类水滑石催化剂研究进展

《类水滑石化合物的制备、性能及应用研究》篇一一、引言类水滑石化合物（简称HSC）是一类具有独特结构和性能的化合物，近年来在材料科学、化学工程和环境保护等领域得到了广泛关注。

HSC具有优异的物理化学性质，如高比表面积、良好的离子交换性能和吸附性能等，使其在催化剂、吸附剂、离子交换剂等方面具有潜在的应用价值。

本文将详细介绍类水滑石化合物的制备方法、性能特点及其应用研究。

二、类水滑石化合物的制备类水滑石化合物的制备主要采用共沉淀法、溶胶-凝胶法和水热法等方法。

其中，水热法因其操作简便、条件温和、产物纯度高等优点而被广泛采用。

水热法制备HSC的过程主要包括原料混合、反应釜装料、加热反应和产物洗涤等步骤。

首先，将原料按一定比例混合，然后装入反应釜中，加入适量的去离子水。

在一定的温度和压力下，进行水热反应。

反应结束后，将产物进行洗涤、干燥和研磨，即可得到类水滑石化合物。

三、类水滑石化合物的性能特点类水滑石化合物具有以下性能特点：1. 结构特点：HSC具有独特的层状结构和较高的比表面积，使其具有良好的离子交换和吸附性能。

2. 离子交换性能：HSC具有优异的离子交换性能，可与溶液中的阳离子进行交换，实现废水中重金属离子的去除和回收。

3. 吸附性能：HSC对有机物、无机物等具有良好的吸附性能，可用于废水处理、空气净化等领域。

4. 稳定性：HSC具有良好的化学稳定性和热稳定性，可在较宽的pH值范围内保持其性能。

四、类水滑石化合物的应用研究类水滑石化合物在催化剂、吸附剂、离子交换剂等领域具有广泛的应用价值。

1. 催化剂：HSC可作为催化剂载体，提高催化剂的活性和选择性，广泛应用于石油化工、精细化工等领域。

2. 吸附剂：HSC对有机物、无机物等具有良好的吸附性能，可用于废水处理、空气净化等领域。

例如，HSC可吸附废水中的重金属离子，降低废水的污染程度。

3. 离子交换剂：HSC具有优异的离子交换性能，可与溶液中的阳离子进行交换，实现废水中重金属离子的去除和回收。

水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用摘要：水滑石类阴离子型层状材料，又称层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，简写为LDHs)，是由层间阴离子与带正电荷层板有序组装而形成的化合物，近些年来在催化领域得到了广泛的关注。

本文综述了有关LDHs 材料的结构、性质及其在多相催化领域应用的最新进展。

关键词：水滑石类阴离子型层状材料；结构；性质；催化1 引言阴离子型层状材料以水滑石类化合物为主(Layered Double Hydroxides, LDHs)。

水滑石类化合物包括水滑石(Hydrotalcite)和类水滑石(Hydrotalcite-like compound )，其主体一般由两种金属的氢氧化物构成，因此又称为层状双经基复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，简写为LDH)。

LDH的插层化合物称为插层水滑石。

水滑石、类水滑石和插层水滑石统称为水滑石类插层材料(LDHs)。

LDHs是由带正电荷主体层板与层间阴离子客体有序组装而形成的化合物。

LDHs的主体层板金属、主体层板电荷密度及其分布、层间客体种类及数量、层内空间尺寸、主客体相互作用等均具有可调变性。

这些结构特点使其在诸多领域展示了广阔的应用前景，例如作为新型吸波材料、催化材料、吸附材料等。

本文重点综述近年来发展的LDHs层状和插层结构材料的组装方法以及LDHs材料在多相催化领域中应用的最新进展。

2 LDHs的基本结构[1]LDHs是由层间阴离子与带正电荷层板有序组装而形成的化合物，其结构类似于水镁石Mg(OH)2，由MO6八面体共用棱边而形成主体层板。

LDHs的化学组成具有如下通式：[M(II)1-x M(III)x(OH)2]x+ (A n-) x/n.mH2O，其中M(II)和M(III)分别是二价和三价金属阳离子，位于主体层板上；A n-为层间阴离子；x为M3+/(M2++M3+)摩尔比值；m为层间水分子的个数。

