本發(fā)明屬于微乳體系制備納米材料領域，特別涉及到四元反相微乳體系的組成以及在反相微乳體系中層狀類水滑石納米材料的制備方法。

背景技術：

隨著納米科學技術取得快速發(fā)展，使得納米材料在性能和應用等方面的研究取得重大進展，被廣泛應用于物理、化學和生物的領域。同時，關于納米材料制備方法已經(jīng)引起人們的廣泛關注，形成了一個十分重要的研究領域。在目前采用的合成方法中，如水熱法，溶膠-凝膠法或化學液相沉淀法等不能簡單的實現(xiàn)對納米材料尺寸和形貌的可控制備，從而在一定程度上限制了納米材料的應用范圍。

反相微乳體系(w／o型微乳液)，具有較高的液膜強度，水核粒徑小且均勻,容水量大，被視為理想的納米材料“微反應器”。與其他化學方法相比，反相雙微乳方制備的納米材料具有尺寸形貌可控、大小均勻、不宜團聚等優(yōu)點，為納米材料的廣泛應用提供了一種新的合成途徑。

類水滑石（LDH）是一類陰離子型無機層狀結構納米材料，其化學式為[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x-A ^n-_x/n·mH₂O，其中M²⁺可以是Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺或Ca²⁺等二價金屬離子，M³⁺則是Al³⁺、Cr³⁺或Fe³⁺等三價金屬離子，x滿足0.2≤x≤0.4，A^n-代表層間陰離子如CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-或Br^-。由于這類納米材料層板帶有正電而且維持電荷平衡的層間陰離子可以被交換，因此通過表面吸附或離子交換的方式與不同功能基團結合，從而制備多種功能材料，被廣泛用作催化劑、吸附劑、藥物載體等。但是，目前的主要制備方法中，例如共沉淀法，水熱法或尿素法等，都不能夠?qū)崿F(xiàn)對納米材料的可控制備，制備得到的樣品適用范圍窄等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種穩(wěn)定的四元反相微乳體系,以及在該反相微乳體系中制備層狀類水滑石納米材料的新方法。其特點是合成條件溫和，制備過程簡單，產(chǎn)物尺寸形貌可控，是一種新型的納米材料合成方法。

一種穩(wěn)定的四元反相微乳體系的建立方法，其特征在于應用滴定方法并通過目測法確定滴定終點，根據(jù)微乳體系的最大容水量確定組成并繪制擬三元相圖。

所述的四元反相微乳體系，其特征在于，四元微乳體系分別為:水為水相,正己烷為油相，正丁醇、正戊醇或正己醇為助表面活性劑，十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為表面活性劑。穩(wěn)定微乳體系組成的確定是根據(jù)最大容水量確定助表面活性劑種類、鹽濃度、助表面活性劑與表面活性劑的質(zhì)量比、溫度、pH值。

所述的四元微乳體系，其特征在于正己醇為助表面活性劑。

所述的四元微乳體系，其特征在于，體系組成按質(zhì)量百分數(shù)，水相：15～60%，油相：30～80%，助表面活性劑：4～60%，表面活性劑：1～30%，且表面活性劑/助表面活性劑：1:1～1:6。水/表面活性劑的摩爾比：2～40。特別是表面活性劑與助表面活性劑的比例為3:7。

所述的四元微乳體系，其特征在于，體系穩(wěn)定溫度范圍25～90℃，pH值為5～12, 反應時間20～60分鐘。

所述的納米材料，其特征在于，無機層狀雙金屬氫氧化物（LDHs）組成為[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x-A ^n-_x/n·mH₂O，其中M²⁺可以是Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Co²⁺或Ni²⁺等二價金屬離子，M³⁺則是Al³⁺、Cr³⁺或Fe³⁺等三價金屬離子，x滿足0.2≤x≤0.4，A^n-為層間陰離子如SO₄^2-,CO₃^2-或NO₃^-。

所述的納米材料LDHs制備方法，其特征在于，所述的四元反相微乳體系為雙微乳合成方法。

所述的納米材料LDHs制備方法，其特征在于，氨水濃度為0.5～5M，金屬鹽溶液濃度為0～0.8M，其中金屬陽離子的摩爾比（M²⁺:M³⁺）等于2～4。反應溫度為25～90℃，pH 5～12, 晶化時間4～48小時。

所述的四元反相微乳體系制備方法，其特征在于，合成的產(chǎn)物粒子尺寸在30～100nm，形貌為六角形片狀，球狀或花狀多級結構。

所述的制備方法，其特征在于，所述的產(chǎn)物為層狀納米固體材料，其處理步驟為：分離，洗滌，干燥，即得層狀納米LDHs材料。

上述穩(wěn)定的反相雙微乳體系可控制備納米材料LDH的方法,其特征在于該方法的具體步驟為。

Ⅰ、將一定濃度（0.5M～5M）的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有一定量的正己烷、CTAB與正己醇的混合體系，得到穩(wěn)定的反相微乳體系A；采用同樣的方法，各組分組成及比例相同，唯一區(qū)別在于水相換為一定濃度鎂鋁混合鹽溶液，制得反相乳液體系B。

