CN1792449A - 以铝为基体的类水滑石结构化催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以铝为基体的类水滑石结构化催化剂及其制备方法，该结构化催化剂是活性组份LDHs生长于铝片的阳极氧化表面，LDHs与阳极氧化铝的附着力大，经热处理和再水化处理均不易脱落。本发明通过将经过阳极氧化的铝基体置于含尿素和相应二价金属盐的溶液中，通过控制反应温度、时间来控制尿素分解速度从而达到控制阴离子释放的目的，并由阳极氧化铝层提供铝源，使LDHs在铝基体上成核和生长，获得以铝为基体的LDHs结构化催化剂。解决了以往只能采用LDHs粉体作为催化剂，催化剂容易流失并且难以与反应物和反应产物分离，使其难以实现工业应用的问题；解决了在基体上沉积LDHs时，LDHs在基体上的附着力小而导致后继活化处理易脱落的问题。同时还解决了LDHs催化剂与反应器一体化的问题。

Description

以铝为基体的类水滑石结构化催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种类水滑石结构化催化剂及其制备方法，具体涉及一种生长在铝基体上的类水滑石结构化催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，在催化剂及反应器的设计方面，提出了要重点考虑设计中的尺度效应，尤其是从宏观尺度出发来研制新颖的宏观结构化催化剂。结构化催化剂结合了催化剂设计和反应器设计，从而能更好地促进催化作用。目前，催化剂的活性组份、结构载体和反应器三者集成化的思想成为催化领域最重要且被普遍接受的新思维。结构化催化剂及其反应器在化工反应中具有有利于改善传质与传热、易于实现并逆流操作和催化剂床层压力降低等特点，有利于提高催化剂的活性和选择性。结构化催化剂及反应器在汽车尾气净化、H₂O₂和一些精细化工产品的制备中已得到广泛应用。由于结构化催化剂的特点和优点比较突出，已受到普遍关注，预计它在多相催化反应中的应用将会越来越广泛。

类水滑石也称为层状双羟基复合金属氧化物(LDHs)，是一种阴离子型粘土，其化学通式是[M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·yH₂O)。LDHs具有层状结构、层板元素的可调变性以及层间阴离子的可交换性。这种在化学和结构上表现出来的特殊性质不但使其具有离子交换性能，而且还具有孔径可调变的择形吸附催化性能，成为催化领域具有巨大应用潜力的新材料。近年来水滑石的研究，越来越受到人们的重视，已成为国内外催化学科研究的热点之一。尤其是将LDHs为前体焙烧后所得到的复合产物和经过焙烧/再水化处理后获得的再生LDHs，应用于有机分子反应具有活性高、选择性好、活性组分分散度高、再生重复性好等优点。LDHs材料作为催化剂，主要用于碱催化和氧化还原催化。LDHs及以其为焙烧前驱体所得到的焙烧产物中均存在碱中心，因而可用于碱催化。LDHs作为碱催化剂主要用于两大类反应：烯烃氧化物聚合与醇醛缩合反应。例如，应用于烯烃异构化、亲核卤代、烷基化、烯烃环氧化和Claisen-Schmidt反应等。以LDHs为焙烧前驱体制备的氧化还原催化剂比用其它方法制备的相似组分催化剂具有明显的优势：过渡金属含量高(66％～77％)，高稳定性，在多数情况下具有相对高的活性。通常，从LDHs出发制备的氧化还原催化剂主要用于下述反应：合成甲醇、高级醇合成、甲烷重整、过氧化氢苯酚羟化、苯酚加氢、水煤气转换和Fischer-Tropsch反应等。

LDHs在多相催化研究领域中展现出良好的应用前景，但同时也有局限性：经LDHs粉体煅烧或煅烧/再水化而成的均分散混合氧化物(LDO)和再生LDHs粉体的颗粒尺寸极其细小，尽管由此带来的大比表面积，有利于催化剂与反应物基质的充分接触，以实现高效的催化活性和选择性，但是，催化剂颗粒过于细小，采用传统的过滤或者离心的方法难以快速有效地实现完全回收；而成型后，颗粒尺寸增大，反应接触面积减小，催化活性必然下降，同时选择性也受到一定程度的影响。另外，现行工艺中采用釜式反应器，一般没有搅拌装置，这给多相催化的实施带来了困难。