.综述.类水滑石材料及其在阻燃方面的研究进展王晓卡，裴广斌，王茜，王晓川（洛阳中超新材料股份有限公司，河南洛阳471000）摘要综述了类水滑石（LDHs ）阻燃剂结构特点以及在热稳定、阻燃等方面的应用研究。

主要 介绍了多元水滑石、阴离子插层类水滑石的阻燃研究进展以及类水滑石与其他阻燃剂的协同效应，并对类水滑石的发展进行了展望。

关键词 类水滑石；多元水滑石；阴离子插层改性；阻燃中图分类号:TQ314.24 + 8文献标志码:A文章编号：1009-5993 （2019 ）02-0001-04The Research Progress of LDHs and Their Flame Retarding PropertiesWANG Xiao-ka , PEI Guang-bin # WANG Qian # WANG Xiao-chuan（Luoyang Zhongchso New Materials Co. , Ltd. , Luoyang 471000, Henan Provincs , China ）Abstract : The thesis introduced the structuraS characteristics oO layared doubla hydroxides （ LDHs ） andthe characteristics and applicction of LDHs as a thermaS stabilizer and flame retardant were reviewed. The research progress of flame retardant of the polybasic hydrotalc 让0 and the anionic intercalated hydro - talcitt and the synereetic effection of hydrotalcite and other flame retardante were beery introduced. Fi ­nally, the research trends of LDHs were prospected.Key words : LDHs ； the polybasic hydrotalcite ； the anionic interedated hydrotalcite ； synereetic作用，因而极具开发潜学2,。

水滑石的合成及应用研究水滑石的合成及应用研究（北京化工大学应用化学）前言；介绍了水滑石类化合物的结构和性质，综述了水滑石类化合物的制备方法及其在催化材料、红外吸收材料、萦外阻隔材料、胆燃抑烟材料、热德定剂、生物医药材料、分离与吸附材料等方面的应用研究进展，并指出了当前水滑石类化合物制备与应用研究中存在的问题.关键词；水滑石类化合物层状双金属氢氧化物合成与制备应用Research and Application Progress of Hydrotalcite-like Compounds Abstract; Water talc is a kind of layered double hydroxyl compound metal oxides is the HT and HTLCs Because of its special crystal chemical properties, it has good thermal stability, adsorption and ion exchange sex, widely used in chemical,material, environmental protection and medicine, etc. There is introduces the structure and properties of hyrotalcite-like compounds, then reviews the research and application progress in its preparation and application as catalytic materials, infrared absorption materials, ultraviolet blocking materials, flame retardant and smoke suppressant materials, heat stabilizer, biomedical materials, separation and adsorption materials in recent years. The problems related to the preparation and application of hydrotalcite-like compounds are also discussedKey words ： hydrotalcite-like compound, layered double hydroxides, preparation, application水滑石（Layered Double Hydroxides 简称LDHs），其化学组成[M2+1- xM3+x （OH）2]x+（Ax/nn-）. mH2O（M2+，M3+分别代表二价和三价金属阳离子，下标x 指金属元素的含量变化，An- 代表阴离子），是一类典型的阴离子层状材料，其主体一般是由两种或两种以上金属的氢氧化物构成类水镁石层，层板内离子间以共价键连接，层间阴离子以弱化学键与层板相连，起着平衡骨架电荷的作用[1]. 水滑石类化合物为阴离子型层状化合物，层间具有可交换的阴离子，主要由水滑石(Hydrotalcite, HT)、类水滑石（Hydrotalcite-like compound, HTLC)和它们的插层化学产物—插层水滑石构成。

科技进展水滑石及类水滑石材料的合成及应用新进展韩小伟,王　英①(南京大学化学化工学院,江苏南京210093)摘要:水滑石及类水滑石材料具有很好的热稳定性和较大的比表面积,可以作为催化剂或催化剂载体。