Ⅱ、在25～90℃，pH5～12的條件下將乳液A和B等體積混合，反應20～60分鐘，反應結束后在25～90℃的溫度下晶化4～48小時，實驗全程磁力攪拌。

Ⅲ、在2900 r^.min^-1條件下離心分離30～60 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1～2次），去離子水（2～3次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r^.min^-1離心洗滌 30～60 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品。

步驟Ⅰ中，鎂鋁鹽溶液被替換為鈣鋁、鈷鋁、鎳鋁、鋅鋁鹽溶液，進而合成不同種類LDH納米材料。

步驟Ⅱ中，改變?nèi)橐篈和B中的組分配比，例如水/表面活性劑的摩爾比,變化范圍 2～40，再等體積混合。

附圖說明

圖1為實施例1～6形成穩(wěn)定反相微乳體系的三元相圖。

圖2為實施例1的掃描電鏡圖。

圖3為實施例3的掃描電鏡圖。

具體實施方式

實施例1

將0.59g濃度為1M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.75g CTAB與1.76g正己醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=16），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A（圖1）；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，區(qū)別是水相換為0.3M的鎂鋁混合硫酸鹽溶液，其中金屬陽離子的摩爾比（M²⁺:M³⁺）等于2，即制得反相乳液體系B（圖1）。在30℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應30分鐘，反應結束后在60℃的溫度下老化24小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，從產(chǎn)物SEM圖（圖2）中能夠清晰看到樣品的球狀結構，尺寸在200nm左右。

實施例2

將0.59g濃度為3M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.75g CTAB與1.76g正丁醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=16），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，區(qū)別是水相換為0.3M的鎂鋁混合硫酸鹽溶液，其中金屬陽離子的摩爾比（M²⁺:M³⁺）等于2，即制得反相乳液體系B。在30℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應30分鐘，反應結束后在60℃的溫度下老化24小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，從產(chǎn)物SEM圖中能夠清晰看到樣品的花狀結構，尺寸在250nm左右。

實施例3

將1.23g濃度為1M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.79g CTAB與1.83g正己醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=32），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A（圖1）；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，區(qū)別是水相換為0.3M的鎂鋁混合硫酸鹽溶液，其中金屬陽離子的摩爾比（M²⁺:M³⁺）等于2，即制得反相乳液體系B（圖1）。在30℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應30分鐘，反應結束后在60℃的溫度下老化24小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，從產(chǎn)物SEM圖（圖3）中能夠清晰看到樣品的花狀結構，尺寸在200nm左右。

實施例4

將1.23g濃度為2M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.79g CTAB與1.83g正己醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=32），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A（圖1）；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，唯一區(qū)別在于水相換為0.3M的鋅鋁混合硫酸鹽溶液，即制得反相乳液體系B。在30℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應30分鐘，反應結束后在60℃的溫度下晶化8小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r^.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r^.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，產(chǎn)物SEM圖中能夠清晰看到Zn-Al-LDHs的花狀多級結構，尺寸在300nm左右。

實施例5

將0.89g濃度為4M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.76g CTAB與1.77g正己醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=22），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A（圖1）；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，唯一區(qū)別在于水相換為0.3M的鈷鋁混合硫酸鹽溶液，即制得反相乳液體系B。在40℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應60分鐘，反應結束后在60℃的溫度下老化24小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r^.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r^.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，產(chǎn)物SEM圖中能夠清晰看到Co-Al-LDHs的花狀多級結構, 尺寸在150nm左右。

實施例6

將0.89g濃度為3M的氨水溶液逐滴緩慢滴入含有10g正己烷、0.76g CTAB與1.77g正己醇的混合體系（水/表面活性劑摩爾比=22），得到穩(wěn)定的反相微乳體系A（圖1）；采用同樣的方法，各組分組成及比例與A相同，唯一區(qū)別在于水相換為0.5M的鎳鋁混合硫酸鹽溶液，即制得反相乳液體系B。在30℃，pH=10的條件下將乳液A和B等體積混合，反應30分鐘，反應結束后在60℃的溫度下老化24小時，實驗全程磁力攪拌。最后，在2900 r^.min^-1條件下離心分離30 min得到最終產(chǎn)物，采用正己烷（1次），去離子水（2次），甲醇與三氯甲烷混合溶液（3次），2900 r^.min^-1離心洗滌 30 min ，60℃真空干燥24小時得到樣品，產(chǎn)物SEM圖中能夠清晰看到Ni-Al-LDHs的花狀多級結構, 尺寸在60nm左右。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實例而已，并非對本發(fā)明的技術方案作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)。