结合结构化催化剂的构想，基于LDHs可用作多种反应的催化剂并具有优良的催化性能，如果能得到LDHs结构化催化剂，无疑会推动LDHs催化剂的工业应用。只有在相应的基体(也称为载体)上将LDHs固定化，才能获得LDHs结构化催化剂(也称为整体催化剂)。为了其它目的，在文献Adv.Mater.，2001，13(16)：1263中，E.Gandner等人将LDHs的胶体溶液沉积在玻璃上获得了烷氧基插层的镁铝LDHs膜；在Langmuir，2002，18(5)：1580中，J.X.He等人将从Langmir-Blodgett膜下侧获得的镁铝碳酸根LDHs沉积在云母片上获得了LDHs薄膜；在文献Chem.Commun.，2003：2740和Langmuir，1998，14(10)：2890中，J.H.Lee和K.Yao等人分别将水溶液中的LDHs晶体沉积在高定向的热裂解石墨和硅(100)晶片上。所有这些固定化的LDHs都是通过将已合成的LDHs胶体或粉体沉积在基体上获得的，都存在着与基体结合不紧密，进行后继活化处理时容易剥落，实用性不高等问题，显然不能用作结构化催化剂。要解决这一问题，首先必须考虑LDHs和基体之间的作用力。如果LDHs在基体上的固定化是通过化学力来获得的，这一问题就很容易解决了。

在申请号为200410090816.4的专利申请中，我们研究了LDHs在高分子材料表面的生长，解决了LDHs与基体结合力不紧密等问题。由于有机基体耐高温性能及耐有机溶剂等性能较差，而且LDHs要经过高温焙烧等相应活化处理，才能更好地体现其催化性能。高分子材料显然不符合作为LDHs结构化催化剂基体的要求。在申请号为20051011718.5的专利申请中，我们提供了以云母为基体的LDHs结构化催化剂及其制备方法。以云母为基体的结构化催化剂需要经过相应的处理才能和反应容器结合在一起。结构化催化剂的载体材料通常为各种陶瓷、金属和合金。与陶瓷载体相比，金属载体具有更优良的导热性、易加工性、机械强度高等优点而显示出更具潜力的应用前景。金属载体可以被直接加工成反应容器，如果能将LDHs固定在金属表面上，这样获得的LDHs结构化催化剂将与反应容器一体化，因而更容易工业化。

采用电化学技术，在酸性电解液中通过对铝材实施阳极氧化处理，可在其表面制备出铝阳极氧化膜，该氧化铝层可以为LDHs的制备提供铝源。作为一种常见的金属，可以很容易地将铝材制备成所需要的反应容器。经表面阳极氧化之后，在其表面引入二价金属离子，于一定反应条件下就可以在铝表面上获得LDHs膜层。这样，就可以获得催化剂和反应容器一体化的LDHs结构化催化反应器。毫无疑问，这种LDHs结构化催化反应器具有非常广泛的工业应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种以铝为基体的类水滑石结构化催化剂；本发明的另一个目的是提供一种以铝为基体的LDHs结构化催化剂的制备方法，即在经过表面阳极氧化的铝基体上制备LDHs结构化催化剂的方法，制备具有高附着力、不易脱落的LDHs结构化催化剂，以实现LDHs催化剂在工业上的广泛应用。

本发明提供的LDHs结构化催化剂是：以被阳极氧化的铝片为基体，活性组份LDHs生长于铝的阳极氧化表面，并由阳极氧化铝层提供铝源；其中活性组份LDHs的化学通式是：[M²⁺ _1-xAl³⁺ _x(OH)₂]^x+(CO₃ ^2-)_x/2·yH₂O)，