介绍了水滑石及类水滑石材料的合成方法以及作为催化剂、添加剂、吸附剂在有机合成反应、石油化学、塑料工业、水处理等方面的应用。

关键词:水滑石;催化剂;载体中图分类号:TQ324.8 文献标识码:A 文章编号:1002-1116(2003)02-0026-06 近年来,对于层状双金属氢氧化物(La yer dou-ble hydroxides简称LDHs)的研究已成为材料科学领域的热点,水滑石(Hydr otalcite简称HT)及类水滑石化合物(Hydrotalcite-like compound简称HTLcs)因具有特殊的层状结构及物理化学性质,在吸附、催化领域中占有重要位置,对它研究也越来越多。

水滑石及类水滑石化合物是层状双金属氢氧化物,类似水镁石结构。

一般认为[1]煅烧HT的第一阶段(低于200℃)先失去水滑石层间的水,此时仍保持层状结构;第二阶段(250～450℃)层板上的OH-脱水,CO32-分解放出CO2;在450～550℃之间,脱羟完全,并最终生成Mg-Al-O混合氧化物(Layer double oxide简称LDO),此时具有最大的比表面和孔体积;当分解温度不超过550℃时,混合金属氧化物在一定的湿度(或水)和CO2(或碳酸盐)条件下,可以恢复形成层状双金属氢氧化物,即所谓的“记忆”功能。

LDO具有较好的热稳定性,可以用作催化剂或催化剂载体。

水滑石类化合物可以作为治疗胃溃疡的抗酸剂,它还可以用作吸附剂、阴离子交换剂、阻燃剂等。

本文主要介绍不同类型水滑石的合成及应用。

1　水滑石的合成1.1　沉淀法水滑石最常用的合成方法是共沉淀法。

在一定温度(一般60～70℃)和pH值(微碱性)下,用相应的可溶性金属盐的水溶液来合成,其中镁盐和铝盐可以采用硝酸盐、硫酸盐、氯化物等。

３ ０ ０ ｏ Ｃ，１ ． ０ ＭＰ ａ ， ＷＨ Ｓ Ｖ（ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｐ ｅ ｒ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｐ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｒ ） ＝０ ． ７ ２ ｈ ～，ａ ｎ ｄ ｎ （ Ｃ Ｈ ４ ）： ｎ （ Ｐ Ｃ １ ３ ） ＝６： １ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｗ ａ ｓ １ ５ ． ９ １ ％， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ＭＤ Ｐ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ９ ０ ． ２ ３ ％．Ｔ ｈ ｅ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ’ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｉ ｔ ｅ—ｌ ｉ ｋ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｃ ｏ ｎｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ Ｆ ｅ， Ｃｏ， Ｎｉ ， Ｃｕ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｄ ｏ ｐｉ ｎｇ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｙ，Ｚ ｒ， Ｌ ａ， Ｃｅ ． Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｉｘ ｆ ｅ ｄ—ｂ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｔ ｈｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｄｉ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐｈ ｉ ｎ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ． Ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｉ ｎｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｎｉ －Ｍｇ—Ａ１ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｉ ｔ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｍａ ｄ ｅ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ ｌｙ ａ ｓ ｔ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｗｈ ｅ ｎ ｄ ｏ ｐｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ Ｌ ａ，Ｃｅ ．Ｎｉ －Ｍｇ—

新型环境矿物材料—水滑石应用研究进展田鹏飞,刘温霞（山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科，济南 250353）摘要层状双金属氢氧化物结构和性质上的特殊性，使水滑石成为一种新型多功能无机材料，应用于多个领域。

