料，如光电材料、超级电容器等。
2. 纳米结构：利用纳米技术制备纳米级别的双金属氢氧化物薄膜，提高其表面积和催化性能。
镁铝层状双金属氢氧化物的制备及表征
化 物 的结 构 类 似 于水 镁 石 ［ （ Ｈ） 的层 状 排 布 ， Ｍｇ Ｏ ２ ］ 同 时 主体 层 板 上 的 Ｍ（ 被 半 径相 似 的 Ｍ（ 同 晶取 Ⅱ） ｍ）
代， 存在 于层 间的 阴离子 会 中 和 由于 同晶取 代 引起 的 正 电荷 ， 使结构 整体 呈 电中性ｆ １ ］ 。
Ｈ Ｕ ｉｏ ｎ ，ＨＥＮＧ ｕ ｍｉ Ｘ ａ ｐｉｇ Ｈ ｉ ｎ ，ＬＵ ａ Ｔ ｏ，
用 更 是 成 为研 究 的热 点 ＿ ０ 大 多 的研 究 工 作 主 要 集 ９１ ＿，
中在 采 用 离子 直 接 交 换 法 、 焙烧 还 原 法 、 原位 直 接 合 成 法及 返 混沉 淀 法 等将 特 定 阴离 子插 层 进 人 层 状 双 金 属 氢 氧化 物 层 板 问 ，从 而 得 到 有特 殊 效 用 的 目标
Ｓ ｉ ｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｍ ｉ ｙ ｇ６ ０１ ２ Ｓ ｃ ｕ ｒ ｖ ｒＳ ｉｎ ｅ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｎ ａ ａ ２１ ０； ． ｉ ｈ ａ Ｆｏ ｅ ｅ ｃ ｅ ｃ ｎ
本 文 中采 用共 沉淀法 ＿制备 出层 间距 较大且 晶型 】 良好 的 Ｍｇ Ａ 层状 双金 属氢 氧化 物 ， —１ 主要 目的是 制 备
中 达 ０８ ２１ｎ 的 层 状 双金 属 氢氧 化 物 。 间距 ｄ∞） ．８ ｍ （
国键 ： 状 双 金 属 氢 氧化 物 ； 备 ； 征 ； 间距 关 词 层 制 表 层
粉 ：００８ ５５４８（ Ｏｌ ０３～００３１—０５ 文章编号 １ — ２ ２） 体
中 图分 类 号 ：Ｑ１９２ Ｔ ３．
由于 层 状 双金 属 氢 氧 化 物 的 的特 殊 物 理 化 学 性
验 法研 究 金 属 离子 比例 、 应 温 度 、ｐ 值 等 因素 对 产 物 层 间距 及 层 板 反 Ｈ 生 长 机 制 的 影 响 。 结 果表 明 ， 以氨 水 作 为 沉 淀 剂 ， Ｍｇ与 Ａｌ 质 的 量 比 物 № 为 ２１ｐ 值 为 ９５ 反 应 温 度 为 ４ ：，Ｈ ．， ０℃ 时 ， 到 结 晶度 高 ， 相 纯净 且 层 得 物
一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法[发明专利]
![一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a98a932d8bd63186bdebbc3d.png)
专利名称：一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法专利类型：发明专利
发明人：吴晓红,蒋彩云,陈宝宏
申请号：CN201410518626.1
申请日：20141004
公开号：CN104445364A
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法及应用。
本发明通过一缩二乙二醇（DEG）与Zn和Al的络合离子与碱溶液的共沉淀反应，可以控制晶体的成核和生长条件，使成核和晶化分开进行，在保持ZnAl-双金属氢氧化物层状结构基础上得到不同形貌的产品。
本发明方法克服了现有技术中颗粒尺寸难以控制，颗粒不均，形貌难以控制的缺陷。
制备出比表面积大，粒径均一，形貌可调，载药效果佳的ZnAl-层状双金属氢氧化物材料。
本发明的相关ZnAl-层状双金属氢氧化物材料可以有效的对抗癌药物柔红霉素进行承载和缓释，可作为肿瘤早期治疗的潜在药物制剂应用于临床；本发明相关合成方法及应用简便易行、靶向治疗效果好、毒性低，具有广阔的医学临床应用价值和前景。
申请人：吴晓红
地址：210007 江苏省南京市秦淮区光华路石门坎104号
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展
第41卷第4期2022年4月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.41㊀No.4April,2022纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展霍智强1,白㊀雪1,滕英跃1,2,贾㊀恒1,宋银敏2,王㊀威1(1.内蒙古工业大学化工学院,呼和浩特㊀010051;2.内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,呼和浩特㊀010051)摘要:半导体光催化剂因其高效㊁生态友好㊁成本低等优点,可用于解决能源与环境问题㊂层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类由两种或两种以上金属阳离子组成的金属氢氧化物,结构由主体层板和层间的插层阴离子及水分子相互交叠构成㊂LDHs 纳米材料具有带隙可调㊁比表面积大㊁种类多样㊁成本低廉并且易与其他材料复合实现功能化等优点,因此LDHs 纳米材料在光催化领域中表现出良好的应用前景㊂本文系统综述了近年来LDHs 纳米材料的制备方法及其在光催化分解水制氢㊁吸附和降解有机染料,以及光催化还原二氧化碳等光催化领域的最新研究进展,为未来高性能LDHs 基纳米催化材料的制备及催化性能调控提供了一定的参考㊂关键词:层状双金属氢氧化物(LDHs);纳米材料;光催化;催化剂;吸附;降解中图分类号:O643.36㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2022)04-1440-14Research Progress on Preparation and Photocatalytic Performance of Nanoscaled-Layered Double HydroxidesHUO Zhiqiang 1,BAI Xue 1,TENG Yingyue 1,2,JIA Heng 1,SONG Yinmin 2,WANG Wei 1(1.College of Chemical Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China;2.Inner Mongolia Key Laboratory of High-Value Functional Utilization of Low Rank Carbon Resources,Hohhot 010051,China)Abstract :Semiconductor photocatalysts can be used to solve energy and environmental problems due to their high efficiency,ecological friendliness and low yered double hydroxides (LDHs)are a class of metal hydroxides composed of two or more metal cations,with main laminates and interlayer anions and water molecules overlapping each other.LDHs nanomaterials have the advantages of adjustable band gap,large specific surface area,various types,low cost and easy to composite with other materials to realize functionalization,therefore LDHs nanomaterials show good application prospects in the field of photocatalysis.This article systematically reviewed the recent developments in the preparation of photocatalytic LDHs nanomaterials and their photocatalytic