[发明专利]复合金属氢氧化物材料连续快速制备的方法及系统

说明书

本发明公开了一种复合金属氢氧化物材料连续快速制备的方法及系统。所述方法包括：使含有高价金属盐、低价金属盐的混合盐溶液与碱性溶液混合并反应，获得复合金属氢氧化物浆料，将其输送至一分离组件，分离获得液相和固体浆料；将分离获得的固体浆料与洗涤液混合，之后输送至下一分离组件，再次分离获得液相和固体浆料；重复前述操作，且测试每次分离获得的液相的电导率，直至测得的液相的电导率恒定；对最后一次分离获得的固体浆料依次进行干燥和破碎处理，获得复合金属氢氧化物材料。本发明的方法及系统不仅可以实现制备的连续化，并且因超重力反应器在反应过程中可以使床层的浓度、温度和过饱和度分布均匀，从而有利于颗粒的均匀成核和生长。

技术领域

本发明涉及一种复合金属氢氧化物材料的制备方法，特别涉及到一种层状复合金属氢氧化物材料(亦称为水滑石类材料)连续快速制备的方法，及其相应的系统。

背景技术

复合金属氢氧化物是一种层状材料(亦称为水滑石类插层材料，简称LDHs)，LDHs由带正电荷的金属氢氧化物层板和带负电荷的层间阴离子组装而成，其组成结构式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂](A^n-)_x/n·mH₂O，其中M²⁺和M³⁺分别为位于主体层板上二价和三价金属阳离子，A^n-是可交换的层间阴离子，x为M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩尔比值，m为层间水分子的摩尔量。位于层板上的二价金属阳离子M²⁺可以在一定比例范围内被离子半径相近的三价金属阳离子M³⁺同晶取代，从而使主体层板带部分的正电荷；层间可交换的客体阴离子A^n-与层板正电荷相平衡，使LDHs整体上呈现电中性。LDHs具有具有主客体元素种类和数量可调、层板弹性可调、尺寸和形貌可调等特点。因LDHs结构的特殊性及性能被极大强化的特点，使该材料在催化、能源、生物传感器、吸附、药物等研究领域引起了国际上的广泛兴趣和高度重视，产业关联度大、渗透性强，可广泛应用于众多领域和行业。

传统LDHs的制备方法主要包括水热法、沉淀法、离子交换法、焙烧还原法等。沉淀法采用金属混合盐溶液与混合碱溶液通过适当的方法混合得到沉淀后晶化一定时间得到，该方法具有适用范围广的特点；焙烧还原法是建立在LDHs记忆效应的基础上，是将LDHs经一定温度焙烧处理得到复合金属氧化物，再将该氧化物加入至含有某种阴离子的溶液，得到该阴离子插层的LDHs。原位生长法是指在载体表面经处理后得到同时具有材料本身以及载体基质共同优点的复合材料。水热法是将金属盐溶液与碱溶液混合后置于水热反应釜中，在一定温度和压力下得到产品。现有的可制备颗粒均匀且尺寸较小的水滑石的方法还包括成核晶化隔离法。超重力制备法亦有相关记载，如CN107556998A公开了一种稀土掺杂氟化物上转换发光纳米分散体的制备方法，CN106495192A公开了一种制备粒径分布均匀的水滑石的方法，CN109181367A公开了一种制备透明氧化锌液相分散体的方法。但是，上述方法多为一锅式的制备，从而在大规模生产中容易引起产品批次质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合金属氢氧化物材料(亦可称为水滑石材料)连续快速制备的方法及相应的系统，从而克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种复合金属氢氧化物材料连续快速制备的方法，其包括：

使低价金属盐与高价金属盐按照摩尔比为2:1～100:1的比例混合后的混合盐溶液与碱性溶液混合并反应，获得复合金属氢氧化物浆料；

使所获复合金属氢氧化物浆料输送至一分离组件，分离获得液相和固体浆料；