專利名稱：含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬氧化物/碳納米管復(fù)合材料及其制備技術(shù)。具體涉及含鋅多元金
屬氧化物/碳納米管復(fù)合物吸附材料及其制備方法。該吸附材料主要用于有機(jī)染料的吸 附。
背景技術(shù)：
染料污染物是全球性的重要污染物之，其分布廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、毒性強(qiáng)、降解難，所以 染料廢水一直是工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)。而且隨著印染行業(yè)的發(fā)展，染料污水排放量呈逐年 增加的趨勢，給水資源環(huán)境帶來不利影響。因此染料廢水的脫色處理已成為當(dāng)今關(guān)注的熱 點(diǎn)。目前處理染料廢水的方法有化學(xué)沉淀法、光催化氧化法、雙氧水法、生物法、吸附法。其 中吸附法是一種高效實(shí)用的方法。它是利用具有微孔數(shù)量多、比表面積大的物質(zhì)的粉末或 顆粒與廢水結(jié)合，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附而除去的方法。 碳納米管(CNTs)是一種新型的碳材料，它是由石墨片按照一定的螺旋結(jié)構(gòu)巻曲 而成的無縫納米級(jí)圓筒。自從1991年被發(fā)現(xiàn)以來，碳納米管備受人們的關(guān)注，其在催化材 料、儲(chǔ)氫材料、電池材料、場致發(fā)射材料等方面具有廣泛的應(yīng)用。除此之外，碳納米管由于其 高比表面、大的長徑比、高機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種優(yōu)良的催化和吸附載 體及電極材料C. Chen，et al. J Hazard Mater， 2009， 164，923。 一方面，碳納米管的載體 作用，不僅能夠提高活性組分的比表面積，而且很大程度上抑制活性組分的團(tuán)聚，提高其分 散性。另一方面，由于碳納米管與活性組分之間的相互作用，活性組分的活性和穩(wěn)定性能夠 得到提高。在Ti02/CNTs復(fù)合物中，Ti02與CNTs表現(xiàn)了很好的協(xié)同效應(yīng)，在可見光降解方 面復(fù)合物具有很好的催化性能S. Philippe, et al. J Mol Catal A-Chem， 2005， 235， 194。 Ramaprabhu等研究發(fā)現(xiàn)由于碳納米管與導(dǎo)電材料之間的相互作用，此導(dǎo)電復(fù)合物表現(xiàn)了很 高的充放電性能S. Ram即rabhu， et al. J. Phys. Chem. C 2007,111,7727。但是通常制備 的碳納米管不僅含有雜質(zhì)，而且具有很強(qiáng)的疏水性，這樣造成不容易被表面張力大的液體 浸潤。因此，通常利用強(qiáng)氧化性物質(zhì)采用表面修飾的方法使它的表面修飾上羥基、羧基等電 負(fù)性的官能團(tuán)。這些電負(fù)性官能團(tuán)不僅能夠增加碳納米管的親水性，而且能夠通過靜電作 用固定電正性的離子或者基團(tuán)于碳納米管表面，從而制備不同碳納米管基的復(fù)合材料。
層狀雙金屬氫氧化物又稱為陰離子粘土或者水滑石，是一種類陰離子型層狀無 機(jī)功能材料D. G. Evans ;R. C. T. Slade. Struct. Bond. 2006， 119， 1-87。其化學(xué)組成為 [M2 —xM3+x(0H)2]x+(An—)x/n 1^20，其中M2+為Ni2+、Mg2+、 Zn2+、 Co2+、 Cu2+等二價(jià)金屬陽離子；M3+ 為Al3+、 Fe3+、 Ga3+、 In3+、 Cr3+等三價(jià)金屬陽離子；An—為層間陰離子，如C032—、 N03—、 S042—、 Cl—、 C6H4(C00)22—等離子；X值在0. 2 0. 33之間。由于層狀雙金屬氫氧化物具有組成多樣、 結(jié)晶度好、比表面積大、特殊的層狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，因此在催化、吸附等方面具有很好的應(yīng)用X.Duan， et al. Chem. Commun， 2006， 485-496。另外，以層狀雙金屬氫氧化物為前體，高溫 焙燒所衍生出來的復(fù)合氧化物具有晶粒尺寸小、組成可調(diào)、含有堿性位等特點(diǎn)，在催化、吸附、磁性材料等方面也有廣泛的應(yīng)用。