application of the decomposition water to produce hydrogen,the adsorption anddegradation of organic dyes,and the photocatalytic reduction of carbon dioxide.It provides a certain reference for the preparation and regulation of catalytic performance of high-performance LDHs based nano-catalytic materials in the future.Key words :layered double hydroxide (LDHs);nanomaterial;photocatalysis;catalyst;adsorption;degradation 收稿日期:2021-12-05;修订日期:2022-01-29基金项目:国家自然科学基金(21766023);内蒙古科技计划项目(2019GG268);内蒙古工业大学科研项目(ZZ201906,ZZ202108);内蒙古高等学校科研项目(NJZY21150)作者简介:霍智强(1997 ),男,硕士研究生㊂主要从事光催化分解水制氢的研究㊂E-mail:731142090@通信作者:王㊀威,讲师㊂E-mail:imutww@滕英跃,博士,教授㊂E-mail:tengyingyue@0㊀引㊀言能源短缺和环境污染问题一直是全世界关注的焦点㊂目前,世界能源消耗约80%仍来自煤㊁石油㊁天然气等化石能源,随着世界各国经济快速发展和人类社会活动的增加,快速消耗不可再生能源的同时,导致能源短缺,也加重了环境污染㊂其中,二氧化碳气体浓度的增加导致全球气候变暖,大量排放含有染料㊁苯酚和㊀第4期霍智强等:纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展1441卤苯等有机化合物的废水导致水土污染[1-3]㊂因此开发可再生㊁清洁㊁环保的能源材料对解决能源短缺问题和环境污染问题具有深远的意义[4-5]㊂催化技术可用来解决能源短缺与环境污染问题㊂常见的催化技术包括电催化㊁生物催化㊁光催化等,但是电催化效率不高且耗能较大;生物催化虽对环境友好,但技术路径复杂,不易控制反应过程;光催化因其高效㊁生态友好㊁成本低等优点,得到学界的广泛研究㊂将太阳能激发半导体光催化剂产生的光生电子和空穴用于催化水分解制氢,降解水中有机染料和还原二氧化碳为有机燃料等,可以解决能源短缺与环境污染问题[6-7]㊂自从Fujishima等1972年发现TiO2具有较高的光催化活性,可用于催化水制氢,众多学者对光催化材料的制备以及应用进行了大量的探索[8-9]㊂ZnO[10]㊁CoTiO3[11]㊁g-C3N4[12]㊁CdS[13]等光催化材料相继进入研究者的视线㊂但是较低的催化效率限制了这些材料在催化领域的发展㊂因此还需要继续探索更高效的光催化剂来提高反应的催化效率㊂层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs),也称为类水滑石,是一种阴离子黏土化合物,因制备方法简单㊁层状结构独特和比表面积较大等优点引起学界的广泛关注[14]㊂LDHs的化学通式为[M2+1-x M3+x(OH)2]x+㊃(A n-)x/n㊃y H2O,其中,M2+代表二价阳离子,如Mg2+㊁Zn2+㊁Co2+㊁Mn2+㊁Cu2+等, M3+代表三价阳离子,如Cr3+㊁Al3+㊁Fe3+㊁Mn3+㊁Bi3+等,A n-是一种可交换的插层阴离子,如CO2-3㊁NO-3㊁OH-㊁Cl-等,x值等于M3+与(M3++M2+)的物质的量的比值,一般在0.20~0.33之间,y值为材料中结晶水的数量[15-17]㊂图1为LDHs材料的制备及光催化应用概述图㊂如图1所示,LDHs主体层板由多个MO6八面体构成,层与层之间存在插层阴离子和水分子,通过改变M2+㊁M3+阳离子和插层阴离子的种类,即可改变LDHs纳米材料的种类和催化性能㊂因其组分和结构可调,使得LDHs纳米材料的禁带宽度在2.0~3.4eV 之间,当一定波长的光照射在LDHs催化剂表面,光的能量大于或等于禁带宽度时,其价带中的电子(e-)将被激发跃迁到导带,在价带上留下空穴(h+)形成电子-空穴对,纳米材料因存在缺陷,从而阻碍了光生电子和空穴的复合,利用e-的还原能力和h+的氧化能力,使得LDHs具有催化活性㊂图1㊀LDHs材料的制备及光催化应用概述图Fig.1㊀Overview of preparation and photocatalytic application of LDHs materials 由于LDHs制备成本较低,化学稳定性较高,金属阳离子和层间阴离子组成可调㊁分布均匀,因而在光催化光解水制氢㊁降解有机染料和二氧化碳还原等领域得到了广泛应用[18]㊂例如Wang等[19]综述了LDHs光催化材料的六个特性,包括主体层板金属阳离子的可调性㊁插层阴离子的可替代性㊁热分解性㊁记忆效应㊁多维结构及可分层性,并归纳了g-C3N4/LDHs㊁MgAl-LDHs㊁CuZn-LDHs等光催化剂的结构特点以及在还原CO2领域的研究进展㊂Sabir等[20]将石墨烯(RGO)与LDHs材料耦合,石墨烯的加入增加了LDHs的比表面积提高了LDHs材料的光催化活性㊂因此可以看出,现阶段LDHs基光催化材料已经取得了实质性的进展,有必要对于LDHs材料在光催化分解水制氢㊁吸附和降解有机染料,以及光催化还原CO2等应用进行系统性的梳理㊂本文综述了LDHs基纳米材料的制备及其在光催化领域的最新研究进展,重点探讨了催化剂的制备方1442㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷法㊁光催化分解水制氢㊁吸附和降解有机染料,以及光催化还原二氧化碳方面的作用机制及其应用,为设计高性能LDHs光催化剂提供一定的参考㊂1㊀LDHs纳米材料的制备方法LDHs作为一种独特的层状材料,具有带隙可调㊁表面积较大㊁阴离子交换容量大和 记忆效应 等优点,因而受到众多科研学者的广泛关注㊂目前常用的制备方法主要包括:共沉淀法㊁水热/溶剂热法㊁离子交换法㊁焙烧还原法和溶胶-凝胶法等㊂1.1㊀共沉淀法共沉淀法是LDHs纳米材料最基本㊁最常用的制备方法,含目标阳离子的金属盐溶液与碱溶液按一定的比例混合,会发生共沉淀反应[21]㊂将含有二价金属阳离子(如:Mg2+㊁Co2+㊁Zn2+)的盐溶液和含有三价金属阳离子(如:Al3+㊁Mn3+㊁Fe3+)的盐溶液在水中混合,并加入沉淀剂(常用的沉淀剂包括尿素㊁氢氧化钠和碳酸钠等)调节pH值至碱性,使目标离子沉淀㊂用共沉淀法可合成一系列不同金属离子组成的LDHs纳米材料,并且温度㊁二价金属阳离子和三价金属阳离子的比例以及pH值对LDHs合成过程中的形貌㊁稳定性和催化活性都有较大影响[22]㊂Mostafa等[23]采用一种改进的共沉淀法,提出了一种用氮气负载TiCl4蒸气直接扩散到含钴源的溶液中的方法,制备出如图2(a)~(b)所示的一维CoTi-LDHs纳米棒,图2(c)~(d)的HTEM照片显示纳米棒排列整齐㊁均匀分布,晶格尺寸为0.525nm㊂在合成中使用CoCl2代替Co(NO3)2,有利于生成[TiCl6]2-中间体,中间体纵向生长,从而使样品形成纳米棒状形貌㊂所制备的纳米棒的禁带宽度为1.4eV,可用于光催化分解水制氧气,析氧速率如图3所示,当反应温度为55ħ时,全光和红外光照射下均具有较高的析氧速率㊂实验结果表明制备的一维CoTi-LDHs纳米棒具有良好的光催化稳定性,是一种有应用前景的水分解剂㊂樊金红等[24]采用共沉淀法制备了镁铝层状双金属氢氧化物,并将EDTACo嵌入到LDHs中,成功合成了结晶度好㊁晶相单一㊁结构完整㊁层状结构规则的新型纳米多功能复合材料㊂Hadnadjev-Kostic等[25]在恒定pH值(9.0~9.5)下,采用低过饱和共沉淀法合成了层间含碳酸根离子的ZnAl-LDHs,并通过湿浸渍法与活性TiO2组分结合形成新型Ti-Zn-Al纳米复合材料,结果表明TiO2与ZnAl-LDHs前驱体的协同效应是光催化活性的主要影响因素㊂图2㊀共沉淀法制备的CoTi-LDHs纳米棒的SEM照片与HTEM照片[23]Fig.2㊀SEM images and HTEM images of CoTi-LDHs nanorods prepared by