Cuatro tecnologías principales de modificación de la hidrotalcita
La hidrotalcita (hidróxidos dobles en capas, LDH) es un material funcional portador inorgánico en capas, los aniones entre capas son intercambiables y la cantidad y el tipo se pueden ajustar estratégicamente de acuerdo con las necesidades reales. Las características de desnaturalización ajustables de esta composición y estructura de las LDH las convierten en uno de los materiales con potencial de investigación y perspectivas de aplicación en los campos de la catálisis industrial, la fotoelectroquímica, la liberación de fármacos, la modificación de plásticos y el tratamiento de aguas residuales.
Debido a que las LDH son sustancias inorgánicas altamente hidrofílicas y el espacio entre capas de la estructura laminar es pequeño, la compatibilidad con los polímeros es deficiente y la dispersión a nanoescala de las LDH no es fácil de lograr. Además, la intercambiabilidad de aniones entre capas de LDH hace que las LDH modificadas tengan propiedades funcionales específicas. Por lo tanto, las LDH deben modificarse para mejorar las propiedades interfaciales y ampliar el rango de aplicación.
Hay muchos métodos de modificación para LDH, y el método apropiado se puede seleccionar de acuerdo con las propiedades requeridas y los campos de aplicación de los materiales sintéticos. Entre ellos, los métodos más utilizados incluyen principalmente el método de coprecipitación, el método de síntesis hidrotermal, el método de intercambio de iones y el método de recuperación de tostado.
1. Método de coprecipitación
La coprecipitación es el método más utilizado para la síntesis de LDH. Agregue la solución acuosa mixta que contiene una cierta proporción de cationes metálicos divalentes y trivalentes a la solución alcalina, controle el valor de pH del sistema, mantenga una cierta temperatura, reaccione con agitación rápida y constante hasta que la solución precipite y continúe envejeciendo el precipitado. durante un período de tiempo, y luego se filtra, lava y seca para obtener LDHs sólido. Por lo general, se pueden usar nitratos, cloruros, sulfatos y carbonatos como sales metálicas, y los álcalis comúnmente usados se pueden seleccionar de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y agua amoniacal. El método de coprecipitación tiene las ventajas de un método de proceso simple, un período de síntesis corto, un fácil control de las condiciones y un amplio rango de aplicación. Se pueden preparar diversas composiciones y tipos de LDH utilizando diferentes aniones y cationes.
2. Método hidrotermal
En general, el método hidrotermal no requiere un tratamiento a alta temperatura y puede controlar la estructura cristalina del producto para obtener LDH con una estructura en capas evidente. La mezcla se colocó en un autoclave y, a cierta temperatura, se realizaron reacciones estáticas de diferente duración para obtener LDH.
3. Método de intercambio de iones
El método de intercambio iónico consiste en intercambiar los aniones de la capa intermedia de las LDH existentes con otros aniones huéspedes para obtener un nuevo tipo de compuesto de LDH huésped. El número y tipo de aniones entre las capas se puede ajustar según las propiedades deseadas. El anión huésped, el medio de intercambio, el pH y el tiempo de reacción tienen una gran influencia en el proceso de intercambio iónico.
4. Método de recuperación de tostado
El método de recuperación del tostado se divide en dos pasos. Las LDH se calcinaron primero a alta temperatura, entre 500 y 800 °C, y la capa intermedia de CO32-, NO3- u otras moléculas de aniones orgánicos se pudieron eliminar después del proceso de calcinación. La estructura laminar colapsó para obtener Óxidos Dobles Laminados (LDO). Luego, de acuerdo con el efecto de memoria de LDO, absorbe aniones para reconstituirlos en LDH en solución acuosa. La ventaja del método de recuperación por calcinación es que la hidrotalcita aniónica deseada se puede obtener de manera específica y puede eliminar la competencia con los aniones orgánicos, mejorar la resistencia a los ácidos y aplicarse en un rango de pH más amplio. También se debe considerar que una temperatura de calcinación demasiado alta puede destruir la estructura en capas de la hidrotalcita. Además, se debe prestar atención a la concentración de medios aniónicos durante la recuperación.