但是焙燒會(huì)造成層板坍塌，顆粒團(tuán)聚，這樣導(dǎo)致焙燒 產(chǎn)物的比表面積小、分散性差、活性部位減少，從而影響其性能。 為了克服這一弊端，本發(fā)明將含鋅層狀雙金屬氫氧化物前體均勻組裝在碳納米管 表面，能夠提高層狀雙金屬氫氧化物的分散性，降低焙燒過程中團(tuán)聚的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)層狀雙金 屬氫氧化物晶粒粒徑的可調(diào)控行，從而得到含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合吸附材 料，使其具有金屬氧化物粒徑尺寸小、復(fù)合材料比表面積大、吸附活性中心充分暴露、吸附 性能高的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物及其制備方法和將 該材料用于有機(jī)染料的吸附。 本發(fā)明是將酸處理后表面呈電負(fù)性的碳納米管加入到含有Zn2+、 Mg2+、 Al3+的混合 鹽溶液中，由于靜電作用，構(gòu)成層狀雙金屬氫氧化物層板元素的Zn2+、 Mg2+、 Al3+被固定在碳 納米管表面，超聲分散后，再采用共沉淀的方法得到組裝在碳納米管表面的層狀雙金屬氫 氧化物，從而實(shí)現(xiàn)兩者的穩(wěn)定結(jié)合，然后在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒一段時(shí)間得到含鋅多元金 屬氧化物/碳納米管復(fù)合材料。由于層狀雙金屬氫氧化物具有層板元素組成可調(diào)的特點(diǎn)， 因此可以通過改變投料的比例制備不同組成的層狀雙金屬氫氧化物，從而得到不同組成的 含鋅多元金屬氧化物。除此之外，通過焙燒溫度的調(diào)控也可以改變含鋅多元金屬氧化物的 組成和比表面積。通過以上方法制備的新型功能異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有金屬氧化物粒徑小和分 散性好的特點(diǎn)。 含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物的制備方法如下 A.將可溶性鋅鹽、鎂鹽、鋁鹽溶入去離子水中配制混合鹽溶液，其中Zn2+的摩爾 濃度為0. 20 0. 90mol/L， Mg2+的摩爾濃度為0 0. 10mol/L， Al3+的摩爾濃度為0. 04 0. 20mol/L， M2+與M3+的摩爾比為1 5，所述M2+是Zn2+或Zn2++Mg2+ ;混合鹽溶液中酸根離 子為N03—、 CI—或S042—中的1 2種； 將氫氧化鈉和碳酸鈉溶于去離子水中配制混合堿溶液，其中氫氧化鈉摩爾濃度為 0. 32 1. 2mol/L，碳酸鈉摩爾濃度為0. 10 0. 60mol/L ; B.將酸修飾過的碳納米管與步驟A中配制的混合鹽溶液混合，其中碳納米管質(zhì)量 與混合鹽溶液體積比例為0. 50 1. 50 : 100，超聲分散20-30min，用步驟A的混合堿溶液 調(diào)節(jié)pH = 9-ll，再超聲分散20-30min，升溫至40-80°C ，使其晶化3_12小時(shí)，抽濾，用去離 子水洗滌至中性，將濾餅在60 8(TC烘箱中干燥6-24小時(shí)即可得到層狀雙金屬氫氧化物 /碳納米管復(fù)合物前體； 所述的酸修飾碳納米管的方法為將直徑為40 60nm，長度為5 15 y m碳納米 管用65%的濃硝酸進(jìn)行酸化處理，使其表面呈電負(fù)性。 C.將步驟B制備得到的復(fù)合前體置于管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下，以5 l(TC / min的速率升溫至300 700°C ，保溫3_5h，然后自然冷卻至室溫，得到含鋅多元金屬氧化物 /碳納米管復(fù)合物。 所制備的含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，從XRD譜圖可以看出含鋅多元 金屬氧化物是氧化物M2+0， A1203和尖晶石M2+A1204的混合物，其中M2+是Zn2+或是Zn2++Mg2+。從透射電鏡譜圖(TEM)可以看出復(fù)合氧化物粒子直徑為4 12nm。其中氧化物與碳納米管
的質(zhì)量比為0. 50 5. 00 : 1。該復(fù)合材料的比表面積為60 135m2g—、 含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物對(duì)有機(jī)染料分子具有較高的吸附能力，主
要用作有機(jī)染料分子的吸附劑，特別是用作甲基橙、甲基藍(lán)、橙黃或酸性橙染料分子的吸附