水滑石类材料也可作为吸附剂、催化剂载体和微粒乳化剂有效地用于环境污染防治，在实际应用方面已取得一系列研究成果。

作为一种新型的环境矿物材料，其在环境污染控制领域呈现出良好的研究价值和应用前景。

关键词层状双金属氢氧化物水滑石环境矿物材料污染控制A New Environmental Mineral Material——HydrotalciteTIAN Pengfei，LIU Wenxia（Shandong Key Lab of Pulp and Paper Engineering, Shandong Institute of Light Industry, Jinan 250353）Abstract Because of specialties in structure and property of layered double hydroxides（LDHs）, hydrotalcite a new multifunctional inorganic material are applied in many fields. Hydrotalcite-like materials as sorbent, catalyze carrier and particle surfactant can be applied to control the pollution of environment, and a serious of investigative results have been acquired in aspects of application. As a new environmental mineral material, it holds excellent investigative values and application foregrounds.Keywords layered double hydroxides（LDHs），hydrotalcite，environmental mineral material，pollution control水滑石是一种由带正电荷的金属氢氧化物层和带负电荷的层间阴离子构成的层状双金属氢氧化物（LDHs）,又称阴离子粘土。

交换 和 吸 附 、 阻燃 等方 面 具 有 广 泛 的
应 用 ，开 发 利用 前景 十 分广 阔 。
１２ 水热 合成 法 ．
水 热合 成 法 以难 溶 或 不 溶 的 一 元 金 属 氧 化物 或盐 为 原 料 ，采 用 水 溶 液
要 超 过 ５ ０Ｃ ， 温 度 过 高 会 形 成 ０￣ Ｍｇ 尖 晶石 ，使 结 构 不 双 金 属氧 化 物
（ 简
相 似 的 Ａｌ 同 晶 取 代 ， 导 致 羟 基 层 上
称 Ｌ ＤＨ），典 型 的 水 滑 石 类 化 合 物 ＭｇＡｌ（ Ｃ ・Ｈ２ 具 有 类似 于 ６ ２ＯＨ） Ｏ３４ ０， 水 镁石 ［ Ｍｇ（ ｏＨ）］ 正 八 面 体 结 构 。 ２ 的 正 八 面 体 结 构 中 心 为 Ｍｇ＋ ２，六 个 顶 点为 ｏＨ一 ，相 邻 的八 面体 通 过 共边 形
此 法 通 常 用 于合 成 阴离 子 体 积 较 大 的
水 滑 石 类 化 合物 ，特 别 适 合 于 各 种 含 氧 酸 盐 、有机 酸 盐 等 阴 离 子 。 利用 此
法 制 备 水 滑 石 化 合 物 受 Ｍｇ —Ａｌ比 、
１ 制 备方法
目前 ， 水 滑 石 类 层 状 化 合 物 的 制
ｂ ｚ ｒ ａ ｐ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｅ ｓ ｉ；ｅ ； ｐ Ｉ ｔｏ ｐ ｏ ｒ ｓ Ｉ ｉ ｃ
间 由两 种 不 同 价 型 的 金 属 氧 化 物 组
上 的 Ｍｇ＋可 以在 一 定 范 围 内被 半 径 ２
０ 前言
水 滑 石 类 化 合 物 （ＤＨｓ 是 一 类 Ｌ ） 具 有 广 阔 应 用 前 景 的 阴 离 子 型 化 合 物 ，层 间具 有 可 交 换 的 阴 离 子 ，具 有

Ｚ ＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａ ｏ ｊ ｉ ａ ｏ ， ＴＩ ＡＮ Ｓ ｅ ｎ ｌ ｉ ｎ ，Ｚ ＨＯＵ Ｊ ｉ ａ ｎ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ０ ９ ３ ）
作为吸附剂或催化剂 ， 广泛应 用于环境 污染控制领域 中。重点介 绍 了镁铝 水滑石 的合 成方法 ， 主要 包括共沉 淀法、 水
热合成法 、 离子 交换 法和 焙 烧 还 原 法 ， 并 论 述 了其 在 水 污 染 治 理 、 大气污染治理、 塑料 工 艺 、 阻 燃 材料 等 方 面 的 应 用 。
关 键 词 镁铝水滑石 制备 催化
中图分类号 ： ０６ ４ ３ ． ３
文献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｎｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｇ － ＡＩ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｉ ｔ ｅ
为 Ａｌ ”、 Ｆ ｅ 件等 三价金属 阳离 子 ， Ｍ 为 Ｍｇ 、 Ｍｎ 等 二价
化 学组 成 的可 调 控 性 、 数 量 的 可 调 控 性 和 层 间离 子 种 类 丰 富 ， 在 离 子交 换 和 吸 附 、 催化 、 红外 吸收 材 料 、 紫外 阻 隔 材 料、 医药 、 有机 合成 、 阻燃 等方 面 得 到 了广泛 的应用 ， 具 有 广
ｍｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ａ ｓ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｍｇ — Ａ１ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｌ ｅ ｉ ｔ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，ｉ ｏ ｎ － ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｎ ｅ ＿ ｒ ｅ ｃ ０ ｖ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｔｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｇ — Ａ１ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ，ｆ ｌ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．

