[发明专利]三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备方法及其在水体重金属离子检测中的应用

说明书

本发明提供了一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备方法及其在水体重金属离子检测中的应用，首先通过用氢氧化钠水解法制备了层状双金属氢氧化物前驱体，然后再经过过滤、干燥等步骤制得三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料，本发明提供的制备方法简单，所制得的三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料具有丰富的层结构，层与层组成花状结构，使其具有更大的比表面积，更有利于对水体中重金属离子的捕集，提高了检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备方法及其在水体重金属离子检测中的应用。

背景技术

重金属污染已成为全球性环境问题，尤其是重金属对水体的污染，因其隐蔽性、不可逆性和长期性的特点，不但能直接影响生态环境，还能通过皮肤接触、呼吸吸入和通过食物链影响人体或动物的健康，所以造成的后果非常严重。在我国，重金属污染已成为我国水体环境污染的主要因素之一。因此，研制出各种类型的水体传感材料在室温下进行快速、准确检测重金属离子的种类，对人类的生活、生产等环境保护至关重要。

层状氢氧化物由于其独特层结构中丰富的层板阳离子和层间阴离子存在为其提供了丰富的活性位点和电子传递通道优势，经过长期的研究发展，其被广泛应用于环境、食品、医疗、家装等行业。

层状结构的双金属氢氧化物(LDH)是一类具有丰富层结构的新型无机材料，其酸碱性、热稳定性、层间阴离子的可交换性以及结构记忆效应等特性已经广泛用作催化剂、阴离子交换材料、阻燃剂、吸附剂和药物投放剂等，然而作为水体中检测重金属材料应用却很少有报道。

目前应用于水体中检测重金属的材料主要为石墨烯复合材料，其制备过程所耗时间与费用均高于LDH。

因此，亟需研究并提供一种能够用于水体重金属检测的、具有更大吸附表面积、能够提供更多活性位点去捕集重金属离子的三维层状CoAl双金属氢氧化物材料的制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了深入研究，结果发现：一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备方法及其在水体重金属检测中的应用。首先通过用简单的氢氧化钠共沉淀法制备了三维层状双金属氢氧化物前驱体，然后再经过过滤、洗涤、干燥等步骤制得三维层状CoAl双金属氢氧化物，本发明提供的制备方法简单，所制得的三维层状CoAl双金属氢氧化物具有丰富的层结构，层与层组成花状结构，其具有更大的比表面积，更有利于对水体中重金属离子的捕集，提高了检测灵敏度，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料，其由包括钴盐、铝盐、表面活性剂的原料制得。

第二方面，本发明还提供一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备方法，优选用于制备第一方面所述材料，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1，将钴盐、铝盐、沉淀剂加入到溶剂中，并混合均匀；

步骤2，室温反应；

步骤3，经过滤、洗涤、干燥处理后，得到三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料。

第三方面，上述第一方面所述材料或根据第二方面所述制备方法制得材料的用途，其用于水体中重金属离子的检测，优选所述重金属离子包括Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)。

根据本发明提供的一种三维层状CoAl双金属氢氧化物纳米材料的制备及其在水体重金属检测中的应用，具有以下有益效果：

(1)本发明的三维层状CoAl双金属氢氧化物具有丰富的层结构，层与层组成花状结构，花状分层的双金属氢氧化物比表面积更大，能够提供更多的活性位点去捕集重金属离子，同时花状分层双金属氢氧化物层与层之间有一定的孔隙，这样有利于重金属离子的捕集，增加电子传输通道；