co-precipitation method[23]第4期霍智强等:纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展1443㊀图3㊀CoTi-LDHs 纳米棒在不同波长光照下催化水分解的析氧速率[23]Fig.3㊀Oxygen evolution rates of CoTi-LDHs nanorods catalyzing water decomposition under different wavelengths of light [23]共沉淀法比较成熟,操作简单,合成时间短,并且在实际应用中经济㊁方便,有利于大批量生产㊂但是有时制备的样品结晶度差,存在杂质,甚至还会发生团聚现象㊂1.2㊀水热/溶剂热法水热/溶剂热法是一种高温高压条件下的湿化学法[21],若反应介质为水则称为水热法;若使用是其他有机溶剂作为反应介质,例如乙醇㊁甲醇㊁二甲基甲酰胺等,则称为溶剂热法㊂水热/溶剂热法常以尿素作为沉淀剂,随着加热温度的提高,反应环境的压强增大,尿素缓慢分解使反应体系的pH 值缓慢上升至碱性,使目标阳离子逐渐沉淀,减少团聚现象㊂该方法能够有效控制纳米材料的晶体结构㊁微管结构㊁晶粒度以及分散性[26]㊂水热/溶剂热法制备的LDHs 具有颗粒纯度高㊁分散性好㊁结晶度好㊁形貌可控等特点[27-28],因而是制备LDHs 纳米材料的常用方法㊂Wang 等[29]通过调整金属阳离子的摩尔比,以尿素为沉淀剂和成孔剂,采用一步水热法成功制备了三种金属阳离子物质的量比为1ʒ1㊁2ʒ1㊁3ʒ1的结构完整㊁分布均匀的六边形CoAl-LDHs 纳米片(见图4)㊂当n (Co)ʒn (Al)=2ʒ1时,呈现出较为完美的六边形纳米片结构㊂结合BET 分析CoAl-LDHs 的比表面积和孔隙分布,结果如图5所示㊂三种CoAl-LDHs 都呈现出IV 型等温线和典型的H3型滞后环,比表面积分别为35m 2㊃g -1㊁54m 2㊃g -1和42m 2㊃g -1㊂由图5(b)可知三种样品的孔径分布均集中在2.3nm 左右,证明了CoAl-LDHs 具有介孔结构㊂于欢等[30]利用水热法,采用尿素作为沉淀剂在导电布上制备了三种NiAl-LDHs㊁MgAl-LDHs㊁NiFe-LDHs 薄膜,研究发现二价阳离子和三价阳离子之间的溶度积差异会影响其形貌和粒径㊂Zhu 等[31]通过水热法合成了ZnTi-LDHs,并通过与C 60分子杂交,合成了一种新型高效光催化剂,增强了ZnTi-LDHs 的光催化活性㊂Li 等[32]采用溶剂热法,以尿素作为沉淀剂,将硝酸铝㊁硝酸锂和尿素混合在水与乙醇的混合液中,搅拌均匀后转移至反应釜中120ħ加热24h 取出,经洗涤㊁干燥得到粒径为1.516μm 的六方片状LiAl-LDHs㊂Muriel 等[33]使用甲醇作为反应介质,以尿素作为沉淀剂合成了一种新型NiTiAl-LDHs,Ti 的加入使三金属NiTiAl-LDHs 具有纳米球形貌,在光催化还原CO 2的反应中,还原产物CH 4的生成速率为148μmol㊃g -1㊃h -1㊂由于使用NiAl-LDHs 催化还原CO 2时不产生甲烷,证明Ti 对甲烷的产生起到了主要作用㊂Arif 等[34]利用溶剂热法,用水和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶剂作为反应介质,成功合成了CoFe-LDHs /g-C 3N 4复合材料,N,N-二甲基甲酰胺的存在使得g-C 3N 4的分散性大大提高,有利于合成高质量的目标产物㊂水热/溶剂热法的优点是操作简单㊁实用㊁成本低廉,易于得到高纯度㊁晶相结构完整的样品㊂缺点是比共沉淀法的反应温度高且加热时间长,导致耗能较高㊂1444㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷图4㊀金属阳离子物质的量比为1ʒ1㊁2ʒ1㊁3ʒ1的CoAl-LDHs的SEM照片[29]Fig.4㊀SEM images of CoAl-LDHs with metal cation molar ratios of1ʒ1,2ʒ1,3ʒ1[29]图5㊀金属阳离子物质的量比为1ʒ1㊁2ʒ1㊁3ʒ1的CoAl-LDHs的比表面积曲线和孔径分布曲线[29]Fig.5㊀Specific surface area curves and pore size distribution curves of CoAl-LDHswith metal cation molar ratios of1ʒ1,2ʒ1,3ʒ1[29]1.3㊀离子交换法LDHs纳米材料的层间阴离子具有可交换性,离子交换法正是利用这种特性,当体系中的二价㊁三价金属阳离子或阴离子在碱性溶液中不稳定时,离子交换法是合成LDHs纳米材料的首选方法㊂这种方法可以用目标阴离子替换原材料中的插层阴离子,得到理想的LDHs纳米材料[27]㊂插层离子的插入顺序为: CO2-3>SO2-4>OH->F->Cl->Br->NO-[35]3,其中二价阴离子能更牢固地保留在LDHs的夹层中,所以CO2-3最难被交换,NO3-最容易被交换㊂利用离子交换法可以获得多种层间阴离子不同的LDHs纳米材料㊂王力耕等[37]采用离子交换法,将ZnAl-Cl LDHs加入到Na2S2O3溶液中,于室温下搅拌约48h,经过滤㊁洗涤㊁干燥后成功用硫代硫酸根离子交换出了氯离子,得到硫代硫酸根插层的层状双金属氢氧化物(ZnAl-S2O3LDHs)㊂并研究了其在LDHs层板限域空间内被铁氰根(Fe(CN)3-6)氧化的反应过程,结果表明该类层状材料可以作为一种新型纳米级微反应器应用于调控化学反应㊂Dang等[38]通过阴离子交换法在酸性(pH=2.5)条件下将含Cl-的NiFe-Cl LDHs转化为嵌入十二烷基硫酸盐阴离子(DS-)的NiFe-DS LDHs,提高了NiFe-LDHs材料的层间距,使其电催化析氧性能(OER)显著提高,并为催化材料的调控开辟了新的途径㊂王静等[39]采用离子交换法将杂多酸盐K8[Co(H20)W11Cu039]镶嵌到Zn2Al黏土当中,制得层状材料LDHs-[Co(H2O)W11CuO39]8-,并研究其对孔雀石绿溶液光催化降解的催化活性㊂结果表明,当孔雀石绿溶液的初始浓度为20mg㊃L-1,初始pH值为2,催化剂用量为0.08g时降解率达到98.32%㊂总之,离子交换法是对LDHs纳米材料进行转化和修饰的一种重要方法㊂这种方法的优点是可以实现LDHs与其他材料的剥离㊁改性或复合,应用广泛㊂缺点是反应周期较长,而且合成的LDHs通常含有碳酸根离子,碳酸根离子与水镁石层结合力强,一般不能脱嵌㊂㊀第4期霍智强等:纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展1445图6㊀离子交换法制备LDHs纳米材料的示意图[36]Fig.6㊀Schematic diagram of LDHs nanomaterials prepared by ion exchange method[36]1.4㊀焙烧还原法首先将前驱体LDHs在一定温度下焙烧,目的是去除层间阴离子,然后将焙烧产物放入含有目标插层阴离子的溶液中,再经过一系列加热操作得到目标LDHs㊂焙烧还原法可用于合成阴离子体积较大的LDHs,特别适用于各种氧酸盐㊁有机酸盐等[21]㊂陈春霞等[40]利用水滑石的记忆效应,采用焙烧还原法,用微波手段辅助,先将研磨好的Mg3Al-CO3-HTLcs放入马弗炉中450ħ煅烧得到LDO,再加入NaOH和EDTA酸钠的混合碱,合成了纳米Mg3Al-EDTA-HTLcs水滑石,所合成的水滑石粒径为20~80nm,分散性较好,颗粒团聚少㊂叶瑛等[41]首先利用共沉淀法合成了两种金属摩尔比不同的锌铝碳酸根插层型水滑石前体,记为Zn4Al2-CO3-LDHs 和Zn4.5Al2-CO3-LDHs,再利用焙烧还原法,先将前驱体研磨后分别放到马弗炉中,在550ħ下焙烧5h,得到相应的LDO;分别称取一定量的十二烷基磺酸钠(DDS)和山梨酸(SBA),与LDO混合后加入90ħ的沸水,洗涤干燥后分别得到DDS柱撑水滑石和山梨酸柱撑水滑石㊂庞海霞等[42]将用水热法制备的CO2-3插层的MgAl-LDHs前驱体放入马弗炉中500ħ煅烧4h得到LDO;将荧光黄与氢氧化钠混合后在N2气保护下再与LDO混合,经过滤㊁洗涤㊁干燥后得到荧光黄插层的LDHs,不但改善了荧光黄颜料的稳定性,还成功合成了具有荧光效果的类水滑石功能材料㊂Yang等[43]利用焙烧还原法合成了维生素B3插层的VB3-LDHs,并用于水泥砂浆中的钢筋防腐㊂利用电化学实验测试其防腐能力,结果表明VB3-LDHs主要从两个方面提高维生素B3的防腐效果:一是LDHs具有良好的离子吸附性能,在释放缓蚀剂的同时还能有效吸附氯离子;二是VB3-LDHs能有效提高水泥基材料的结构密实度㊂焙烧还原法是以LDHs特殊的 