하이드로탈사이트의 4대 개질 기술

Hydrotalcite(Layered Double Hydroxides, LDHs)는 층상 무기 담체 기능성 물질로 층간 음이온 교환이 가능하며 실제 필요에 따라 양과 유형을 전략적으로 조정할 수 있습니다. LDH의 구성과 구조의 조정 가능한 변성 특성은 LDH를 산업 촉매, 광전기화학, 약물 방출, 플라스틱 변형 및 폐수 처리 분야에서 연구 잠재력과 응용 가능성이 있는 재료 중 하나로 만듭니다.

LDH는 친수성이 높은 무기물이고 라멜라 구조의 층간 간격이 작기 때문에 고분자와의 상용성이 불량하고 LDH의 나노 스케일 분산이 용이하지 않다. 또한, LDH 층 사이의 음이온 교환성은 변형된 LDH가 특정 기능적 특성을 갖도록 합니다. 따라서 LDH를 수정하여 계면 특성을 개선하고 적용 범위를 확장해야 합니다.

LDH에 대한 변형 방법은 여러 가지가 있으며 합성 재료의 요구 특성 및 응용 분야에 따라 적절한 방법을 선택할 수 있습니다. 그 중 가장 많이 사용되는 방법은 주로 공침법, 열수합성법, 이온교환법, 배소회수법 등이 있다.

1. 공침법

공침은 LDH 합성에 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 일정 비율의 2가 및 3가 금속 양이온을 함유하는 혼합 수용액을 알칼리 용액에 첨가하고 시스템의 pH 값을 조절하고 일정 온도를 유지하며 용액이 침전될 때까지 일정하고 빠르게 교반하면서 반응하고 침전물을 계속 숙성시킨다. 일정 시간 동안 여과, 세척 및 건조하여 LDH 고체를 얻었다. 일반적으로 질산염, 염화물, 황산염 및 탄산염을 금속염으로 사용할 수 있으며 일반적으로 사용되는 알칼리는 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 암모니아수 중에서 선택할 수 있습니다. 공침법은 공정이 간단하고 합성기간이 짧고 조건조절이 용이하고 적용범위가 넓은 장점이 있다. 다른 음이온과 양이온을 사용하여 다양한 조성과 유형의 LDH를 제조할 수 있습니다.

2. 열수법

일반적으로 열수법은 고온 처리가 필요하지 않으며 제품의 결정 구조를 제어하여 명백한 층 구조의 LDH를 얻을 수 있습니다. 혼합물을 오토클레이브에 넣고 특정 온도에서 다양한 지속 시간의 정적 반응을 수행하여 LDH를 얻었다.

3. 이온 교환 방식

이온 교환법은 기존 LDH의 층간 음이온을 다른 게스트 음이온과 교환하여 새로운 유형의 게스트 LDH 화합물을 얻는 것입니다. 층 사이의 음이온의 수와 유형은 원하는 특성에 따라 조정할 수 있습니다. 게스트 음이온, 교환 매질, pH 및 반응 시간은 모두 이온 교환 과정에 큰 영향을 미칩니다.

4. 로스팅 회수 방법

로스팅 복구 방법은 두 단계로 나뉩니다. LDH는 먼저 500-800 °C의 고온에서 소성되었으며 중간층 CO32-, NO3- 또는 기타 유기 음이온 분자는 소성 과정 후에 제거될 수 있습니다. 층상 구조가 붕괴되어 LDO(Layered Double Oxides)를 얻었습니다. 그러면 LDO의 기억 효과에 따라 음이온을 흡수하여 수용액에서 LDH로 재구성됩니다. 소성회수법의 장점은 원하는 음이온성 히드로탈사이트를 원하는 방식으로 얻을 수 있고, 유기 음이온과의 경쟁을 없애고 내산성을 향상시키며 더 넓은 pH 범위에서 적용할 수 있다는 점이다. 또한 너무 높은 소성 온도는 하이드로탈사이트의 층 구조를 파괴할 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 또한 회수 중 음이온 매질의 농도에 주의를 기울여야 합니다.