劑；其飽和吸附量為220-350mg/g。該復(fù)合物應(yīng)用于吸附有機(jī)染料分子具有吸附性能好、用
量少、成本低、不造成二次污染的優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明具有如下有益效果(1)將層狀雙金屬氫氧化物組裝在修飾的碳納米管表 面，不僅可以提高層狀雙金屬氫氧化物的分散性，而且也可以在一定程度上抑制焙燒過程 中的團(tuán)聚，從而提高含鋅多元金屬氧化物的分散性；(2)含鋅多元金屬氧化物分散性的提 高可以增大其比表面積，增加吸附活性中心的數(shù)量，有利于其吸附性能；(3)該種方法能夠 抑制層狀雙金屬氫氧化物晶體粒徑生長，這樣有利于制備較小粒徑的納米多元金屬氧化 物；(4)發(fā)明的制備方法簡單、無環(huán)境污染，適合工業(yè)化過程。
為實(shí)施例2制備的多元金屬氧化物 為實(shí)施例4制備的多元金屬氧化物 為實(shí)施例2制備的多元金屬氧化物 為實(shí)施例4制備的多元金屬氧化物
碳納米管復(fù)合物的XRD譜圖 碳納米管復(fù)合物的XRD譜圖 碳納米管復(fù)合物的TEM譜圖 碳納米管復(fù)合物的TEM譜圖



圖1
圖2
圖3
圖具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 A.稱取1. 7848g的Zn(N03)2 6H20和0. 7503g的Al (N03)3 9H20溶于50ml去離 子水配制混合鹽溶液，其中各種金屬離子的摩爾濃度分別為[Zn2+] =0. 12mol/L， [Al3+] =0. 04mol/L。用去離子水配制NaOH和Na2C03混合堿性溶液，其中[NaOH] = 0. 32mol/L， [Na2C03] = 0. 08mol/L。 B.再稱取O. 50g酸修飾過的碳納米管與50ml步驟A中配制的混合鹽溶液混合，超 聲分散30min后將步驟A中配制的混合堿性溶液滴加到含有碳納米管的混合溶液中，并且 控制溶液的pH = 9，滴加結(jié)束后再超聲分散30min，將反應(yīng)容器移入到水浴鍋中控制晶化溫 度為4(TC，晶化時(shí)間為3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，用去離子水洗滌至中性，最后將濾餅在6(TC烘 箱中干燥6h即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物前體。 C.將得到的前體放入管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒3h，其焙燒溫度為 30(TC，升溫速率為5°C /min，然后自然冷卻至室溫，得到多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合 物。通過透射電鏡圖可以看出多元金屬氧化物分散在碳納米管表面，形成多元金屬氧化物 /碳納米管復(fù)合物。XRD結(jié)果說明產(chǎn)物組成為ZnO、 A1203和CNTs。從TEM可以看出復(fù)合氧 化物粒徑大小為4nm。其中ZnO與AlA的質(zhì)量比約為2.30 : 1，氧化物與碳納米管質(zhì)量比 約為0.S3 : l，復(fù)合物的比表面積為132m7g。 在100mL濃度分別為10、20、50、 100、200、300和400mg/L的甲基橙溶液中，分別投 加20mg上述多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，控制吸附溫度為3(TC，用恒溫水浴振蕩器 以180次/min速度振蕩24h，將懸浮液以5000rpm轉(zhuǎn)速離心分離，將上層澄清溶液倒入到試 管中，最終用紫外可見吸收分光光度計(jì)測吸附后溶液中甲基橙的濃度。結(jié)果為復(fù)合材料對(duì)
5甲基橙的飽和吸附量為234mg/g。
實(shí)施例2 A.稱取2. 9747g的Zn(N03)2 6H20和0. 9378g的Al (N03)3 9H20溶于50ml去離 子水配制混合鹽溶液，其中各種金屬離子的摩爾濃度分別為[Zn2+] = 0.20mol/L， [Al3+]= 0. 05mol/L。用去離子水配制NaOH和Na2C(V混合堿溶液，其中[NaOH] = 0. 40mol/L， [Na2C03] =0. 10mol/L ; B.再稱取0. 50g酸修飾過的碳納米管與50ml步驟A中配制的混合鹽溶液混合， 超聲分散30min后將步驟A中配制的混合堿性溶液滴加到含有碳納米管的混合溶液中，并 且控制溶液的pH = IO，滴加結(jié)束后再超聲分散30min，將反應(yīng)容器移入到水浴鍋中控制晶 化溫度為60°C，晶化時(shí)間為6h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，用去離子水洗滌至至中性，最后將濾餅在 6(TC烘箱中干燥12h即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物前體；