记忆效应 为基础的一种制备方法,优点是可用来调控LDHs的层间阴离子,制备层间阴离子体积较大的LDHs纳米材料㊂缺点是所用的焙烧温度不宜过高,温度过高会导致金属氧化物烧结,从而导致产物的比表面积和孔体积大大减小,影响其催化性能㊂1.5㊀溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种简单的获得纳米级粒子的方法㊂将含有目标金属阳离子的易于水解的金属烷氧基化合物与有机溶剂混合,再加入酸调节反应体系的pH值,形成溶胶-凝胶,经洗涤㊁干燥后得到LDHs,这种方法可以应用到不同种LDHs材料的制备及应用中㊂如成功铸造LDHs薄膜并且得到高纯产品,整个过程的条件是温和的,因此能够插入有机分子和生物物种㊂此外,溶胶-凝胶法可以精确控制产品的结构和织构特性,可以得到比表面积大和窄孔径分布的材料[44]㊂该方法制备的LDHs的形态和结构均优于共沉淀法[21]㊂Smalenskaite等[45]将金属硝酸盐㊁柠檬酸和乙二醇混合后在不同的温度下搅拌,直到溶剂完全蒸发,将得到的凝胶在105ħ下干燥24h后得到前驱体凝胶,并在650ħ下煅烧4h获得混合金属氧化物粉末(MMO),在水中水化后,得到LDHs㊂用相同的合成方法也成功制备了含不同摩尔分数的Ce的Mg/Al/Ce-LDHs,1446㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷图7㊀溶胶-凝胶法制备的Mg /Al /Ce-LDHs 的XRD 谱[45]Fig.7㊀XRD patterns of the Mg /Al /Ce-LDHs synthesized by sol-gel method using reconstruction approach [45]其XRD 谱如图7所示㊂(a)不含Ce;(b)Ce 的摩尔分数为5%;(c)Ce 的摩尔分数为7.5%;(d)Ce 的摩尔分数为10%㊂通过溶胶-凝胶法得到的样品均结晶度良好,原因是前驱体凝胶的热处理使得高结晶度的MMO 粉末产生,这些粉末在水中被羟基化,从而生成了结晶度良好的LDHs 相㊂通过将图7中的曲线a 与曲线b㊁c㊁d 相比较,发现LDHs 的形成与样品中Ce 的含量无关㊂Mg /Al /Ce-LDHs 的形貌如图8所示,溶胶-凝胶法制备的Mg /Al /Ce-LDHs 由较大的六角形颗粒组成,粒径在150~200nm 之间,晶粒之间具有良好的连通性,并且这些纳米颗粒有形成更大聚集体的趋势㊂Valeikiene 等[46]研究了溶胶-凝胶法制备的Mg 2-x M x /Al 1(M =Ca,Sr,Ba)层状双氢氧化物的重构特性,在650ħ㊁800ħ和950ħ条件下加热Mg(M)-Al-O 前驱体凝胶直接制备了混合金属氧化物粉末(MMO)㊂这些MMO 在50ħ的水中重构成Mg 2-x M x /Al 1(M =Ca,Sr,Ba)LDHs㊂结果表明,由溶胶-凝胶法制得的LDHs 的微观结构与LDHs 的微观结构基本一致,首次证明了溶胶-凝胶法制备的MMO 具有 记忆效应㊂图8㊀溶胶-凝胶法制备的Mg /Al /Ce-LDHs 的SEM 照片[45]Fig.8㊀SEM images of Mg /Al /Ce-LDHs prepared by sol-gel method [45]溶胶-凝胶法最大的优点是可以制备出表面积较大的介孔纳米颗粒,能够控制反应过程,并且制备出粒径小㊁纯度高㊁均匀的样品,经常被用来构建LDHs 及其复合材料㊂但是缺点是通过这种方法制备的样品结晶度较低,并且加热的温度较高,同样增加了能耗㊂2㊀LDHs 纳米材料基于光催化的应用层状双氢氧化物因其层间能够容纳各种阴离子㊁比表面积较高㊁带隙可调控和成本较低等优点,被广泛应用于合成光催化剂吸附剂㊁阴离子交换剂和超级电容器等㊂本节主要总结其在光催化领域的应用㊂2.1㊀光催化分解水制氢氢因燃烧时能够释放大量能量但不产生二氧化碳等污染物而成为最有前途的替代燃料之一[47]㊂LDHs 包含灵活多样的离子,以及良好的化学/物理稳定性,已被证明是用于分解水的优异催化剂/助催化剂[48]㊂镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDHs)作为一种有效的光催化剂具有良好的光催化活性,通过水热法和物理搅拌法成功合成了红磷/镍钴-LDHs 复合光催化剂(RP /NiCo-LDHs),RP 和NiCo-LDHs 之间形成了异质结,可有效抑制电子/空穴对的复合,显著提高了光催化性能㊂可见光照射下的析氢活性在5h 时达到32.8mmol㊃g -1,是纯NiCo-LDHs 的6.41倍,这为负载非贵金属光催化剂的发展开辟了一条新的道路[49]㊂还原氧化石墨烯(RGO)具有较高的电导率,并且可以促进光催化反应中的电荷分离㊂基于这一特效,Kumaresan 等[50]利用溶剂热法制备了一系列具有不同含量RGO 的CoAl-LDHs /RGO 纳米复合材料,在钌(Ru)光敏剂存在下,可见光照射后氢气的析出速率是1571.84μmol㊃g -1㊃h -1,是纯CoAl-LDHs㊀第4期霍智强等:纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展1447 (430.14μmol㊃g-1㊃h-1)的3.65倍,该结果归因于CoAl-LDHs和RGO之间具有良好的协同效应㊂图9为可见光照射下CoAl-LDHs/RGO纳米复合材料与[Ru(bpy)3]Cl2㊃6H2O光敏剂的光催化析氢机制示意图㊂由于[Ru(bpy)3]Cl2㊃6H2O的LUMO能级(3.19eV)比CoAl-LDHs的LUMO能级(3.74eV)更浅,在可见光照射下,CoAl-LDHs和[Ru(bpy)3]Cl2㊃6H2O的光生电子从HOMO能级激发到LUMO能级㊂[Ru(bpy)3] Cl2㊃6H2O很容易通过RGO纳米片将电子转移到CoAl-LDHs,然后光生电子与H2O反应生成H2㊂因此所制备的CoAl-LDHs/RGO纳米复合材料是一种潜在的高效分解水的光催化剂㊂将2D-C3N4与另一种半导体耦合,可以增强催化剂对可见光的吸收并改善光生电子和空穴的分离㊂Yan等[51]将2D-C3N4与NiFe-LDHs 耦合,成功制备出2D-C3N4/NiFe-LDHs光催化剂,并利用NH4F作为结构导向剂调节LDHs的结构和形貌,在模拟太阳光下,2D-C3N4/NiFe-LDHs复合材料表现出优异的光催化产氢性能,其最佳产氢速率为3087μmol㊃g-1㊃h-1,是2D-C3N4的14倍㊂这种优越的性能也是因为2D-C3N4与LDHs之间存在协同效应㊂Wang等[52]将CdS和CoAl-LDHs耦合,成功制备了CdS/CoAl-LDHs复合光催化剂,加速了电子的迁移,显著提高了CoAl-LDHs光催化剂的析氢活性㊂硫化镍(NiS)因带隙较窄而具有较好的可见光吸收能力,可作为助催化剂被广泛使用㊂Chen等[53]用NiS修饰MgAl-LDHs成功制备出MgAl-LDHs/NiS复合光催化剂,光催化分解水产氢速率可达35.8μmol㊃g-1㊃h-1,远高于MgAl-LDHs(2.7μmol㊃g-1㊃h-1),实现了高效光催化制氢㊂由此可见,单独的LDHs纳米材料并不能最大限度发挥其光催化性能,需要将LDHs与其他物质如红磷㊁还原氧化石墨烯㊁硫化镉㊁硫化镍㊁氮化碳等进行复合,形成复合光催化剂促使其产生协同作用,提高电子的迁移效率,从而显著提高LDHs的光催化析氢活性㊂图9㊀可见光照射下CoAl-LDHs/RGO纳米复合材料与[Ru(bpy)3]Cl2㊃6H2O光敏剂的光催化析氢机制示意图[50]Fig.9㊀Schematic diagram of the photocatalytic hydrogen evolution mechanism of CoAl-LDHs/RGO nanocompositesand[Ru(bpy)3]Cl2㊃6H2O photosensitizer under visible light