[发明专利]有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片及其制备方法与应用

权利要求书

1.有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）含磺酸根和乙烯基的有机陶瓷前驱体的制备

将硼酸、有机硅单体和乙烯基硅烷加入反应釜中，并加入有机溶剂和催化剂，在25~45℃下搅拌，使反应物充分混合均匀；升温至70~95℃预聚2~5h，再升温至140~160℃反应2~5h；反应结束后冷却至室温；经过洗涤、减压旋蒸、真空干燥后，得到含磺酸根和乙烯基的有机陶瓷前驱体；控制硼原子与硅原子摩尔比控制为B：Si=1：4~1：7；有机硅单体与乙烯基硅烷摩尔比为1：1~3：1；所述的催化剂为硫酸和对甲苯磺酸中的一种或两种；所述的有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述的乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；

（2）有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备

将含磺酸根和乙烯基的有机陶瓷前驱体、双金属氢氧化物以及无水乙醇混合，超声搅拌使其充分分散，再用磁力搅拌，得到白色悬浮液；55~60℃反应2~4h，减压旋蒸，真空干燥后得到有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片；所述双金属氢氧化物其结构通式为：[M^Ⅱ_1-xM^Ⅲ_x(OH)₂]^x+(A^m-)_x/m·nH₂O，其中，x=0.17~0.34，n=0.5~1，M^Ⅱ为Mg²⁺、Zn²⁺和Cu²⁺中的一种或多种；M^Ⅲ为自Al³⁺、Fe³⁺、Co³⁺中的一种或多种；层间阴离子A^m-选自CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-和Cl^-中的一种；含磺酸根和乙烯基的有机陶瓷前驱体与双金属氢氧化物的质量比为1：2~1：4；

该有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片是由有机陶瓷前驱体以插层形式进入层状双金属氢氧化物层间，通过范德华力和离子键相互作用而形成；该纳米片的直径为0.5~2μm。

2.根据权利要求1所述的有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、甲苯和正丁醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂与硼酸质量比为5：1~10：1。

4.根据权利要求1所述的有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述的无水乙醇与双金属氢氧化物的质量比为10：1~20：1。

5.根据权利要求1所述的有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述的催化剂的添加量为硼酸摩尔量的1%~3%；所述在25~45℃下搅拌的时间为10~30min。

6.一种有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片，其特征在于其由权利要求1-5任一项所述的制备方法制得；该有机陶瓷前驱体修饰的双金属氢氧化物纳米片是由有机陶瓷前驱体以插层形式进入层状双金属氢氧化物层间，通过范德华力和离子键相互作用而形成；该纳米片的直径为0.5~2μm。