CN101817510A - 一种水滑石的制备方法 - Google Patents

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潘国祥
曹枫
唐培松
陈海锋
徐敏虹
伍涛
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Abstract

本发明涉及一种水滑石的制备方法，具体步骤为：(1)缓冲溶液的准备：用氨水与氯化铵或者氨水与碳酸氢铵配制成pH值为9～10的缓冲溶液；(2)金属盐溶液的滴加：将金属盐溶液滴入处于搅拌的缓冲溶液中，滴定完毕继续搅拌1～1.5h；(3)晶化、洗涤：将搅拌后的混合溶液在55～95℃的温度下晶化6～24h，经抽滤、洗涤得到滤液和滤饼；(4)干燥、研磨：将滤饼在55～95℃的温度下干燥6～24h后研磨成粉末。使用缓冲溶液作为沉淀剂，为水滑石的形成提供了一个pH值为9～10的稳定溶液环境，保证了水滑石产品的晶相结构完整和晶粒尺寸均匀，解决了工业上传统共沉淀法制备水滑石过程中pH值控制难、晶粒尺寸分布宽等问题。

Description

一种水滑石的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水滑石的制备方法。
背景技术
水滑石(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)，是一种层状阴离子粘土，化学通式为[M2+ 1-xM3+ x(OH)2](An-)x/n·mH2O，其中M2+和M3+分别代表二价和三价金属离子，如Mg2+、Zn2+、Co2+、Ni2+和Al3+、Fe3+等金属阳离子；x是M3+/(M2++M3+)摩尔比，0.20～0.33；An-是插层阴离子，如CO3 2-、NO3 -、杂多阴离子、金属配离子等。
由于这类材料具有独特的层板阳离子可调配性和层间阴离子可交换性，其在催化、吸附、离子交换、合成材料、日用化工、超导和环境保护等方面具有很大的应用潜力，因此人们对水滑石的制备方法进行了广泛的研究，以期得到适合工业化生产并具有高产率、高品质的工艺技术。1998年2月4日申请号为96110833.9的发明创造公开了一种制备水滑石及其金属氧化物的方法：采用醇或醇混合物与至少一种或多种二价金属和至少一种或多种三价金属反应并对获得的醇盐混合物通过水解得到水滑石，通过煅烧得到相应的金属氧化物。2008年8月13日申请号为200810101344.6的发明创造公开了一种用做混凝土外加剂的钙铝水滑石制备方法：将一定比例的钙盐和铝盐，氢氧化钠颗粒分别溶于有机-水混合溶剂中，采用全返混爆发式成核反应器合成出钙铝水滑石凝胶，然后将产品装入一定的晶化容器中晶化，制得钙铝水滑石。这种方法的关键是控制全返混爆发式成核反应器的参数，由于全返混爆发式成核反应器只是起到了搅拌混合的作用，得到的晶粒尺寸分布较宽。
最易实现工业化的制备水滑石(LDHs)的方法是共沉淀法。其主要原料是可溶性的二价和三价金属离子盐、碱和碳酸盐。其中，金属离子盐主要采用硫酸盐、硝酸盐、氯化物等；碱主要采用氢氧化钠、氨水等；碳酸盐采用碳酸钠，有时也可用尿素代替。在制备前根据Ksp[M(OH)2]、Ksp[M(OH)3]和计划合成的水滑石类化合物的化学计量比进行优化计算，然后配制出相应配比的一定浓度的M2+、M3+盐溶液和碱液。反应体系中碱液过量，有利于得到更好的氢氧化物沉淀。其制备方法根据制备工艺不同可以分为恒定pH值法和变化pH值法。在制备过程中，可以将M2+与M3+的混合溶液逐渐加入到不断搅拌的具有一定pH值的碱液中，这就是所谓的单滴法，也称变化pH值法；也可以将M2+与M3+的混合液和碱液同时滴于水溶液中，使用pH计监控溶液的pH值，滴定过程中通过控制碱液和盐溶液的滴速来实现控制溶液pH值的目的，这是所谓的双滴法，也称恒定pH值法。得到的固液混合物晶化一定时间，用去离子水洗涤、干燥即得产品。一般说来，温度越高，加热时间越长，LDHs材料晶粒就越大。
其中变化pH值法，由于滴加过程中体系pH值持续变化，体系始终处于过饱和状态，所以得到的LDHs材料晶粒尺寸分布较宽，并常伴有氢氧化物和难溶盐等杂相生成，导致LDHs材料的纯度降低。而恒定pH值法，由于在溶液滴加过程中体系pH值保持恒定，容易得到晶相单一、晶粒尺寸分布窄的LDHs材料。但是该方法在制备中需要实时控制溶液的pH值，给材料制备带来了相当大的麻烦。有些企业由于在生产过程中未能严格控制好溶液的pH值，得到的产品经常是氢氧化物和不溶性盐的混合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种水滑石的制备方法，用该方法制得的水滑石晶相结构完整、晶粒尺寸均匀。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。一种水滑石的制备方法，具体步骤为：(1)缓冲溶液的准备：用氨水与氯化铵配制成pH值为9～10的缓冲溶液；(2)金属盐溶液的滴加：将金属盐溶液滴入处于搅拌的缓冲溶液中，滴定完毕继续搅拌1～1.5h；(3)晶化、洗涤：将搅拌后的混合溶液在55～95℃的温度下晶化6～24h，经抽滤、洗涤得到滤液和滤饼；(4)干燥、研磨：将滤饼在55～95℃的温度下干燥6～24h后研磨成粉末。
作为改进，所述的金属盐为氯化物，金属盐的金属离子包括二价金属离子和三价金属离子，二价金属离子为Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Ca2+等的一种或几种，三价金属离子为Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+等的一种或几种。
作为改进，所述步骤(3)中的混合溶液在55～65℃的温度下晶化12～24h。
作为改进，在所述步骤(3)中的滤液中添加氨水，调整pH值至9～10，得到步骤(1)中所述的缓冲溶液。
水滑石制备反应中，水滑石的合成成功与否，关键在于pH的控制，反应溶液的pH值是影响产物纯度和组成的关键因素。工业上由于pH控制较难，经常导致产品不是层状结构。制备时，pH值可以根据M2+、M3+的浓度和M(OH)2、M(OH)3的Ksp来确定，碱适当过量，有利于更好的共沉淀。但是用碱量太高容易得到不纯产物，结晶度较差。当用碱量较低时，滴定终点pH值差别较大。制备水滑石时，溶液pH值控制在9～10时，产品结晶度较好，晶相单一。
缓冲溶液是一种能在加入少量酸、碱或水时大大减低pH变动的溶液。虽然缓冲溶液能保持体系pH值的稳定是众所周知的常识，但是水滑石的生产企业均未采用缓冲溶液来解决pH值的控制问题，也未见任何文献报道将缓冲溶液引入水滑石的生产中。本发明所引入的缓冲溶液作用有四：(1)作为沉淀剂，提供形成水滑石氢氧化物层板所需的OH-离子；(2)提供水滑石形成层柱结构所需的层间阴离子，促进水滑石层柱结构的形成，使水滑石晶相结构完整；(3)提供一个pH值为9～10的稳定溶液环境，保证了水滑石产品的晶粒尺寸均匀性，解决了工业上传统共沉淀法制备水滑石过程中pH值控制难、晶粒尺寸分布宽等问题；(4)与传统的方法相比，简化了工艺，提高了生产效率。