irradiation[50]2.2㊀吸附和降解有机染料世界上大约有1万多种染料,每年的生产量高达70万t,染料使周围环境变得绚丽多彩的同时也带来了严重的环境污染㊂在使用过程中,大多数染料都不能完全用尽,这些剩余的染料未经处理,直接倾倒在河中,向环境中释放有毒物质造成环境污染,对生物有机体和全球环境构成了严重威胁[54-55]㊂因此,迫切需要找到高效㊁低成本㊁环境友好的染料处理技术㊂光催化技术处理染料所需能耗较低,而且因其无毒㊁无二次污染㊁适用范围广等优点被广泛应用于吸附和降解有机染料㊂LDHs具有吸附容量大㊁经济可行㊁阴离子交换性能高等优点,作为光催化剂有着良好的吸附和降解染料能力㊂Rathee等[56]首次通过水热法制备了一种简单㊁生物相容性和环境友好的层状NiFeTi-LDHs纳米粒1448㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷子,其具有106m2㊃g-1的高比表面积,对甲基橙㊁刚果红㊁甲基蓝的降解率达到96%㊂染料的最大降解率在2min内达到90%,这种超快的降解效率归因于NiFeTi-LDHs的高比表面积和较多的 OH和CO2-3基团㊂此外,对MHS细胞株进行生物相容性试验,NiFeTi-LDHs在较低浓度时无毒(15.6μg㊃mL-1时细胞活力为100%)㊂结果表明,该方法可以有效去除水中的有机染料并且无毒㊂Tao等[57]提出了一种用介质阻抗放电(DBD)等离子体改性NiAlCe-LDHs光催化剂的方法以提高其光催化性能,当Al3+与Ce3+摩尔比为0.035ʒ0.015㊁甲基橙浓度为80mg㊃L-1㊁催化剂添加量为1000mg㊃L-1时,48min内MO降解率接近100%,NiAlCe-LDHs光催化剂表现出良好的光催化活性㊂用DBD等离子体修饰NiAlCe-LDHs后,36min内MO降解率接近100%,由此可见用DBD等离子体修饰后的NiAlCe-LDHs的光催化性能显著提高㊂常见的染料还可分为阳离子染料如亚甲基蓝㊁碱性品红和藏红花素;阴离子染料如甲基橙㊁酸性红18和刚果红㊂阳离子染料是那些具有弱碱性特征的染料,它会随着有色阳离子的裂解而游离;而阴离子染料是那些具有酸性特征的染料,它含有有色阴离子[58-59]㊂Dang等[60]采用均相沉淀法,以尿素作为沉淀剂,并加入柠檬酸三钠促进Fe3+沉淀,成功制备了碳酸根插层的阳离子比例为1ʒ6ʒ2的Zn2+-Ni2+-Fe3+-CO2-3-LDHs,所制备的催化剂结晶度高㊁带隙较窄,以及吸附性能较高,仅在可见光照射下,即可将甲基橙染料催化分解为无机分子和离子,表现出较高的光催化性能㊂对于阳离子染料亚甲基蓝(MB),也可以进行高效降解㊂Xu等[61]首次采用离子交换法制备了聚合物插层的ZnAlFe-LDHs,通过ZnAlFe-LDHs前驱体与多金属氧酸盐(POM)阴离子[P2W17]10-㊁[CoW12]5-进行离子交换,制备了新的POM插层的层状双氢氧化物㊂这两种POM-LDHs材料均具有吸附和光催化性能,可用于去除水溶液中的阳离子染料亚甲基蓝㊂图10为ZnAlFe-CoW12对MB的吸附机理,考虑到[P2W17]10-和[CoW12]5-离子的负电荷较多,吸附机理可能主要归因于阳离子MB与ZnAlFe-POM层间负电荷之间的静电作用㊂此外,从图11UV-Vis光谱可以看出,吸附MB后,ZnAlFe-CoW12和ZnAlFe-P2W17的光谱在600~700nm处出现了特征波段,而ZnAlFe-NO3则没有出现该波段,证实了插层POM对MB的吸附能力起到了主要作用㊂POM-LDHs显示出比LDHs高得多的吸附能力,并且吸附的染料可以通过光催化反应被降解,为开发双功能LDHs材料提供了一种新方法㊂Auwalu等[62]采用共沉淀法制备了CoMgAl-LDHs,可用来降解甲基橙染料,当催化剂用量为1000mg㊃L-1㊁甲基橙染料浓度为40mg㊃L-1㊁可见光照射300min图10㊀ZnAlFe-CoW12对MB的吸附机理[61]Fig.10㊀Adsorption mechanism of ZnAlFe-CoW12on MB[61]。
层状双氢氧化物的制备性质及应用
・ ６ ７・
层状双氢氧化物 的制备性质及应用
赵仁波 苏荣军 梁 爽 代安福 （ 哈 尔滨 商业 大学 生命科 学与环境科学研 究 中心 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ７ ６ ） 摘 要： 层状双金属 氢氧化物 ， 别名为类水滑石 ， 属 于离子型层状粘土化合物 。其性能优越 ， 在很 多方面都 具有 良好的应用前景 ， 近年 来受到 了学者们的广泛关注。文章叙述 了 Ｌ ＤＨ ｓ 的制备 方法、 性质及应 用。 关键词 ： 层 状 双 氢氧 化 物 ； 制备方法 ； 应用 的层板中’ 可以制各具有— 性的催 ｌ 。 Ｍｏ ｈ ａ ｐ ａ ｔ ｒ 等＾ 采用恒 １概 述 层状双氢氧化！ Ｉ ． ａ ｙ ｅ ｌ ｅ ｄ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｈ ｙ ｄ ｍｉ ｄ ｅ Ｄ Ｈｓ ） 叉称阴离子粘土或 定 ｐ Ｈ法成功合成了ｚ ｎ ｃ 卜Ｌ Ｄ Ｈ ｓ ， 合成的材料在可见光条件下对 咕 吨染 类水滑石。相互平行的层扳构成了其主体． 层板带正电荷层 问的阴离子具 料和取代酚有良好的去除效果 同时探讨了光催化反应的机理。作为催化 有可交换性目起到维持电荷平衡的作用 层状双氢氧化物于 自 然界大量 剂载体。 杂多 酸化合 物作为 酸型催 Ｊ 的性能很 好。 有学者制备了 —种杂 存在萁合成方法简单多样 目成本低廉、 催化剂本身的比表面积大、 对环境 多酸阴离子柱撑 Ｚ ｎ Ａ １ 一 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 的固体酸催化剂拼研 究了它们催化乙酸与 友好近年来受到各界学者的广泛关注。Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 因为 Ｌ Ｄ Ｈｓ 及其煅烷严 睹 责 性中心。 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ ２ ￣ 面积和阴离子重换 容量且合成 的成本低、 对环境友好周 Ｉ 比 ＿ 恩有巨大的开 作为固体确 煅烧产物作为碱催化剂主要是用来实现烯陉氧ｆ ｛ 二 物聚合、烷氧基化和醇 发前景。 ２层状双氢氧化物的制备方法 醛缩合等 反应的。 Ｒ ｅ ｉ ｃ ｈ ｌ ｅ 等＾ 认为其具有其他催化剂不具备的高选择性 水滑石在自然界中通常由镁、 铝的羟基层与层间碳酸根组成 同时还 和高稳定 ｌ 生的优 。正是基于这—特 点使得 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 及其煅烧产物可以在 含有— 以分离的杂烦 因此想要获得纯 争的 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ人工合成是首 玲雪坂 应 中取代传统的碱 陛催仪剂 。 选方法 。 ３ ３医药方面的应用。Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 可作为—些常见疾病的特效药， 除此之外 ２ １ 共沉淀法。该方法是将一定比例的金属离子盐溶液与碱液在一 还可负载药物分子加对氨基苯磺酸、 阿莫西林等。 水滑石型药物自 增长药 定温度条件下搅拌产 生沉淀抗 淀物与母液在一定条件下老化一段时间 物分子的释放时间， 延长药效， 降低血液中药物浓度， 减轻对 ＾ 体的副作用。 后 磺物洗涤、 干燥荔得实验所需 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 。在制备过程中， Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 晶体离 Ｋ ｈ ａ ｎ 等＾ 经过研究发现在保持实验条件不变的前提下时插 层后的药物 子的形成时间各不相同形成的离子大小不均匀饵 其操作简便 撤 广泛 的缓释性与未括ｉ 层的药物相比有了大幅度的提升＇ 为药物缓释领域指引了 应胛 。 新的方向。 ２ ２ 尿素７ Ｊ ｝ ｝ 去 。尿素是 — 种 在水中溶 度彳 艮 高的弱碱。 体系温良大 ３ ． ４ 电化学方面的应用。 为获得电活Ｉ 生 材料 ＝ 丁 牛 电活ｆ 生 的阴 于９ ０ ℃时尿素被逐渐分解产生铵根离子和碳酸根离子， 与金属离子生成 离子负载至 ｌ 冰 滑石层间如将磺酸阴 离子负载到锌铬水滑石层间拼在碳电 沉淀。