C.將得到的前體放入管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒3h，其焙燒溫度為 30(TC，升溫速率為5°C /min，然后自然冷卻至室溫，得到多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合 物。通過透射電鏡圖可以看出多元金屬氧化物分散在碳納米管表面，形成多元金屬氧化物 /碳納米管復(fù)合物。XRD結(jié)果說明產(chǎn)物組成為ZnO、 A1203和CNTs。從TEM可以看出復(fù)合氧 化物粒徑大小為6nm。其中ZnO與AlA的質(zhì)量比約為3. 10 : 1，氧化物與碳納米管質(zhì)量比 約為1.29 : 1，復(fù)合物的比表面積為85m7g。 在100mL濃度分別為10、20、50、 100、200、300和400mg/L的甲基橙溶液中，分別投 加20mg上述多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，控制吸附溫度為3(TC，用恒溫水浴振蕩器 以180次/min速度振蕩24h，將懸浮液以5000rpm轉(zhuǎn)速離心分離，將上層澄清溶液倒入到試 管中，最終用紫外可見吸收分光光度計(jì)測吸附后溶液中甲基橙的濃度。結(jié)果為復(fù)合材料對(duì) 甲基橙的飽和吸附量為220mg/g。
實(shí)施例3 A.稱取2. 8756g的ZnS042 6H20和3. 7513g的Al (N03) 3 9H20溶于50ml去離子 水配制混合鹽溶液，其中各種金屬離子的摩爾濃度分別為[Zn2+] =0.20mol/L， [Al3+]= 0. 20mol/L。用去離子水配制NaOH和Na2C(V混合堿溶液，其中[NaOH] =0. 40mol/L， [Na2C03] =0. 40mol/L ; B.再稱取0. 50g酸修飾過的碳納米管與50ml步驟A中配制的混合鹽溶液混合， 超聲分散30min后將步驟A中配制的混合堿性溶液滴加到含有碳納米管的混合溶液中，并 且控制溶液的pH = ll，滴加結(jié)束后再超聲分散20min，將反應(yīng)容器移入到水浴鍋中控制晶 化溫度為8(TC，晶化時(shí)間為12h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，用去離子水洗滌至中性，最后將濾餅在 8(TC烘箱中干燥12h即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物；
C.將得到的前體放入管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒5h，其焙燒溫度為 50(TC，升溫速率為5°C /min，然后自然冷卻至室溫，得到多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合 物。通過透射電鏡圖可以看出多元金屬氧化物分散在碳納米管表面，形成多元金屬氧化物 /碳納米管復(fù)合物。XRD結(jié)果說明產(chǎn)物組成為ZnO、 ZnAl204和CNTs。從TEM可以看出復(fù)合 氧化物粒徑大小為10nm。其中ZnO與ZnAl^的質(zhì)量比約為0.49 : l，氧化物與碳納米管 質(zhì)量比約為1.56 : 1，復(fù)合物的比表面積為79m7g。在100mL濃度分別為10、20、50、 100、200、300和400mg/L的橙黃溶液中，分別投加
620mg上述多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，控制吸附溫度為30°C ，用恒溫水浴振蕩器以 180次/min速度振蕩24h，將懸浮液以5000rpm轉(zhuǎn)速離心分離，將上層澄清溶液倒入到試管 中，最終用紫外可見吸收分光光度計(jì)測吸附后溶液中橙黃的濃度。結(jié)果為復(fù)合材料對(duì)橙黃 的飽和吸附量為259mg/g。