M²⁺代表二价金属离子Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺中的任何一种，较佳的为Mg²⁺或Ni²⁺；M²⁺/Al³⁺的摩尔比为1.6～4.5∶1，较佳的摩尔比为2-4∶1；x、y的取值范围分别是0.2≤x≤0.4，0≤y≤2。

该结构化催化剂中LDHs与阳极氧化铝层的表面结合紧密，经热处理和再水化处理均不易脱落。

所用的铝片为纯度大于80％。

本发明的具体制备步骤如下：

A：采用纯度大于80％的铝片为原料，按需要剪切成不同的大小和形状，然后用丙酮清洗除去表面油污，再用1％-10％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层，用去离子水清洗干净，放入电解槽作阳极，采用铅板或不锈钢板作阴极，电解液为0.1～5.0mol·L^-1的酸溶液，在氧化电压为0.1～20V/cm²铝片下电解0.1～5小时，使铝片表面形成氧化铝层，取出铝片，用去离子冲洗去电解液，得到阳极氧化铝片备用；

B：在反应容器中，将可溶性二价无机盐M²⁺Y配制成0.001～1.0mol·L^-1的溶液，将尿素按[尿素]/[Y^-]＝4～12的比例加入反应器并使之溶解于二价金属盐溶液中；

C：将步骤A制备的阳极氧化铝片按阳极氧化铝表面积/二价金属离子的量＝1～50m²/mol的比例，置于步骤B所配制的含尿素的盐溶液中，密封反应容器，于50～180℃温度下恒温反应1～10天，较佳的反应条件为于70～120℃温度下恒温反应2～7天；待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗，烘干，所合成的LDHs即生长在阳极氧化铝表面，从而获得LDHs结构化催化剂；

步骤A所述的铝片的纯度大于80％。

步骤A所述的电解液是硫酸、磷酸、草酸溶液或它们的混合溶液。

步骤B中M²⁺为Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺中的任何一种，较佳的为Mg²⁺或Ni²⁺；Y为Cl^-、NO₃ ^-、F^-、Br^-、SO₄ ^2-中的任何一种，较佳的为NO₃ ^-或Cl^-。

尿素分解产生的碳酸铵水解后可以为溶液提供OH^-和CO₃ ^2-，使溶液的pH值处于7-9附近，从而可以为LDHs的合成提供合适的pH条件，本发明通过控制步骤C的合成温度来控制阴离子OH^-和CO₃ ^2-的释放速率，进而成功地控制LDHs晶体的成核和生长。

铝片经阳极氧化后，表面有氧化铝层形成，在弱碱性水溶液中，氧化铝层会缓慢释放出Al³⁺，为LDHs的生长提供铝源。因此当尿素缓慢分解释放出OH^-和CO₃ ^2-时，阳极氧化铝表面的离子浓度达到过饱和后可以形成LDHs晶核。随着尿素的进一步分解，阳极氧化铝表面的LDHs晶核逐渐长大，最后获得以铝为基体的LDHs结构化催化剂。

采用带美国PIKE公司的衰减全反射附件的德国Bruker公司Vector22型傅立叶变换红外光谱仪和德国Bruker公司D8 Advance型X射线衍射仪(XRD)对样品进行定性分析。对实施例1所得样品进行衰减全反射傅立叶变换光谱(ATR-FT-IR)表征如图1所示，1359cm^-1处的强吸收峰可以归属为镁铝碳酸根LDHs层间阴离子CO₃ ^2-的特征对称伸缩振动吸收峰。由实施例1所得样品的XRD谱图如图2A所示，很明显，在阳极氧化铝的XRD谱图(图2B)上出现了可归属为LDHs的(003)、(006)、(012)、(015)、(018)、(110)和(113)衍射峰。采用日本岛津ICPS-7500型等离子发射光谱(ICP)仪测得由实施例1所制备的样品表面Mg的含量为0.028mol/m²。采用美国Thermo公司的ESCALAB250型X射线光电子能谱(XPS)仪测得由实施例1所得样品表面的Mg/Al摩尔比为2.31。