在反应过程中尿 素的分解速度缓慢， 因此溶液的 ｐ Ｈ值基本不发生 极 Ｅ 沉积制成薄膜获得水滑石修饰的电极材料。水滑石层板的金属阳离 变化。此方法获得的Ｌ Ｄ Ｈｓ 晶体结构好 目 粒径均匀。 子的“ 同晶取代” 以及层间阴离子的可交换性可以制备了具有电化学活性 ２ ３水热合盛法。 水热合成法是按需要配置—定比例的金属盐溶液和 的水滑石材料推 动着水滑石在电化学领域不断前进。 碱溶液， 再将二者混合然后将上述得到的反应液转移至高压反应釜的不 ４结论 锈钢内衬 中， 在适宜 的温度下反应一段时间， 在高温 、 高压 的条件下合成 层状双氢氧化物的制备方法简单多样， 可制备出形貌不同的类水滑石 Ｌ Ｄ Ｈｓ 样品日 。与共沉淀法相比场 粒制 得的 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 晶型结构更加完整， 分 样品。且随着研究的不断深 入其制备方法也不局限于 Ｅ 述方法的某—张 散ｌ 好、 粒子尺寸小。 可以根据需要将其中的力诖逆 行 组合来获得不同性能 的类水ｌ 捐石 。层状 ２ ， ４离子交换法。 将含有较， Ｊ 懒 阴离子的 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 前驱体溶液与目标 双氢氧化物因其独特的陛质 各方面都具有广泛地应用。但也 芷 阴离子溶液在剧烈搅拌的条件下混合 铂 争一 段时间即可交换 Ｌ Ｄ Ｈｓ 的 着—些问题 Ｅ 匕 虫 Ⅱ 女 昨耐 陇 貌的样品， 如何对其进行回收再利用等。 层间阴离子 使用该力法要考虑阴离子的交换能力的强弱、 阴离子粒径的 随着对层状双氢氧化物研究的深入这 些问题也会随之解决， 能够使其带 大小、 反应液 ｐ Ｈ的高低等影响因素。通常即将进 ＾层间的阴离子的电荷 来更－ 大的经济效益。 越大 、 半径越小其 交换能力越强。 —般交换介质的 ｐ Ｈ越小越有利于离子 参考文献 交换自 过 ｝ ｊ 亍 ＇ ｆ 旦 通常 ｐ Ｈ 呵， Ｊ 、 于４ 。 ［ １ 】 袁素瑁 ， 张青红， 李耀刚， 等． 氧化铺镁铝复合氧化物的制备及光催 ２ ５ 煅烧复原法。Ｌ Ｄ Ｈｓ 具有记忆效廊’ 即将 Ｌ ２ ０ ０ ９ ， ｌ １ ： １ ９ ７ ７ － １ ９ ８ １ ． 分散到含有某种阴离子的溶液中朋 离子就会插层进 入层板间隙从 而又 ［ ２ １张凤 采 层状双氢氧化物基吸附剂制备及ｔ ｝ 生 能研宄 山东大学博士论 ０ １ ５ ： １ ４ － － １ ５ ． 会耍新 形成特殊 的层状结构的 Ｌ Ｄ Ｈ ￣ ｏ在此力怯 中煅烧温度决定着插层 丈 ２ 结构能否复原。 当温度超＿ 过５ ５ ０ ￣ Ｃ ， Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 的层状结构基本无法复原。 该方 ［ ３ ］ 薛源明， 樊丽辉， 刘东斌 李士风 申延明． 锌铬水滑石可见光降解甲 法主要用于制备负载不同层板间阴离子及制备层间羟基强碱 陆催化剂。 基橙 的性能研 究． 沈Ｆ Ｂ ４ ￣ － Ｔ － 大学学报 ２ ０ １ ５ ， ０ ３ ： ２ ３ ３ － ２ ３ ７ ． ２ ． ６ 铹波辅 叻合成法。 嫩提提＿种 非离子化的辐射能的电磁波０ 波 ［ ４ ］ 袁如 张新， 侯万国． Ｎ ｉ ｆ ｒ ｉ 类水滑石的合成与光催化应． 高校化 学工程 长范围从 １ ｍ ｍ ～１ ｎ ｌ ’ 频率范围从 ３ ０ ０ ～ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ＭＨ ￣ 能量在红外与无线 学报 ２ ０ １ ３ ， ２ ７ ３ ３ ４ － ３ ３ ８ ． 电波之间 旨 量小至可以影响微观离子的迁移和偶极子转动， 大至不能 圈 敖燕辉， 王丹丹， 王沛芳等． 层状双金属氢氧化物的制备方法及光催化 引起分子结构的改变 采用微波法 备Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 可以大大地减少反应时间 应 用． 四川环境 ２ Ｏ １ ６ ｐ１ １ ３ ６ － － １ ４ ３ ． 并台 晶度更高的产品。 圈Ｂ ｈ ａ ｔ ｎ ａ ｇ ａ ｒ Ｓ ｉ ｌ ｌ ａ ｎ ｐ ａ ａ Ｍ Ａ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｅ ｍｅ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｎ ｉ — ３层状双氢氧化物的应用 ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ｆ ｒ ｏ ｍ ｗａ ｔ ｅ ｒ ．Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ２ ０ １ １ ，１ ６ ８ ９３ ＿ ＿ ５ ０ ４ ． ３ ． １ Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 在吸附方面的应用。Ｌ Ｄ Ｈｓ 的层间阴离子具有可交换 因 ４ 此可以将其作为一种阴离子交换材料来此 外， 还可以将各种阴离子通过 同 Ｓ ｉ ｌ ｖ ａ Ｃ Ｇ Ｂ ｏ ｕ ｉ ｚ ｉ Ｆ ｏ ｍｅ ｓ ｅ ｔ ａ ｋ Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｅ ｄ Ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｓ ｌ ｙ Ｅｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ ｏｒ ｆ Ｖｉ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｏｘ ｙ ｇ ｅ ｎ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 离子交换引入 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ 层间 而实现 目 标阴离子的固定。 在吸附方面 Ｌ Ｄ Ｈ ｓ Ｈｉ 子污染物。 ｆ ｒ ｏ ｍ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ． Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａ ｍ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ． ２ ０ �
层状双金属氢氧化物超级电容器电极材料的制备和电化学性能研究
层状双金属氢氧化物超级电容器电极材料的制备和电化学性能研究层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是一种理想的超级电容器电极材料,这是因为其大的理论比表面积可以提供一定的双电层电容,同时其片层上的过渡金属元素可以作为电化学反应的活性位点,提供较大的赝电容。
但是,由于LDH片层之间氢氧键的作用,导致LDH材料经常会发生团聚,而且LDH的导电性较差,这些都会影响它的电化学储能性能。
针对LDH的团聚问题,本文基于微/纳结构设计的思路,构筑由LDH纳米片构成的空心微米球,获得了具有大比表面积的电极材料结构,暴露更多可以与电解质接触的活性面积,从而充分利用其高的赝电容。
针对LDH导电性较差的问题,本文通过将LDH与导电性能较好的掺氮还原氧化石墨烯复合,构筑分级（Hierarchical）纳米复合材料,既能够增加复合材料的导电性,也能够一定程度上抑制LDH的团聚,达到协同提升其电化学性能的目的。
本论文主要内容如下:1.结合溶胶-凝胶法和相分离,以聚氧化乙烯（Polyethylene oxide,PEO）作为软模板,制备得到了尺寸均匀的A1203空心微米球。
然后以此空心微米球作为硬模板,通过微波辅助水热法,制备得到了NiAl-LDH空心微米球。
详细探究了水热温度和反应物比例对最终产物形貌的影响,获得了产物形貌及其电化学性能之间的关联关系,并确定了最佳的反应温度和反应物比例。
该LDH空心微米球成功保留了A1203模板的高比表面积和适当的孔径等优点,具有高的比电容（lAg<sub>1</sub>时达到了 1578 Fg-1）和优异的循环稳定性（20 A g-1下循环10000次后比电容保留率为93.75%）。