實(shí)施例4 A.稱取8. 9241g的Zn(N03)2 6H20和2. 2508g的Al (N03)3 9H20溶于50ml去離 子水配制混合鹽溶液，其中各種金屬離子的摩爾濃度分別為[Zn2+] = 0.60mol/L， [Al3+]= 0. 12mol/L。用去離子水配制Na0H和Na2C(V混合堿溶液，其中[Na0H] = 1. 16mol/L， [Na2C03] =0. 24mol/L ; B.再稱取O. 50g酸修飾過的碳納米管與50ml步驟A中配制的混合鹽溶液混合，超 聲分散30min后將步驟A中配制的混合堿性溶液滴加到含有碳納米管的混合溶液中，并且 控制溶液的pH = 10. 5，滴加結(jié)束后再超聲分散30min，將反應(yīng)容器移入到水浴鍋中控制晶 化溫度為60°C ，晶化時(shí)間為6h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，用去離子水洗滌至至中性，最后將濾餅在 6(TC烘箱中干燥24h即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物；
C.將得到的前體放入管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒4h，其焙燒溫度為 70(TC，升溫速率為5°C /min，氮?dú)饬魉贋?0ml/min，然后自然冷卻至室溫，得到多元金屬氧 化物/碳納米管復(fù)合物。通過透射電鏡圖可以看出多元金屬氧化物分散在碳納米管表面， 形成多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物。XRD結(jié)果說明產(chǎn)物組成為ZnO、 ZnAl204和CNTs。 從TEM可以看出復(fù)合氧化物粒徑大小為12nm。其中ZnO與ZnAl204的質(zhì)量比約為3. 95 : 1， 氧化物與碳納米管質(zhì)量比約為4.41 : 1，復(fù)合物的比表面積為60m7g。
在100mL濃度分別為10、20、50、 100、200、300和400mg/L的甲基藍(lán)溶液中，分別投 加20mg上述多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，控制吸附溫度為3(TC，用恒溫水浴振蕩器 以180次/min速度振蕩24h，將懸浮液以5000rpm轉(zhuǎn)速離心分離，將上層澄清溶液倒入到試 管中，最終用紫外可見吸收分光光度計(jì)測吸附后溶液中甲基藍(lán)的濃度。結(jié)果為復(fù)合材料對(duì) 甲基藍(lán)的飽和吸附量為320mg/g。
實(shí)施例5 A.稱取7. 4368g的Zn(N03)2 6H20、1. 2820g的Mg(N03)2 6H20和2. 2508g的 A1(N03)3 91120溶于50ml去離子水配制混合鹽溶液，其中各種金屬離子的摩爾濃度分別為 [Zn2+] = 0. 50mol/L， [Mg2+] = 0. 10mol/L， [Al3+] = 0. 12mol/L。用去離子水配制NaOH和 Na2C03混合堿溶液，其中[NaOH] = 1. 16mol/L， [Na2C03] = 0. 24mol/L ;
B.再稱取O. 50g酸修飾過的碳納米管與50ml步驟A中配制的混合鹽溶液混合，超 聲分散30min后將步驟A中配制的混合堿性溶液滴加到含有碳納米管的混合溶液中，并且 控制溶液的pH = 10. 5，滴加結(jié)束后再超聲分散30min，將反應(yīng)容器移入到水浴鍋中控制晶 化溫度為60°C ，晶化時(shí)間為6h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，用去離子水洗滌至至中性，最后將濾餅在 6(TC烘箱中干燥24h即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物；
C.將得到的前體放入管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下高溫焙燒4h，其焙燒溫度為 700°C ，升溫速率為5°C /min，然后自然冷卻至室溫，得到的多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合 物中氧化物的組成為ZnO、 MgO、 MgAl204和ZnAl204，其粒徑大小為llnm，比表面積為110m2/ g。得到多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物。通過透射電鏡圖可以看出多元金屬氧化物分散在碳納米管表面，形成多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物。XRD結(jié)果說明產(chǎn)物組成為ZnO、 Mg0、MgAl2(VZnAl204和CNTs。從TEM可以看出復(fù)合氧化物粒徑大小為llnm。氧化物與碳 納米管質(zhì)量比約為4.55 : l，復(fù)合物的比表面積為110m7g。 在100mL濃度分別為10、20、50、 100、200、300和400mg/L的甲基藍(lán)溶液中，分別投 加20mg上述多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，控制吸附溫度為3(TC，用恒溫水浴振蕩器 以180次/min速度振蕩24h，將懸浮液以5000rpm轉(zhuǎn)速離心分離，將上層澄清溶液倒入到試 管中，最終用紫外可見吸收分光光度計(jì)測吸附后溶液中甲基藍(lán)的濃度。結(jié)果為復(fù)合材料對(duì) 甲基藍(lán)的飽和吸附量為350mg/g。
