一种多孔水滑石及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115948790A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211271506.7(22)申请日2022.10.18(71)申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人宋宇飞尹汝涛陈伟(74)专利代理机构北京悦和知识产权代理有限公司11714专利代理师司丽春(51)Int.Cl.C25F3/14(2006.01)C01G53/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称一种多孔水滑石及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种多孔水滑石的制备方法，按下述步骤进行：(1)以水滑石原位负载碳纤维膜为阳极，以惰性电极为阴极，以氯化钠溶液为电解质溶液，构建电刻蚀体系；(2)将电刻蚀体系外接直流电场进行电刻蚀；(3)电刻蚀完成后，将阳极取出，并用去离子水冲洗，干燥即得。本发明还提供了一种采用上述方法制备的多孔水滑石。本发明采用了碳纤维作为水滑石的载体，保证了电刻蚀过程中的化学稳定性以及导电性，且易于回收，成本低廉，制备简单；同时制备出的多孔水滑石空位缺陷密集且均匀，暴露的活性位点多且内在活性高。CN115948790ACN115948790A权利要求书1/1页1.一种多孔水滑石的制备方法，其特征在于，按下述步骤进行：(1)以水滑石原位负载碳纤维膜为阳极，以惰性电极为阴极，以氯化钠溶液为电解质溶液，构建电刻蚀体系；(2)将电刻蚀体系外接直流电场进行电刻蚀；(3)电刻蚀完成后，将阳极取出，并用去离子水冲洗，干燥即得。2.根据权利要求1所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，所述水滑石原位负载碳纤维膜上的负载的水滑石为过渡金属元素水滑石层状材料。3.根据权利要求2所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，所述过渡金属元素水滑石层状材料为镍铝水滑石、镍钴水滑石、镍锰水滑石、钴铝水滑石中的任意一种。4.根据权利要求1所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的氯化钠溶液的浓度为0.1‑5mol·L‑1。5.根据权利要求1所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，步骤(2)中外接的直流电场的电压为0.1‑9V。6.根据权利要求1所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，步骤(2)中电刻蚀的时间为0.5‑5h。7.根据权利要求1所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的干燥工艺为热空气干燥。8.根据权利要求7所述的多孔水滑石的制备方法，其特征在于，所述热空气干燥的温度为60‑150℃，干燥时间为2‑12h。9.一种多孔水滑石，其特征在于，采用权利要求1‑8任一所述的多孔水滑石的制备方法制备而成。2CN115948790A说明书1/7页一种多孔水滑石及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及功能材料领域，特别是一种多孔水滑石及其制备方法。背景技术[0002]层状双金属氢氧化物(Layereddoublehydroxides，简写LDHs)，又称水滑石，是2+3+x+一种低成本、高氧化还原活性、环境友好的材料。其分子式可表示为[M1‑xMx(OH)2]n‑(A)x/n·mH2O，是一类独特的层状结构材料，由带正电荷的层板和层间的阴离子构成。由于水滑石的层状结构，以及层间阴离子数量和种类的可调性，使其具有巨大的应用前景，在催化、吸附、生物、能量储存和转换等领域均有较好的应用。[0003]然而,水滑石粉体催化剂具有催化活性较低、易团聚和回收困难的缺点,在一定程度上限制了其应用。目前，向LDH层板中引入过渡金属，优化LDH的电子结构、或者引入悬空键,制备不同类型的空位来修饰催化剂的表面、再或者制备负载于适当载体上的催化剂都是提高催化活性与选择性的有效途径。其中，通过制造不同类型的空位缺陷来修饰催化剂的表面已经引起了广泛的关注。因为缺陷位点可以作为活性中心来增强催化活性。它不仅可以调节催化剂与反应分子之间的相互作用，从而降低反应活化能，甚至可以改变反应途径，从而调控反应选择性。目前常见的缺陷类型主要包括：氧空位、金属空位、晶格畸变扭曲等类型。设计并调控催化剂表面的缺陷类型以及缺陷密度是调节其活性的重要手段。[0004]因鉴于此，特提出此发明。发明内容[0005]为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种采用电刻蚀法制备多孔水滑石的方法，该方法制备的多孔水滑石材料具有良好的机械稳定性以及催化活性，并且比表面积大，不容易团聚。[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：[0007]首先，本发明提供了一种多孔水滑石的制备方法，按下述步骤进行：[0008](1)以水滑石原位负载碳纤维膜为阳极，以惰性电极为阴极，以氯化钠溶液为电解质溶液，构建电刻蚀体系；[0009](2)将电刻蚀体系外接直流电场进行电刻蚀；[00