此外,基于此LDH空心微米球作为正极组装的非对称超级电容器可以实现20 Wh kg-1的高能量密度。
2.以三聚氰胺作为氮源,通过简单的加热处理,成功实现了对石墨烯的氮掺杂。
Mg-Al层状双金属氢氧化物的合成及表征
渊3冤相同铺层情况下袁随着帽顶尺寸的减小袁结构 的局部屈曲载荷增加曰而压损载荷差别不大遥
水滑石袁 由两种或两种以上金属元素组成的具有类水
滑 石 层 状 晶 体 结 构 的 氢 氧 化 物 遥 LDHs 的 化 学 组 成 通 式
为 [ M2 + 1 - xM3 + x ( OH ) 2 ] x + ( An - ) x / n窑mH2O 袁 其 中 袁 M2 + 和 M3 + 分 别 为 二 价 和 三 价 金 属 离 子 袁 An - 是 带 有 n 个 负 电 荷 的 层
揖 关 键 词 铱 Mg - Al 层 状 双 金 属 氢 氧 化 物 曰 合 成 曰 表 征
中 图 分 类 号 院 O614
文献标识码院 A
DOI 院 10 . 19694 / j . cnki . issn2095 - 2457 . 2018 . 19 . 031
文 章 编 号 院 2095 - 2457 渊2018冤19-0070-002
殊 的 优良性质袁在诸多领域展 现 出 了广 阔 的应 用 前景 遥 [1-3]
LDHs 的制备方法有很多种袁主要有共沉淀法尧水热/溶剂热
法尧溶胶-凝胶法尧离子交换法尧焙烧复原法等几种遥 其 中
共 沉 淀 法 是 制 备 LDHs 最 常 用 简单袁易于控制袁分散性好袁结晶度高等优点遥 本
任 公 司 冤 袁 DHJ - 9070A 型 电 热 恒 温 干 燥 箱 渊 杭 州 汇 尔 仪
器 设 备 有 限 公 司 冤 袁 SC - 04 型 低 速 离 心 机 渊 安 徽 中 科 中 佳科学仪器有限公司冤遥
试 剂 院 九 水 合 硝 酸 铝 渊 Al 渊 NO3 冤 3窑9H2O 袁 AR 袁 上 海 阿 拉 丁 生 化 科 技 股 份 有 限 公 司 冤 袁 六 水 合 硝 酸 镁 渊 Mg 渊 NO3 冤 2窑6H2O 袁 AR 袁 上 海 阿 拉 丁 生 化 科 技 股 份 有 限 公 司 冤 袁 氨 水 渊 AR 袁 天 津 市 风 船 化 学 试 剂 科 技 有 限 公 司 冤 袁 水为二次蒸馏水遥 1 . 2 Mg - Al - LDHs 的 合 成
层状双金属氢氧化物在绿色材料领域中的应用
http： / / www. hxtb. org
化学通报 2010 年 第 7 期
·609·
变溶液的 pH，或在不同电解质存在条件下，采用阴离 子 交 换 处 理，可 控 性 地 将 客 体 分 子 脱 嵌 出 来［1］；还 可以利用其吸附和离子交换能力吸附去除环境中的有害物质；而其二维的纳米层状结构可使其作为绿 色催化剂使用。由此可以看出，LDHs 纳米材料已在绿色材料方面展现出了诱人的前景。
Abstract Owing to the special two-dimensional planar nano-structure and excellent bio-compatibility，layered double hydroxides （ LDHs） can be hybridized with various materials. From small molecules such as drugs to large substances like polymers can be incorporated into LDHs via intercalation to produce novel eco- and bio-friendly nanocomposite materials. Then they can be not only used as biomolecule reservoir， drug nanocarrier， organic catalyst，adsorbents for environmental contaminant treatment，but also applied in the fields of optics，electrics and magnetics. In this paper，the structure，preparations，property of LDHs were introduced and their applications for green materials were reviewed，then the prospect of its development was also given.
钴锰层状双金属氢氧化物的制备及其电化学性能研究
钴锰层状双金属氢氧化物的制备及其电化学性能研究超级电容器因储能丰富、绿色环保、充放电速度快、循环寿命长、功率密度大而受到了极大的关注。
决定超级电容器性能的关键因素为电极材料。
在众多电极材料中,层状双金属氢氧化物(LDH)具有独特的层状结构,因此在催化剂、吸附剂、分子筛、超级电容器等众多领域都有很好的应用。
本文对其作为电极材料进行研究,首先选取钴、锰两种过渡金属元素,采用共沉淀法制备钴锰层状双金属氢氧化物(CoMn-LDH)。
然后,利用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)对CoMn-LDH制备过程进行强化。
最后,引入聚吡咯(PPy)对CoMn-LDH性能进行改进。
主要研究内容如下:(1)共沉淀法制备CoMn-LDH基础研究。
在磁力搅拌条件下,将硫酸锰和硫酸钴的混合溶液与氢氧化钠反应进行CoMn-LDH制备。
主要研究了钴锰摩尔比,氢氧化钠浓度,晶化时间等操作参数对样品形貌、结构以及电化学性能的影响规律。
采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析仪(BET)等测试手段对材料的物性进行表征,采用电化学工作站和蓝电电池测试系统等测试手段进行电化学性能测试。
结果表明:CoMn-LDH制备过程的适宜操作条件为钴锰摩尔比为2:1,氢氧化钠浓度为2 mol/L,晶化时间为21 h。
在该条件下制得CoMn-LDH的粒子大小为388.9 nm,比表面积为59.5 m~2/g,比容量为952 F/g,经过1000次恒流充放电测试以后,比容量保持率为92.7%。
(2)超重力强化CoMn-LDH制备过程及其电化学性能研究。
通过IS-RPB对反应过程的混合进行强化。
首先通过高速摄像机对CoMn-LDH的成核时间进行粗测,结果表明:CoMn-LDH的成核时间小于4 ms,属于快速成核反应,可应用超重力技术强化其制备过程。
然后对IS-RPB填料转速与液体流量等操作参数进行优化。
层状双金属氢氧化物的主要制备方法
层状双金属氢氧化物的主要制备方法层状双金属氢氧化物是一种具有特殊结构和复杂性质的新型材料，其中包含有两种金属元素，它的制备方法可以有多种，下面将分步骤阐述各种方法的具体操作过程。
第一种方法是化学共沉淀法。
该法主要是利用金属离子的沉淀性质，将两种金属离子混合后进行共沉淀，再通过煅烧形成层状双金属氢氧化物。
具体方法如下：1、按一定比例混合两种金属盐溶液，将其加入搅拌的水溶液中。
2、加入氨水等碱性溶液并搅拌，将沉淀转移到常温下静置。
3、用去离子水不断清洗混合物并过滤，取得混合物的白色沉淀，即层状双金属氢氧化物。
4、将沉淀状物料干燥，再进行高温处理，使其成为稳定的层状双金属氢氧化物。
第二种方法是水热法。
该法是其中比较简单实用的一种制备方法，具体方法如下：1、按一定比例混合两种金属盐溶液，并将其加入搅拌的去离子水中。
2、将混合物煮沸并搅拌一段时间。
3、将混合物移至高压容器中，进行水热反应。
反应过程中金属离子将沉淀并形成层状双金属氢氧化物。
4、取出沉淀状物料并干燥处理，使其成为稳定的层状双金属氢氧化物。
第三种方法是物理还原法。
该法基于金属元素本身的还原性，通过物理方式降低金属盐的还原性，实现双金属的制备过程。
具体方法如下：1、按一定比例混合两种金属盐溶液，并将混合物均匀地滴入纯水中，然后在搅拌的同时，将还原剂缓慢地加入反应终点。
2、将得到的沉淀状物料用去离子水清洗并过滤，然后用乙醇浸泡，使其成为稳定的层状双金属氢氧化物。
以上三种方法制备层状双金属氢氧化物各有不同的特点，可以根据实际需要和条件选择适合的制备方法来制备所需的材料。
层状双金属氢氧化物的制备方法也在不断地改进和创新，从而更好地满足人们对具有特殊性质材料的需求。