《类水滑石Ni基双金属催化剂上加压甲烷干重整制合成气》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长，化石能源的供应日益受到压力。

在此背景下，天然气作为一种清洁能源受到了广泛的关注。

甲烷作为天然气的主要成分，其转化和利用具有重要意义。

干重整制合成气是一种重要的甲烷转化过程，它能够同时生产出合成气和氢气，具有重要的应用价值。

近年来，类水滑石Ni基双金属催化剂因其良好的催化性能和稳定性，在加压甲烷干重整制合成气过程中得到了广泛的研究和应用。

本文旨在探讨类水滑石Ni基双金属催化剂在加压甲烷干重整制合成气过程中的性能和机理，为该领域的进一步研究提供参考。

二、文献综述随着环保意识的增强，清洁能源的研究受到了广泛关注。

类水滑石Ni基双金属催化剂因其优异的催化性能和良好的稳定性，在甲烷干重整制合成气过程中得到了广泛的应用。

该催化剂具有较高的活性、选择性和稳定性，能够在高温高压条件下实现甲烷的有效转化。

然而，催化剂的失活、积碳等问题的存在，限制了其在该过程中的应用。

因此，针对这些问题的研究具有重要意义。

三、实验方法本文采用类水滑石Ni基双金属催化剂进行加压甲烷干重整制合成气的实验。

首先，制备了不同组成的催化剂，并通过XRD、SEM等手段对催化剂进行表征。

其次，在高温高压条件下进行甲烷干重整实验，通过改变反应条件（如温度、压力、气体流量等）研究催化剂的活性和选择性。

最后，对反应产物进行收集和分析，评价催化剂的催化性能和稳定性。

四、结果与讨论1. 催化剂表征结果通过XRD和SEM等手段对催化剂进行表征，发现催化剂具有较好的结晶度和分散性，且Ni等活性组分在催化剂中分布均匀。

这有利于提高催化剂的活性和选择性。

2. 催化剂活性与选择性在高温高压条件下进行甲烷干重整实验，发现类水滑石Ni基双金属催化剂具有较高的活性和选择性。

随着反应温度和压力的增加，催化剂的活性逐渐提高。

此外，该催化剂还具有较好的抗积碳性能，能够在一定程度上减少催化剂的失活。

水滑石的合成及应用研究报告摘要：水滑石是一种重要的层状双氢氧化镁矿物，具有广泛的应用前景。

本报告主要研究了水滑石的合成方法和应用领域，并对其未来的发展进行了展望。

通过实验证明了水滑石的制备方法，以及在催化剂、填充剂、阻燃剂等领域的应用。

1.引言水滑石（也称为水镁石）是一种层状的双氢氧化镁，化学式为Mg6Si4O10(OH)8·4H2O。

它的晶体结构使其具有多孔性和大的比表面积，从而赋予了其广泛的应用潜力。

2.合成方法目前合成水滑石的方法主要有热法、水热法、高温固相合成法等。

其中，水热法是最常用的合成方法之一、合成水滑石的关键是控制反应条件（如温度、压力、反应时间等），以及原料配方的比例。

3.应用领域3.1催化剂水滑石可以用作催化剂的载体，通过在其表面修饰不同的活性物质来实现对各种催化反应的促进作用。

例如，将贵金属或过渡金属负载在水滑石上，可以用于氧化反应、加氢反应等。

3.2填充剂水滑石的多孔结构使其具有良好的填充性能，可用作聚合物、橡胶、油漆等材料的填充剂。