采用日本HITACHI S-3500N型扫描电子显微镜(SEM)观测样品的形貌，用以观察截面的样品采用液氮冷冻断裂法制备。图3是实施例1所得阳极氧化铝表面的SEM相片，图4和图5分别是实施例1制备的样品的表面和截面SEM相片。由图可见，在阳极氧化铝表面上存在一层十分致密的片状物质，即形成的LDHs薄膜层，该LDHs层的厚度在微米级。

ATR-FT-IR、XRD、ICP、XPS和SEM结果均表明在铝基体的阳极氧化表面形成了致密的LDHs薄膜层，即获得了以铝为基体的LDHs结构化催化剂。

LDHs用作催化剂时一般要经过煅烧和再水化活化处理。图6是实施例1制备的样品在500℃煅烧8小时后的SEM图像，图7是该锻烧样品在去二氧化碳水中于室温下再水化5小时后的SEM图像。从图6可看出经煅烧后，所生成的复合氧化物LDO并没有脱落，仍然附着在铝基体表面，并保留了LDHs的片状结构。图7则说明经再水化后，所获得的再生羟基LDHs也仍然保留在铝基体表面，呈片状结构。图6和图7证明LDHs与阳极氧化铝表面存在很强的附着力(化学键力)，在很强的外力作用下也不容易脱落。

采用丙酮自缩合转化为二丙酮醇(DAA)的反应考察LDHs结构化催化剂的催化活性。LDHs结构化催化剂的活化过程是：将样品以1℃/min的速率升温到500℃后在500℃煅烧8小时，冷却后采用去二氧化碳水于室温下再水化5小时，这两个处理过程均在N₂气氛中进行，最后通过真空干燥脱除过量的水。催化反应过程如下：

将2mol(116g)分析纯丙酮加入到三口烧瓶中，在N₂气氛保护下，以冰水浴稳定体系温度为0℃，然后加入阳极氧化表面的总表面积为0.05m²经活化的LDHs结构化催化剂开始反应，间隔一定时间取微量的反应液，用ShimdzuQP2010型气相色谱质谱联用仪(GCMS)分析混合物，以异辛烷为内标确定DAA的产量。

图8是采用实施例1所获得的LDHs结构化催化剂进行丙酮自缩合催化反应的结果。在0℃下反应29h后，丙酮转化为DAA的转化率为23.05％，已非常接近该温度下丙酮自缩合反应的热力学平衡转化率(文献Chem.Eng.Sci.，1997，52(17)：2991报道所计算出来的热力学平衡转化率为23.1％)。实施例1所制备的结构化催化剂中LDHs的负载量大约为4g/m²，因而实验中参与反应的活性组份大约为0.2g。文献J.Catal.，2001，203：184和Catal.Today，2000，60：297中采用0.3g LDHs粉体催化剂，在同样条件下，反应也大约在30h左右达到平衡。显然，LDHs结构化催化剂的催化活性要高于LDHs粉体催化剂。这是由于LDHs生长在阳极氧化铝表面，使其很好地固定和分散在阳极氧化铝表面，LDHs结构化催化剂在催化反应中，其活性中心可以很容易或很充分地与丙酮分子结合，使得反应速度增快；而粉体LDHs的分散性远远低于结构化催化剂，使得粉体催化剂的活性中心与反应溶液的接触减少，因此反应速度不如结构化催化剂高。该LDHs结构化催化剂在回收后再用于丙酮自缩合反应，重复使用20次，仍然可以使该反应于35小时左右达到平衡；而LDHs粉体催化剂的回收量明显减少。这表明LDHs结构催化剂中活性组份的流失是非常少的。

本发明的显著效果在于本发明制备的LDHs结构化催化剂中的活性组份LDHs，由铝基体表面的阳极氧化铝提供铝源，通过化学力生长在阳极氧化铝表面，结合紧密，不易脱落。采用本发明提供的方法可以在铝基体上固定LDHs获得LDHs结构化催化剂，合成方法简便，为活性组份和反应容器一体化奠定了基础，催化性能优良。

