本發(fā)明涉及一種溴酸根插層的鋅鋁水滑石的制備方法。
背景技術(shù)：
類水滑石(hydrotalcite，簡稱ldhs)是一種由層間陰離子和帶正電荷層板有序組裝而成的陰離子型層狀結(jié)構(gòu)材料。其化學(xué)組成為[m2+1-xm3+x(oh)2]x+(ax/nn-)·mh2o，其中m為金屬元素，可以是三價(jià)也可以是二價(jià)的金屬離子；an-為層間陰離子，水滑石特殊的層狀結(jié)構(gòu)不僅層間陰離子之間可以反應(yīng)，在水溶液中層間離子也可以與外界分子離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，此外還可與交換進(jìn)入層間的離子發(fā)生反應(yīng)。其具有層間陰離子交換性、高表面活性、酸堿性、生物相容性等特點(diǎn)，使得它在治理污水、催化、藥物載體等方面都有重要的應(yīng)用。
目前的水滑石種類有很多，層間陰離子有氫氧根(oh-)、硝酸根(no3-)、碘酸根(io3-)、碳酸根(co32-)、水楊酸根(c6h5coo-)等，但關(guān)于水熱法制備溴酸根(bro3-)插層水滑石的目前還未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種晶型較好的溴酸根插層的鋅鋁水滑石的制備方法。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種溴酸根插層的鋅鋁水滑石的制備方法，其特征在于，所述的方法按如下步驟進(jìn)行：
(1)向硝酸根插層的鋅鋁水滑石中加入0.02～0.1mol/l的溴酸鹽溶液，在110～130℃下反應(yīng)4～8h，反應(yīng)結(jié)束后待反應(yīng)混合物冷卻，過濾，洗滌，得到一次濾餅；所述的溴酸鹽溶液的加入量以硝酸根插層的鋅鋁水滑石的質(zhì)量計(jì)為2.3～23ml/g；
(2)向步驟(1)所得一次濾餅中加入0.02～0.1mol/l溴酸鹽溶液，在110～130℃下反應(yīng)4～8h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物冷卻，過濾，洗滌，得到二次濾餅；所述的溴酸鹽溶液的加入量以一次濾餅的質(zhì)量計(jì)為2.3～23ml/g；
(3)向所得二次濾餅中加入0.02～0.1mol/l溴酸鹽溶液，按步驟(2)的方法對前一次所得濾餅重復(fù)操作8～12次，得到最終濾餅，將所述最終濾餅在65℃下干燥即得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。
進(jìn)一步，步驟(1)、(2)或(3)中，所述的溴酸鹽為溴酸鈉或溴酸鉀。
再進(jìn)一步，所述的溴酸鹽同時(shí)為溴酸鈉或同時(shí)為溴酸鉀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明提出的溴酸根插層的鋅鋁水滑石的合成方法，以晶型完好的硝酸根插層的鋅鋁水滑石為前驅(qū)體，水熱法輔助提高交換效率，克服傳統(tǒng)水滑石制備方法中共沉淀法制備溴酸根插層的水滑石晶型不好及交換法效率不高的缺點(diǎn)。
附圖說明
圖1是溴酸根插層鋅鋁水滑石的xrd圖，a曲線為溴酸根插層的鋅鋁水滑石的xrd曲線，b曲線為硝酸根插層的鋅鋁水滑石的xrd曲線。
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
本發(fā)明所有的實(shí)施例忽略質(zhì)量損失，收率計(jì)為100％。
實(shí)施例1：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將23ml0.02mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.02mol/l的溴酸鉀溶液23ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。
從圖1中a曲線明顯可以看到，通過水熱法交換后的幾乎完全變成溴酸根插層的水滑石，溴酸根的特征峰(0,0,3)、(0,0,6)、(0,0,9)峰明顯，而原料硝酸根的特征峰已經(jīng)消失，證明目標(biāo)產(chǎn)物已制得。
實(shí)施例2：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將23ml0.04mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在120℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加23ml0.04mol/l溴酸鉀溶液，繼續(xù)放入120℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例3：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入20ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將18.4ml0.06mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在110℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.06mol/l溴酸鉀溶液18.4ml，繼續(xù)放入110℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例4：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入20ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將18.4ml0.08mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在110℃的溫度下反應(yīng)，6h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.08mol/l溴酸鉀溶液18.4ml，繼續(xù)放入110℃烘箱中6h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例5：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入20ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將16.1ml0.1mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在110℃的溫度下反應(yīng)，6h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.1mol/l溴酸鉀溶液16.1ml，繼續(xù)放入110℃烘箱中6h，如此重復(fù)10次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例6：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將23ml0.1mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在110℃的溫度下反應(yīng)，4h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.1mol/l溴酸鉀溶液23ml，繼續(xù)放入110℃烘箱中4h，如此重復(fù)8次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例7：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將46ml0.04mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在120℃的溫度下反應(yīng)，7h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.04mol/l溴酸鉀溶液46ml，繼續(xù)放入120℃烘箱中7h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例8：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將36.8ml0.04mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.04mol/l溴酸鉀溶液36.8ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例9：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將36.8ml0.08mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，6h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.08mol/l溴酸鉀溶液36.8ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中6h，如此重復(fù)8次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例10：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將27.6ml0.1mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在120℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.1mol/l溴酸鉀溶液27.6ml，繼續(xù)放入120℃烘箱中8h，如此重復(fù)10次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例11：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將18.4ml0.08mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.08mol/l溴酸鉀溶液18.4ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例12：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將23ml0.08mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.08mol/l溴酸鉀溶液23ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例13：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將32.2ml0.06mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，7h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.06mol/l溴酸鉀溶液32.2ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中7h，如此重復(fù)10次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例14：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將41.4ml0.06mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在120℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.06mol/l溴酸鉀溶液41.4ml，繼續(xù)放入120℃烘箱中8h，如此重復(fù)10次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例15：
將2g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入50ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將46ml0.1mol/l溴酸鉀溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(2g)。將2g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.1mol/l溴酸鉀溶液46ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。
實(shí)施例16：
將1g硝酸根插層的鋅鋁水滑石放入25ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，并將23ml0.02mol/l溴酸鈉溶液加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放在烘箱中，在130℃的溫度下反應(yīng)，8h后將反應(yīng)釜取出，冷卻，過濾，洗滌，得到的濾餅(1g)。將1g濾餅放入反應(yīng)釜中，并加0.02mol/l的溴酸鈉溶液23ml，繼續(xù)放入130℃烘箱中8h，如此重復(fù)12次，過濾，洗滌，在65℃下干燥，得到溴酸根插層的鋅鋁水滑石粉末。表征同實(shí)施例1。