中國(guó)粉體網(wǎng)訊 復(fù)合金屬氫氧化物(LDHs)，俗稱(chēng)為水滑石，是一種典型的二維層狀陰離子性黏土。由于其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，既具有層間陰離子可交換性，又具有層板陽(yáng)離子的同晶取代性，故常通過(guò)改變其離子種類(lèi)來(lái)合成不同類(lèi)型的 LDHs，賦予其不同性能。
LDHs的結(jié)構(gòu)示意
水滑石有天然和人工合成兩類(lèi)，天然存在的水滑石很少而且難以得到，但人工合成水滑石原料來(lái)源豐富，工藝步驟簡(jiǎn)單。經(jīng)煅燒后水滑石類(lèi)化合物有良好的吸附性、陰離子交換性和催化活性。另外，水滑石類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)可控可調(diào)，便于利用加工，已廣泛應(yīng)用于催化、吸附、醫(yī)藥、阻燃等領(lǐng)域。
Mg—Al—C1／LDH合成
1水滑石的性質(zhì)
1.1酸堿性
常見(jiàn)的MgAl-LDH和類(lèi)水滑石為弱堿性化合物，經(jīng)過(guò)高溫焙燒后形成的復(fù)合金屬氧化物(LDO)則堿性增強(qiáng)。
1.2可交換性
由LDH的特殊層狀結(jié)構(gòu)可知，所具有的層間陰離子可與不同種類(lèi)和數(shù)量的陰離子發(fā)生離子交換。
1.3熱穩(wěn)定性
水滑石加熱會(huì)發(fā)生分解，在一定的溫度下焙燒會(huì)發(fā)生有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)破壞和物質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。
1.4記憶效應(yīng)
將焙燒后的MgAl-LDH加入含有某種陰離子的溶液中，水滑石被破壞的層狀結(jié)構(gòu)可以部分恢復(fù)有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。
2水滑石應(yīng)用
2.1高分子材料
作為熱穩(wěn)定劑，合成水滑石作為PVC熱穩(wěn)定劑具有眾多優(yōu)勢(shì)，水滑石自身呈堿性，可有效吸收PVC脫出的HCl(氯化氫)，阻止其自催化進(jìn)一步分解，而且合成水滑石自身穩(wěn)定且與塑料有良好的相容性。另外，相比鉛、鎘等有毒PVC熱穩(wěn)定劑，合成水滑石有著無(wú)毒、高效等優(yōu)勢(shì)。
作為阻燃劑，合成水滑石由于組成特殊，兼具氫氧化鎂和氫氧化鋁阻燃的優(yōu)點(diǎn)，阻燃功能主要通過(guò)氣相阻燃和凝聚相阻燃兩種方式實(shí)現(xiàn)。
作為吸酸劑，合成水滑石在氨綸的生產(chǎn)中作為吸酸劑能保持衣物的彈性(抗氧化)，延長(zhǎng)使用壽命。
2.2水處理
由于水滑石類(lèi)化合物的大比表面積、結(jié)構(gòu)層間陰離子的交換性，所以其有良好的吸附性，其中吸附有機(jī)物與陽(yáng)離子的作用機(jī)理主要是表面吸附，而對(duì)于陰離子的吸附效應(yīng)主要是層間陰離子交換性。而目前最大的用途是用于對(duì)污染廢水中的陰離子污染物進(jìn)行吸附。
陽(yáng)離子去除，水滑石可去除水中鉻離子、銅離子、砷離子等陽(yáng)離子。
陰離子去除，對(duì)于含大量氯離子、硫酸根離子、氟離子等高鹽廢水，通過(guò)改變反應(yīng)條件,可最大限度地降低污染物濃度。
有機(jī)物去除，如腐殖酸、富里酸、微生物的代謝分泌物以及溶解的動(dòng)植物組織等。
2.3催化劑領(lǐng)域
水滑石類(lèi)陰離子粘土直接或間接作為復(fù)合氧化物催化劑前體，在有機(jī)反應(yīng)過(guò)程中使用具有活性高、可選性強(qiáng)、金屬陽(yáng)離子分布均勻、再生重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)，焙燒或穿插的類(lèi)水滑石材料可作為催化劑載體，因其特殊的結(jié)構(gòu)可使其搭載的催化材料具有更好的催化活性和選擇性。水滑石材料作催化劑，主要用于堿催化、氧化還原催化。
2.4醫(yī)藥領(lǐng)域
利用LDH的堿性，可以調(diào)節(jié)胃液的pH值，對(duì)一些因?yàn)槲杆徇^(guò)多引起的疾病產(chǎn)生預(yù)防和治療效果。利用LDH陰離子的可交換性，可以將一些藥物分子引入層間，并能調(diào)節(jié)藥物在體內(nèi)的釋放速度和位置。其具有優(yōu)異的生物相容性、陰離子交換能力、高載藥效能等，在制藥行業(yè)中作為藥物載體也有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
寫(xiě)在最后
從市場(chǎng)方面來(lái)看，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家丹東松元(A一1CPvc，HT一3Pvc)、呈和科技(Ac一320，Az一128，Ac一207)、衡水世京(sK—10，sK一20)、山東萬(wàn)新納(抑煙劑等)，國(guó)外廠家日本協(xié)和化學(xué)、日本坍化學(xué)、德國(guó)科萊恩、韓國(guó)丹石等。目前，二元水滑石技術(shù)已較為成熟，尤其是鎂鋁水滑石，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。隨著下游對(duì)合成水滑石性能的追求不同，在市場(chǎng)上已出現(xiàn)三元或多元的水滑石，目前呈和科技的Az一128是國(guó)內(nèi)少有的三元合成水滑石產(chǎn)品。
參考來(lái)源：
呂泓穎，等：水滑石在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展研究，上海電力大學(xué)
施珣若，等：合成水滑石在高分子材料中的應(yīng)用，中國(guó)塑料協(xié)會(huì)
劉雯雯，等：納米水滑石材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展，沈陽(yáng)師范大學(xué)
劉齊魯，等：水滑石的制備和應(yīng)用綜述，山東科技大學(xué)