附图说明

图1是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂的ATR-FT-IR谱图；

图2是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂的XRD谱图；

图3是实施例1所得阳极氧化铝样品表面的SEM相片；

图4是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂表面的SEM相片；

图5是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂截面的SEM相片；；

图6是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂经煅烧后的SEM相片

图7是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂经煅烧/再水化活化后的SEM相片；

图8是实施例1所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂经活化后用于丙酮自缩合反应的转化率-时间曲线；

图9是实施例5所得镍铝碳酸根LDHs结构化催化剂表面的SEM相片；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

将剪切好的铝片(纯度99.5％)用丙酮清洗除油，再用5％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，去离子水清洗干净放入电解槽中作阳极；电解液为1.0mol·L^-1硫酸溶液，采用铅板作阴极，氧化电压为2V/cm²铝片，使阳极氧化1小时后，取出铝片，用去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将1.923g Mg(NO₃)₂·6H₂O溶解于750mL去离子水中，配制成Mg离子浓度为0.01mol/L的溶液，再加入12.02g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.2m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于70℃下恒温反应7天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，100℃下24小时烘干。

所得LDHs结构化催化剂的ATR-FT-IR谱图见图1，XRD谱图见图2，SEM相片见图3和图4，表明铝基体表面形成了镁铝碳酸根LDHs薄膜层。LDHs层中Mg/Al摩尔比为2.31，Mg的负载量为0.028mol/m²。

实施例2

将剪切好的铝片(纯度95％)用丙酮清洗除油，再用3％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，用去离子水清洗干净置于电解槽作阳极，采用0.5mol·L^-1磷酸溶液为电解液，采用铅板作阴极，氧化电压为4V/cm²铝片，使阳极氧化1小时后，取出铝片，去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将19.23g Mg(NO₃)₂·6H₂O溶解于750mL去离子水中，配制成Mg离子浓度为0.10mol/L的溶液，再加入60.06g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.5m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于90℃下恒温反应3天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，100℃下24小时烘干。

所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂的中LDHs层的Mg/Al摩尔比为2.73，Mg的负载量为0.043mol/m²。

实施例3

将剪切好的铝片(纯度99.99％)用丙酮清洗除油，再用8％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，去离子水清洗后置于电解槽作阳极。采用2mol·L^-1草酸溶液为电解液进行电解。氧化电压为10V/cm²铝片，采用不锈钢作阴极。阳极氧化2小时后，取出铝片，去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将19.23g Mg(NO₃)₂·6H₂O溶解于750mL去离子水中，配制成Mg离子浓度为0.10mol/L的溶液，加入75.09g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.5m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于120℃下恒温反应2天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，100℃下24小时烘干。

所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂中LDHs层的Mg/Al摩尔比为2.59，Mg的负载量为0.039mol/m²。

实施例4

将剪切好的铝片(95％)用丙酮清洗除油，再用5％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，去离子水清洗后置于电解槽作阳极。采用1.0mol·L^-1硫酸溶液为电解液进行电解。氧化电压为3V/cm²铝片，采用铅板作阴极。阳极氧化0.5小时后，取出铝片，去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将28.50g MgCl₂溶解于750mL去离子水中，配制成Mg离子浓度为0.4mol/L的溶液，加入120.12g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.5m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于70℃下恒温反应7天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，100℃下24小时烘干。

所得镁铝碳酸根LDHs结构化催化剂中LDHs层的Mg/Al摩尔比为2.62，Mg的负载量为0.043mol/m²。

实施例5

将剪切好的铝片(纯度99.99％)用丙酮清洗除油，再用6％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，去离子水清洗置于电解槽作阳极。采用2.0mol·L^-1草酸溶液为电解液进行电解。氧化电压为15V/cm²铝片，采用不锈钢板作阴极。阳极氧化0.5小时后，取出铝片，去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将21.81g Ni(NO₃)₂·6H₂O溶解于750mL去离子水中，配制成Ni离子浓度为0.10mol/L的溶液，加入60.06g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.5m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于70℃下恒温反应7天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，90℃下24小时烘干。