在工业生产中，金属盐溶液滴入后，搅拌时间一般不足1h，通常为0.5h左右，申请人经过大量实验发现：用氨水-氯化铵缓冲溶液或氨水-碳酸氢铵替代氢氧化钠或氨水后，搅拌时间如果不足1h，得到的水滑石产品晶粒尺寸分布仍然较宽，与原先工艺相差不大，而滴定完毕后继续搅拌1～1.5h，则能使反应稳定而彻底地进行。超过1.5h则效果基本不变。
混合溶液的晶化温度和晶化时间也是必须控制的参数，55～95℃的晶化温度和6～24h的晶化时间使晶化过程趋于平衡。申请人发现：55～65℃的晶化温度和12～24h的晶化时间使晶体结构更完整、更均匀。可能温和的温度和较长的时间有利于水滑石的晶化。
以氯离子柱撑镁铝水滑石(Mg3Al(OH)8Cl·mH2O)的制备为例，其反应方程式如下：
3MgCl2+AlCl3+8NH3·H2O→Mg3Al(OH)8Cl·mH2O+8NH4Cl+(8-m)H2O
从反应式中可知，反应仅消耗沉淀剂中的氨水，而产生多余的氯化铵。因此缓冲溶液法制备水滑石过程中，晶化后过滤得到的滤液中含有未反应完的氨水和新生成的氯化铵，通过补加氨水的方式，将溶液pH值调至9～10，作为新的缓冲溶液使用，实现了副产物的回收利用。
本发明还提供了另一种水滑石的制备方法，步骤如下：
(1)缓冲溶液的准备：用氨水与碳酸氢铵配制成pH值为9～10的缓冲溶液；(2)金属盐溶液的滴加：将金属盐溶液滴入处于搅拌的缓冲溶液中，滴定完毕继续搅拌1～1.5h；(3)晶化、洗涤：将搅拌后的混合溶液在55～95℃的温度下晶化6～24h，经抽滤、洗涤得到滤液和滤饼；(4)干燥、研磨：将滤饼在55～95℃的温度下干燥6～24h后研磨成粉末。
作为改进，所述的金属盐为氯化物或者硝酸盐，金属盐的金属离子包括二价金属离子和三价金属离子，二价金属离子为Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Ca2+等的一种或几种，三价金属离子为Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+等的一种或几种。
作为改进，所述步骤(3)中的混合溶液在55～65℃的温度下晶化12～24h。
本发明的另一有益效果是：反应原料氨水、氯化铵、碳酸氢铵价格便宜、易得，生产过程无污染，因此该方法具有非常好的应用前景。
附图说明
图1：实施例1所得水滑石的XRD图谱；
图2：实施例1所得水滑石的SEM图谱。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，65℃烘箱晶化20h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃的温度下干燥24h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑镁铝水滑石(Mg0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)，记为Mg3A1-Cl-LDHs。
将合成的Mg3Al-Cl-LDHs样品，进行粉末X射线衍射(PXRD)分析，使用ARL SCINTAG X射线衍射仪，Cu Kα(0.1545nm)，管压45kV，管流40mA，扫描速度为2°·min-1，2θ范围为1.5～80°。合成样品Mg3Al-Cl-LDHs的XRD图谱如图1所示。从图1可得，样品在2θ＝11.09°，22.30°，34.39°，60.46°出现相对衍射强度较大的(003)、(006)、(009)、(110)晶面衍射峰，与层状水滑石的特征峰相符。并且，其基线低且平稳，衍射峰峰形窄且尖锐。表明制备的样品晶相单一，晶面生长的有序程度较高，结晶度较好。
将合成的Mg3Al-Cl-LDHs样品表面形貌采用JEOL JEM-6320F型扫描电子显微镜(SEM)分析。样品的SEM图谱如图2所示。从图2可得，合成的样品具有六边形片状形貌，片状大小分布均匀、规整，平均粒径约为108nm。
实施例2
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝9的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.4mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.5h，65℃烘箱晶化24h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，65℃的温度下干燥18h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑镁铝水滑石(Mg0.67Al0.33(OH)2Cl0.33·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为90nm。
实施例3
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.8mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.25h，95℃烘箱晶化6h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于55℃的温度下干燥20h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑镁铝水滑石(Mg0.8Al0.2(OH)2Cl0.2·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为85nm。
实施例4
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol CuCl2·2H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，70℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于95℃的温度下干燥6h后研磨成蓝色粉末，得氯离子柱撑铜铝水滑石(Cu0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为127nm。
实施例5
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol ZnCl2，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，55℃烘箱晶化20h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，85℃温度下干燥7h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑锌铝水滑石(Zn0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为65nm。