层状双金属氢氧化物_高分子纳米复合材料的研究进展_王永建
学特 性 也 可 以 通 过 合 成 参 数 与 阴 离 子 的 选 择 来 改 变 。 ［１４］ 这 些
特点使得 ＬＤＨ／ＰＮＣ 得到了快速的发展。
１ ＬＤＨ／ＰＮＣ 的结构
根据 ＬＤＨ／ＰＮＣ 的 不 同 结 构，ＬＤＨ／ＰＮＣ 可 以 被 分 为 ３ 种：（１）聚集型；分散到聚合物中的 ＬＤＨ 纳 米 粒 子 结 构 组 成 并 不发生改变。ＬＤＨ 层板以彼此 平 行 的 方 式 聚 集 在 一 起。（２） 插层型；ＬＤＨ 层间 插 层 基 团 为 聚 合 物 大 分 子 ，其 层 间 距 被 扩 大，ＬＤＨ 层板间的作用也因 此 被 减 弱，与 聚 集 型 一 样，层 板 也 以彼此平行的 方 式 聚 集 在 一 起 。 （３）剥 离 型；ＬＤＨ 的 层 板 被 剥 离 ，以 单 层 的 结 构 分 散 于 聚 合 物 中 。３ ［１５－１６］ 种 ＬＤＨ／ＰＮＣ 的结构见图 １。
Ｊｒ等 通 ［２７］ 过 模 板 合 成 法 合 成 了 ＬＤＨ／聚 苯 乙 烯 磺 酸 盐 （ＰＳＳ）和 ＬＤＨ／聚 乙 烯 磺 酸 盐 （ＰＶＳ）纳 米 复 合 材 料。 将 ＰＳＳ 或者 ＰＶＳ 溶 于 水 中，通 过 传 统 的 双 滴 法 就 可 以 获 得 ＬＤＨ／ ＰＳＳ与 ＬＤＨ／ＰＶＳ纳米复合材料。
层状双金属氢氧化物的剥离方法及其应用
层状双金属氢氧化物的剥离方法及其应用近年来，层状双金属氢氧化物作为一种新型二维材料，受到了广泛的关注。
其具有优秀的光电性能、电化学性能和可调控的晶格结构，因此在能源存储、催化剂、传感器等领域具有巨大的应用潜力。
然而，要实现这些应用，首先需要解决的问题之一就是层状双金属氢氧化物的剥离方法。
1. 剥离方法1.1 机械剥离机械剥离是最常见的一种方法，通过机械力（如剥离膜、剥离垫等）来剥离层状双金属氢氧化物。
这种方法简单易行，但存在剥离效率低、可能造成结构破坏等问题。
1.2 化学剥离化学剥离通过对层状双金属氢氧化物进行化学处理，使其层层分离。
常用的化学剥离方法包括酸碱洗涤、离子交换等。
这种方法可以高效剥离，并且对晶体结构影响较小，但需要注意对环境和人体的安全。
1.3 气相剥离气相剥离是将层状双金属氢氧化物放置在特定气氛下进行热处理，通过气相分解来实现剥离。
这种方法操作简单，剥离效果好，但对操作环境和气氛要求严格。
2. 应用2.1 能源存储层状双金属氢氧化物在电化学储能领域有着广泛的应用。
其大比表面积和丰富的活性位点使其成为优秀的电极材料，可以应用于电容器、锂离子电池等设备中。
2.2 催化剂层状双金属氢氧化物在催化剂领域也有着重要的应用。
其特殊的结构和化学性质使其成为优秀的氧还原、氢析出等催化剂，具有很高的催化活性和稳定性。
2.3 传感器由于层状双金属氢氧化物的可调控晶格结构和优秀的电化学性能，使得其在传感器领域有着广阔的应用前景。
例如应用在气体传感、生物传感等领域，取得了很好的效果。
总结回顾本文首先介绍了层状双金属氢氧化物的剥离方法，包括机械剥离、化学剥离和气相剥离，并分析了它们的优缺点。
随后，本文重点介绍了层状双金属氢氧化物在能源存储、催化剂和传感器等领域的应用，并阐述了其在这些领域的应用前景。
个人观点和理解层状双金属氢氧化物的剥离方法和应用是一个非常具有挑战性和前景的研究领域。
在剥离方法方面，需要综合考虑剥离效率、结构破坏和环境安全等因素；在应用方面，需要不断深入挖掘其在能源存储、催化剂和传感器等领域的潜在价值。
层状双金属氢氧化物及其衍生物电催化剂的制备与性能研究
在设定的电位下，测量电流随时间变化的关系，可以评估催化剂的稳定性。
电化学活性表征
活性物种表征
通过对比催化剂在电化学反应前后的物种变化，可以确定催化剂上参与反应的活性物种。
反应机理研究
通过分析电化学反应过程中电流随时间的变化规律，结合活性物种表征结果，可以揭示电化学反应机 理。
随着研究的深入，LDH及其衍生物的制备方 法和结构与性能关系等方面已经取得了一定 的进展，但仍然存在许多问题需要进一步解 决。例如，如何实现催化剂的高效制备和规 模化生产、如何提高催化剂的稳定性和耐久 性、如何深入理解催化剂的结构与性能关系
等方面的问题。
研究内容、目的和方法
研究内容：本课题旨在开发高效、稳 定的LDH及其衍生物电催化剂，研究 其制备方法、结构与性能关系等方面 的问题。具体研究内容包括
《层状双金属氢氧化物及其 衍生物电催化剂的制备与性
能研究》 2023-10-30
contents
目录
• 绪论 • 层状双金属氢氧化物及其衍生物的制备 • 层状双金属氢氧化物及其衍生物电催化剂
的物理和化学性质 • 层状双金属氢氧化物及其衍生物电催化剂
在燃料电池中的应用研究
contents
目录
• 层状双金属氢氧化物及其衍生物电催化剂 在锌空电池中的应用研究
02
层状双金属氢氧化物及其 衍生物的制备
制备方法概述
化学气相沉积（CVD）
利用前驱体在高温下发生化学反应，生成 目标产物。
溶液法
通过控制反应条件，从溶液中合成目标产 物。
物理法
利用物理手段，如机械研磨、激光诱导等 ，制备目标产物。
实验材料与设备
电置换介导合成层状双氢氧化物
温馨小提示：本文主要介绍的是关于电置换介导合成层状双氢氧化物的文章，文章是由本店铺通过查阅资料，经过精心整理撰写而成。
文章的内容不一定符合大家的期望需求，还请各位根据自己的需求进行下载。
本文档下载后可以根据自己的实际情况进行任意改写，从而已达到各位的需求。
愿本篇电置换介导合成层状双氢氧化物能真实确切的帮助各位。
本店铺将会继续努力、改进、创新，给大家提供更加优质符合大家需求的文档。
感谢支持！(Thank you for downloading and checking it out!)阅读本篇文章之前，本店铺提供大纲预览服务，我们可以先预览文章的大纲部分，快速了解本篇的主体内容，然后根据您的需求进行文档的查看与下载。
电置换介导合成层状双氢氧化物（大纲）一、引言1.1背景介绍1.2层状双氢氧化物的应用前景1.3电置换合成方法的提出1.4研究目的和意义二、实验材料与方法2.1实验材料2.1.1原料与试剂2.1.2仪器与设备2.2电置换介导合成方法2.2.1合成原理2.2.2合成过程2.2.3合成条件优化三、结果与讨论3.1层状双氢氧化物的结构表征3.1.1X射线衍射（XRD）分析3.1.2扫描电子显微镜（SEM）分析3.1.3傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析3.2电置换介导合成过程分析3.2.1电流密度与时间的关系3.2.2电置换过程中电位变化3.2.3电置换过程中溶液pH值变化3.3合成条件对层状双氢氧化物性能的影响3.3.1电流密度对层状双氢氧化物性能的影响3.3.2合成时间对层状双氢氧化物性能的影响3.3.3介电常数对层状双氢氧化物性能的影响四、结论与展望4.1结论4.2不足与展望一、引言1.1背景介绍：层状双氢氧化物（Layered Double Hydroxides，LDHs）是一类具有层状结构的阴离子型黏土矿物。
随着科学技术的不断发展，LDHs因其独特的性质，如可调节的层间距、较大的比表面积、良好的离子交换性能等，引起了研究者的广泛关注。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
层状双金属氢氧化物的主要制备方法
层状双金属氢氧化物是一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。
其制备方法有许多种，常见的主要包括化学共沉淀法、水热法、氢氧化物堆积法等。
化学共沉淀法是一种较为简单、易操作的制备方法。
该方法通常是将两种金属的盐溶液混合，并加入碱性溶液，形成双金属氢氧化物沉淀。
控制沉淀反应条件可以得到不同形貌和尺寸的层状双金属氢氧化物。
水热法则是在高温高压的条件下进行合成。
该方法通常是将两种金属的盐溶液混合后加入氢氧化钠溶液，形成混合物。
然后在高温高压环境下反应，形成层状双金属氢氧化物。
此法制备的产物具有较高的结晶度和均匀的颗粒分布。
氢氧化物堆积法是一种基于层状双金属氢氧化物的自组装制备
方法。
该方法通常是将金属离子通过离子交换与层状阳离子交换树脂相互作用，形成金属离子层状沉积。
然后通过控制pH值和温度等条件，使金属离子在树脂上自组装形成层状双金属氢氧化物。
以上三种方法各有优缺点，选择适合的制备方法对于获得高品质、高性能的层状双金属氢氧化物具有重要意义。
- 1 -。