图9是所得镍铝碳酸根LDHs结构化催化剂表面的SEM相片，结构化催化剂中LDHs层的Ni/Al摩尔比为3.43，Ni的负载量为0.081mol/m²。

实施例6

将剪切好的铝片(纯度99.5％)用丙酮清洗除油，再用2％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层后，去离子水清洗后置于电解槽作阳极。采用0.6mol·L^-1磷酸溶液为电解液进行电解。氧化电压为4V/cm²铝片，采用不锈钢板作阴极。阳极氧化0.5小时后，取出铝片，去离子水冲洗后备用。

在1000mL反应容器中，将2.181g Ni(NO₃)₂·6H₂O溶解于750mL去离子水中，配制成Ni离子浓度为0.01mol/L的溶液，加入6.01g尿素并使之溶解。

取阳极氧化面积为0.2m²的铝片置于上述反应容器中的混合溶液中，密封容器后，于120℃下恒温反应2天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗干净，100℃下24小时烘干。

所得镍铝碳酸根LDHs结构化催化剂中LDHs层的Ni/Al摩尔比为2.17，Ni的负载量为0.032mol/m²。

Claims (6)

1.以铝为基体的类水滑石结构化催化剂，其特征是以被阳极氧化的铝片为基体，活性组份LDHs生长于铝的阳极氧化表面，并由阳极氧化铝层提供铝源；

活性组份LDHs的化学通式是：[M²⁺ _1-xAl³⁺ _x(OH)₂]^x+(CO₃ ^2-)_x/2·yH₂O)

其中M²⁺代表二价金属离子Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺中的任何一种；M²⁺/Al³⁺的摩尔比为1.6～4.5∶1；x、y的取值范围分别是0.2≤x≤0.4，0≤y≤2。

2.根据权利要求1所述的以铝为基体的类水滑石结构化催化剂，其特征是LDHs的化学通式中M²⁺为Mg²⁺或Ni²⁺；M²⁺/Al³⁺的摩尔比为2-4∶1。

3.根据权利要求1所述的以铝为基体的类水滑石结构化催化剂，其特征是LDHs与铝基体附着力大，经热处理和再水化处理均不易脱落。

4.一种以铝为基体的类水滑石结构化催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：

A：采用纯度大于80％的铝片为原料，按需要剪切成不同的大小和形状，然后用丙酮清洗除去表面油污，再用1％-10％的氢氧化钠溶液除去表面氧化层，用去离子水清洗干净，放入电解槽作阳极，采用铅板或不锈钢板作阴极，电解液为0.1～5.0mol·L^-1的酸溶液，在氧化电压为0.1～20V/cm²铝片下电解0.1～5小时，使铝片表面形成氧化铝层，取出铝片，用去离子冲洗去电解液，得到阳极氧化铝片备用；

B：在反应容器中，将可溶性二价无机盐M²⁺Y配制成0.001～1.0mol·L^-1的溶液，将尿素按[尿素]/[Y^-]＝4～12的比例加入反应器并使之溶解于二价金属盐溶液中；

C：将步骤A制备的阳极氧化铝片按阳极氧化铝表面积/二价金属离子的量＝1～50m²/mol的比例，置于步骤B所配制的含尿素的盐溶液中，密封反应容器，于50～180℃温度下恒温反应1～10天，待溶液冷却后取出铝片，用去离子水冲洗，烘干，所合成的LDHs即生长在阳极氧化铝表面，从而获得LDHs结构化催化剂；

5.根据权利要求4所述的以铝为基体的类水滑石结构化催化剂的制备方法，其特征是：步骤B中M²⁺为Mg²⁺或Ni²⁺；Y为NO₃ ^-或Cl^-。

6.根据权利要求4所述的以铝为基体的类水滑石结构化催化剂的制备方法其特征是：步骤C的反应是在70～120℃温度下，恒温反应2～7天。

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