Четыре основные технологии модификации гидроталькита

Гидроталькит (слоистые двойные гидроксиды, LDH) представляет собой слоистый неорганический функциональный материал-носитель, межслоевые анионы взаимозаменяемы, а количество и тип можно стратегически регулировать в соответствии с фактическими потребностями. Настраиваемые характеристики денатурации этого состава и структуры СДГ делают их одним из материалов с исследовательским потенциалом и перспективами применения в области промышленного катализа, фотоэлектрохимии, высвобождения лекарств, модификации пластмасс и очистки сточных вод.

Поскольку СДГ являются высокогидрофильными неорганическими веществами, а расстояние между слоями ламеллярной структуры невелико, совместимость с полимерами плохая, а наноразмерную дисперсию СДГ достичь непросто. Кроме того, обмен анионами между слоями СДГ придает модифицированным СДГ специфические функциональные свойства. Поэтому СДГ необходимо модифицировать для улучшения межфазных свойств и расширения области применения.

Существует много методов модификации СДГ, и подходящий метод может быть выбран в соответствии с требуемыми свойствами и областями применения синтетических материалов. Среди них наиболее часто используемые методы, в основном, включают метод соосаждения, метод гидротермального синтеза, метод ионного обмена и метод восстановления путем обжига.

1. Метод соосаждения

Соосаждение является наиболее часто используемым методом синтеза ЛДГ. Добавьте смешанный водный раствор, содержащий определенную долю катионов двухвалентных и трехвалентных металлов, в щелочной раствор, контролируйте значение pH системы, поддерживайте определенную температуру, реагируйте при постоянном и быстром перемешивании, пока раствор не выпадет в осадок, и продолжайте старение осадка. в течение периода времени, а затем фильтруют, промывают и сушат, чтобы получить твердые СДГ. Обычно в качестве солей металлов можно использовать нитраты, хлориды, сульфаты и карбонаты, а обычно используемые щелочи можно выбирать из гидроксида натрия, гидроксида калия и аммиачной воды. Метод соосаждения имеет преимущества простого технологического процесса, короткого периода синтеза, легкого контроля условий и широкого диапазона применения. Различные составы и типы СДГ могут быть получены с использованием различных анионов и катионов.

2. Гидротермальный метод

В целом гидротермальный метод не требует высокотемпературной обработки и позволяет контролировать кристаллическую структуру продукта для получения СДГ с ярко выраженной слоистой структурой. Смесь помещали в автоклав и при определенной температуре проводили статические реакции разной продолжительности для получения СДГ.

3. Ионообменный метод

Метод ионного обмена заключается в замене межслоевых анионов существующих СДГ другими гостевыми анионами для получения нового типа соединения гостевых СДГ. Количество и тип анионов между слоями можно регулировать в соответствии с желаемыми свойствами. Анион-гость, обменная среда, pH и время реакции оказывают большое влияние на процесс ионного обмена.

4. Метод восстановления обжарки

Метод восстановления обжарки делится на два этапа. Сначала СДГ прокаливали при высокой температуре при 500–800 °C, а межслойные молекулы CO32-, NO3- или других органических анионов могли быть удалены после процесса прокаливания. Ламеллярная структура разрушилась с получением слоистых двойных оксидов (LDO). Затем, в соответствии с эффектом памяти LDO, он поглощает анионы, превращаясь в LDH в водном растворе. Преимущество метода извлечения прокаливанием состоит в том, что желаемый анионный гидротальцит может быть получен целенаправленно, он может исключить конкуренцию с органическими анионами, повысить кислотостойкость и применяться в более широком диапазоне рН. Следует также учитывать, что слишком высокая температура прокаливания может разрушить слоистую структуру гидроталькита. Кроме того, следует обратить внимание на концентрацию анионных сред во время восстановления.