实施例6
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol CoCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.5h，65℃烘箱晶化16h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于80℃的温度下干燥10h后研磨成粉红色粉末，得氯离子柱撑钴铝水滑石(Co0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为118nm。
实施例7
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol FeCl2·4H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，85℃烘箱晶化14h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃温度下干燥18h后研磨成浅绿色粉末，得氯离子柱撑铁铝水滑石(Fe0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为82nm。
实施例8
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol NiCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，65℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于95℃温度下干燥8h后研磨成绿色粉末，得氯离子柱撑镍铝水滑石(Ni0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为116nm。
实施例9
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝9.5的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O和0.6mol CaCl2·2H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，65℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃温度下干燥18h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑钙铝水滑石(Ca0.75Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为112nm。
实施例10
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝9的缓冲溶液。取0.2mol FeCl3·6H2O和0.6mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，55℃烘箱晶化20h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至9，作为新的缓冲溶液。滤饼于65℃温度下干燥18h后研磨成褐色粉末，得氯离子柱撑镁铁水滑石(Mg0.75Fe0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为78nm。
实施例11
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol CrCl3·6H2O和0.6mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，60℃烘箱晶化20h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，85℃温度下干燥15h后研磨成灰色粉末，得氯离子柱撑镁铬水滑石(Mg0.75Cr0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为108nm。
实施例12
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol GaCl3·6H2O和0.6mol MgCl2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.2h，65℃烘箱晶化15h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃温度下干燥20h后研磨成白色粉末，得氯离子柱撑镁镓水滑石(Mg0.75Ga0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为70nm。
实施例13
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝9的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O，0.4mol MgCl2·6H2O和0.2mol CuCl2·2H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，70℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于55℃的温度下干燥22h后研磨成蓝色粉末，得氯离子柱撑铜镁铝水滑石(Mg0.5Cu0.25Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为95nm。
实施例14
用氨水与氯化铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H2O，0.2mol MgCl2·6H2O，0.2mol CoCl2·6H2O和0.2mol CuCl2·2H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，70℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤液中加入氨水，将其pH调至10，作为新的缓冲溶液。滤饼于55℃温度下干燥22h后研磨成灰色粉末，得氯离子柱撑铜钴镁铝水滑石(Mg0.25Co0.25Cu0.25Al0.25(OH)2Cl0.25·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为89nm。
实施例15
