水滑石之所以能够被广泛地应用于催化领域,是因为水滑石有特殊的结构赋予其许多特性:
1.特殊的层状结构。严重不对称的晶体场,阳离子在层板上的晶格中,阴离子不在晶格中,而在晶格外的层间。
2.酸性。HTLcs的酸性不仅与层板上金属离子的酸性有关,而且还与层间阴离子有关。
3.碱性。LDHs的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。所以,水滑石具有较强的
水滑石保温剂效果
水滑石之所以能够被广泛地应用于催化领域,是因为水滑石有特殊的结构赋予其许多特性:
1.特殊的层状结构。严重不对称的晶体场,阳离子在层板上的晶格中,阴离子不在晶格中,而在晶格外的层间。
2.酸性。HTLcs的酸性不仅与层板上金属离子的酸性有关,而且还与层间阴离子有关。
3.碱性。LDHs的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。所以,水滑石具有较强的碱性。不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致,但由于它一般具有很小的比表面积(约5—20m2/g),表观碱性较小,其较强的碱性往往在其煅烧产物LDO中表现出来。此外它还具有透明性、绝缘性、耐候性及加工性好的优点,不受硫化物的污染,没毒,能与锌皂及有机锡等热稳定剂起协同作用,是极有开发前景的一类没毒辅助热稳定剂。LDO一般具有较高的比表面积(约200—300m2/g)、三种强度不同的碱中心和不同的酸中心,其结构中间中心充分暴露,使其具有比LDH更强的碱性。
4.热稳定性。HTLcs经焙烧所得的复合金属氧化物仍是一类重要的催化剂和载体。以水滑石为例,其热分解过程包括脱结晶水、层板羟基缩水并脱除CO2和新相生成等步骤。在220℃时,仅失去结晶水,而其层状结构没有被破坏;当加热到250~450℃时,层板羟基缩水并脱除CO2;在450—550℃区间,可形成比较稳定的双金属氧化物,组成是Mg3A1O4(OH),简写为LDO。LDO在一定的湿度(或水)和CO2 (或碳酸盐)条件下,可以,恢复形成LDH,即所谓的“记忆功能”。LDO一般具有较高的比表面积(约200~300m2/g)、三种强度不同的碱性中心和不同的酸性中心,其结构中碱中心充分暴露,使其具有比LDH更强的碱性。位于层上的Mg2+可在一定条件下部分被Al3+同晶取代,形成阴离子型层状结构材料水滑石。当加热温度超过600℃时,尖晶石MgAl2O4和MgO形成,金属氧化物的混合物开始烧结,从而使表面积大大降低,孔体积减小,碱性减弱。

水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物,利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性,将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石类化合物(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料,LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。水滑石保温剂效果分解释放出的水藻汽和二氧化碳气体能稀释和阻隔可燃性气体。一般来讲,只要金属阳离子具有适宜的离子半径(与Mg2+的离子半径0.072 nm相差不大)和电荷数,均可形成LDHs层板。
5、离子交换法
当金属离子在碱性介质中不稳定,或当阴离子An-没有可溶性的M2+和M3+盐类,共沉淀法无法进行时,可采用离子交换法。该法是从给定的水滑石出发,通过溶液中某种阴离子对原有阴离子的交换作用,形成新的相。水滑石保温剂效果组成和结构的可控性水滑石类化合物其主体层板的元素种类及组成比例、层间阴离子的种类及数量、二维孔道结构可以根据需要在宽范围调变,从而获得具有特殊结构和性能的材料。然而在层状双金属氢氧化物材料上,直接用大体积无机阴离子通过离子交换法制备很困难,一般先用大体积有机阴离子把层间撑开,然后用无机阴离子交换制得样品。

(作者: 来源:)