[发明专利]一种镍铁水滑石及其制备方法和应用

说明书

本发明的目的是针对于现有技术中水滑石制备存在的问题，提供了一种镍铁水滑石及其制备方法和应用。本专利的镍铁水滑石，为片层状结构，其化学组成为[Ni²⁺_xFe³⁺_y(OH)₂]^0.25+[Cl^‑_0.25·mH₂O]^0.25‑，x∶y＝0.5～3。制备方法为：1)称量十二胺与水混合，再加入正丁醇，搅拌成微乳状液体；2)向微乳状液体中加入氯化镍和氯化亚铁，当氯化镍和氯化亚铁完全溶解后，向溶液中加入氨水，调节溶液pH；3)将溶液进行水热晶化反应，然后将产物离心、洗涤、烘干即得到镍铁水滑石。本发明采用一步水热法合成镍铁水滑石，通过对前驱液的pH及铁镍摩尔比进行调节，实现了对水滑石形貌结构的调控；该镍铁水滑石对有机污染物具有良好的吸附性能。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，特别涉及一种镍铁水滑石及其制备方法和应用。

背景技术

水滑石具有独特的片层状结构、优异的吸附性能、形貌可控等优点，是一种极具发展潜力的吸附材料。在光催化剂、前驱液、离子交换、CO₂吸附、生物活性纳米复合物等领域得到广泛应用。当前合成的水滑石普遍存在片层结构不均匀、易团聚等问题。因此，通过物理和化学方法将镍铁离子引入水滑石层板来控制水滑石的微观形貌，实现增大水滑石比表面积进而增强对目标有机污染物的吸附。然而，由于合成水滑石纳米材料对反应条件(投料比、有机溶剂种类、表面活性剂、温度、反应时间、pH等)很敏感。因此，至今为止，研制出具有高比表面积、孔道结构均匀稳定的水滑石仍然具有巨大挑战。

发明内容

本发明的目的是针对于现有技术中水滑石制备存在的问题，提供了一种镍铁水滑石及其制备方法和应用。本专利采用一步水热法合成镍铁水滑石，通过对前驱液的pH及铁镍摩尔比进行调节，实现了对水滑石形貌结构的调控；该镍铁水滑石对有机污染物(例如：亚甲基蓝)具有良好的吸附性能。

一种镍铁水滑石，为片层状结构，其化学组成为[Ni²⁺_xFe³⁺_y(OH)₂]^0.25+[Cl^-_0.25·mH₂O]^0.25-，x：y＝0.5～3。

上述镍铁水滑石的制备方法，具体步骤如下：

1)称量适量十二胺与水混合，开启搅拌，再加入适量正丁醇，搅拌成微乳状液体；

2)向溶液中加入氯化镍和氯化亚铁，当氯化镍和氯化亚铁完全溶解后，向溶液中加入氨水，调节溶液pH；

3)将溶液进行水热晶化反应，然后将产物离心、洗涤、烘干即得到镍铁水滑石。

进一步的，上述镍铁水滑石的制备方法，所述十二胺和正丁醇的质液比为1g/70～80ml，其中正丁醇的质量百分浓度≥99.5；

进一步的，上述镍铁水滑石的制备方法，所述氯化镍和氯化亚铁的摩尔比为0.5～3∶1；

进一步的，上述镍铁水滑石的制备方法，步骤2)中，调节溶液pH至7≤pH＜9；

进一步的，上述镍铁水滑石的制备方法，步骤3)中，水热晶化反应温度为110～130℃，反应时间为20～26h。

上述镍铁水滑石的应用，用于吸附有机污染物，如亚甲基蓝等；

进一步的，上述镍铁水滑石的应用，镍铁水滑石与有机污染物的投料比为1g：(2～2.5)×10^-5mol。

与现有技术相比，本发明的优势在于：