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H20和0.6mol MgCl2·6H20，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，95℃烘箱晶化6h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃温度下干燥24h后研磨成白色粉末，得碳酸根柱撑镁铝水滑石(Mg0.75Al0.25(OH)2(C03)0.125·mH20)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为78nm。
实施例16
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol FeCl3·6H20和0.6mol MgCl2·6H20，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.25h，55℃烘箱晶化24h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤饼于65℃温度下干燥18h后研磨成褐色粉末，得碳酸根柱撑镁铁水滑石(Mg0.75Fe0.25(0H)2(C03)0.125·mH20)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为85nm。
实施例17
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝10的缓冲溶液。取0.2mol AlCl3·6H20和0.6mol CoCl2·6H20，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.5h，75℃烘箱晶化16h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，滤饼于80℃温度下干燥10h后研磨成粉红色粉末，得碳酸根柱撑钴铝水滑石(Co0.75Al0.25(OH)2(C03)0.125·mH20)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为86nm。
实施例18
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝9的缓冲溶液。取0.2mol Al(NO3)3·9H2O和0.6mol Mg(NO3)2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.5h，65℃烘箱晶化12h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，55℃温度下干燥18h，研磨成白色粉末，得碳酸根柱撑镁铝水滑石(Mg0.75Al0.25(OH)2(CO3)0.125·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为83nm。
实施例19
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝9的缓冲溶液。取0.2mol Al(NO3)3·9H2O和0.6mol Ca(NO3)2·4H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1.25h，65℃烘箱晶化22h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，75℃温度下干燥20h后研磨成白色粉末，得碳酸根柱撑钙铝水滑石(Ca0.75Al0.25(OH)2(CO3)0.125·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为94nm。
实施例20
用氨水与碳酸氢铵配制成500ml pH＝9.5的缓冲溶液。取0.2molCr(NO3)3·9H2O和0.6mol Mg(NO3)2·6H2O，加200ml水配成混合盐溶液，在室温下将该混合盐溶液缓慢地滴入处于搅拌状态的缓冲溶液中，滴定完毕后继续搅1h，60℃烘箱晶化20h，过滤，滤饼洗涤至滤液呈中性，95℃温度下干燥6h后研磨成灰色粉末，得碳酸根柱撑镁铬水滑石(Mg0.75Cr0.25(OH)2(CO3)0.125·mH2O)。XRD和SEM表征表明，合成样品晶相单一，形貌呈六边形片状，晶粒尺寸分布均匀，平均粒径约为106nm。

Claims (7)

1.一种水滑石的制备方法，其特征在于：具体步骤为，(1)缓冲溶液的准备：用氨水与氯化铵配制成pH值为9～10的缓冲溶液；(2)金属盐溶液的滴加：将金属盐溶液滴入处于搅拌的缓冲溶液中，滴定完毕继续搅拌1～1.5h；(3)晶化、洗涤：将搅拌后的混合溶液在55～95℃的温度下晶化6～24h，经抽滤、洗涤得到滤液和滤饼；(4)干燥、研磨：将滤饼在55～95℃的温度下干燥6～24h后研磨成粉末。
2.如权利要求1所述的一种水滑石的制备方法，其特征在于：所述的金属盐为氯化物，金属盐的金属离子包括二价金属离子和三价金属离子，二价金属离子为Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Ca2+等的一种或几种，三价金属离子为Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+等的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述的一种水滑石的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的混合溶液在55～65℃的温度下晶化12～24h。
4.如权利要求1所述的一种水滑石的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中的滤液中添加氨水，调整pH值至9～10，得到步骤(1)中所述的缓冲溶液。
5.一种水滑石的制备方法，其特征在于：具体步骤为，(1)缓冲溶液的准备：用氨水与碳酸氢铵配制成pH值为9～10的缓冲溶液；(2)金属盐溶液的滴加：将金属盐溶液滴入处于搅拌的缓冲溶液中，滴定完毕继续搅拌1～1.5h；(3)晶化、洗涤：将搅拌后的混合溶液在55～95℃的温度下晶化6～24h，经抽滤、洗涤得到滤液和滤饼；(4)干燥、研磨：将滤饼在55～95℃的温度下干燥6～24h后研磨成粉末。
6.如权利要求5所述的一种水滑石的制备方法，其特征在于：所述的金属盐为氯化物或者硝酸盐，金属盐的金属离子包括二价金属离子和三价金属离子，二价金属离子为Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Ca2+等的一种或几种，三价金属离子为Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+等的一种或几种。
7.如权利要求5或6所述的一种水滑石的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的混合溶液在55～65℃的温度下晶化12～24h。
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