權(quán)利要求
一種含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物的制備方法，具體步驟如下A.將可溶性鋅鹽、鎂鹽、鋁鹽溶入去離子水中配制混合鹽溶液，其中Zn2+的摩爾濃度為0.20～0.90mol/L，Mg2+的摩爾濃度為0～0.10mol/L，Al3+的摩爾濃度為0.04～0.20mol/L，M2+與M3+的摩爾比為1～5，所述M2+是Zn2+或Zn2++Mg2+；混合鹽溶液中酸根離子為NO3-、Cl-或SO42-中的1～2種；將氫氧化鈉和碳酸鈉溶于去離子水中配制混合堿溶液，其中氫氧化鈉摩爾濃度為0.32～1.2mol/L，碳酸鈉摩爾濃度為0.10～0.60mol/L；B.將酸修飾過的碳納米管與步驟A中配制的混合鹽溶液混合，其中碳納米管質(zhì)量與混合鹽溶液體積比例為0.50～1.50∶100，超聲分散20-30min，用步驟A的混合堿溶液調(diào)節(jié)pH＝9-11，再超聲分散20-30min，升溫至40-80℃，使其晶化3-12小時(shí)，抽濾，用去離子水洗滌至中性，將濾餅在60～80℃烘箱中干燥6-24小時(shí)即可得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管復(fù)合物前體；C.將步驟B制備得到的復(fù)合前體置于管式氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下，以5～10℃/min的速率升溫至300～700℃，保溫3-5h，然后自然冷卻至室溫，得到含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物。
2. —種由權(quán)利要求1所述的方法制備的含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物，該復(fù) 合物是氧化物M2+0， A1203和尖晶石M2+A1204的混合物，其中M2+是Zn2+或是Zn2++Mg2+ ;其中氧 化物與碳納米管的質(zhì)量比為0. 50 5. 00 : 1 ;該復(fù)合物的比表面積為60 135m2g—S粒子 直徑為4 12nm。
3. —種權(quán)利要求2所述的含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物的應(yīng)用，將該復(fù)合物 用作有機(jī)染料分子的吸附劑。
4. 一種權(quán)利要求2所述的含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物的應(yīng)用，將該復(fù)合物 用作甲基橙、甲基藍(lán)、橙黃或酸性橙染料分子的吸附劑，其飽和吸附量為220-350mg/g。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。該復(fù)合物的制備是根據(jù)層狀雙金屬氫氧化物具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性和層板組成可調(diào)變性的特點(diǎn)，在層板引入Mg2+、Zn2+、Al3+離子，通過與表面修飾的碳納米管原位復(fù)合得到層狀雙金屬氫氧化物/碳納米管雜化復(fù)合物，經(jīng)過高溫焙燒得到分散性好、比表面積大的含鋅多元金屬氧化物/碳納米管復(fù)合材料。該復(fù)合材料對(duì)有機(jī)染料分子表現(xiàn)出了良好的吸附性能，吸附量可達(dá)220～350mg/g。本發(fā)明的制備方法簡單、無環(huán)境污染，適合工業(yè)化過程。
文檔編號(hào)B01J20/04GK101711971SQ20091023627
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者李峰, 王輝, 項(xiàng)頊 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)