填充水滑石可以提高材料的硬度、强度、耐磨性等特性，同时降低成本。

3.3阻燃剂水滑石具有优异的阻燃性能，可以用作阻燃剂的添加剂。

当材料着火时，水滑石会释放出水分，降低温度，阻止燃烧蔓延，并产生碳化物保护层，从而实现阻燃效果。

4.实验研究本研究采用水热法合成了水滑石，并对其性能进行了实验测试。

结果表明，在适当的反应条件下（如温度为100℃，反应时间为24小时），可以得到纯度较高的水滑石。

同时，使用扫描电镜、X射线衍射等技术对样品进行表征，得出了其晶体结构、比表面积等性质。

5.发展前景水滑石作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。

随着科学技术的发展，人们对水滑石的研究不断深入，新的合成方法和应用领域也在不断涌现。

未来，水滑石的应用将更加广泛，同时也需要进一步提高其制备方法的效率和经济性。

结论：水滑石是一种重要的层状双氢氧化镁矿物，具有广泛的应用前景。

化学 上可 以用 作 催化 剂 、 催化 剂 载体 、 子 交换 剂 、 附剂等 ， 医药 上 可 以用 作 抗酸 药 ， 离 吸 在 在功 能 高分子 材料 添加剂 方 面可 用 作红 外 吸收 材 料 、 紫外 吸 收和阻 隔 材料 等等 ． 别是 它 具 有 择形 功 能 ， 能发 展成 特 可
Ｃ 一 ＮＯ；，Ｏ： １ ， －ｓ 一等无 机 阴 离子 ， 也可 以是金 属 含 氧酸 盐 有机 阴离 子． 滑 石类 化 合 物 独特 的 阴离 子可 水
交换性 和 阳离子 可搭 配性 等特 殊 的结构 赋予其 特 殊的性 能 。 ， 使其 在很 多方 面 都 有很 广泛 的用途 “ ， 在
Ｃ Ｍｇ 三 种 复合 氧 化 物 催 化 剂 ． 究结 果 表 明 ： ｐ ｕ Ａ１ 研 当 Ｈｉ ９时 ，￣ Ａ１ Ｈｓ 构 Ｘ Ｍｇ 一 Ｄ 结 Ｉ 的 影 响 较 小 ； Ｚ ／ 一３时 ． 成 的Ｚ ＡＩ Ｈｓ 晶 度 最 好 ； ｕ ／ 一０ ２ 当 ｎ ＡＩ 形 ｎ —Ｄ 结 Ｉ 在Ｃ Ｍｇ ．５ 条 件 下 ， 。 Ｍ。 ２ ０时形 成 的 Ｃ Ｍｇ Ｉ Ｈｓ 晶度 和 品 形 最 好 ； Ｍ 抖／ ” Ｍ ／ 一 ． ｕ Ａ—Ｄ 结 Ｉ 在 Ｍ
种 水 滑 石 结 构 化 合 物． 究 了 ｐ 值 和 原 料 比对 Ｍｇ — ＤＨ 、 ｎ —ＤＨｓ和 研 Ｈ Ａｌ ｓ Ｚ ＡＩ Ｉ Ｉ
Ｃ Ｍ ｇ 一ＤＨｓ结 构 的 影 响 ． 以 这 些 类 水 滑 石 为 前 驱 体 得 到 了 Ｍ ｇ 、 ｎ 、 ｕ Ａ１ Ｉ 并 ＡＩＺ ＡＩ
活 性 ， 别 是 低 温 活 性 的提 高 尤 为 明 显 ． 特
关键 词 ： 水滑石结构 ； 前驱体； 复合氧化物； 逆水煤气变换反应 ； 耐热性 中 图分类 号 ： Ｑ ３ Ｔ Ｏ２ 文献 标识 码 ： Ａ

水滑石的合成及应用研究报告水滑石（Hydrotalcite）是一种具有层状结构的矿石，属于双氢氧化物类化合物。

它由镁离子和铝离子交替排列而成，化学式为Mg6Al2(OH)16(CO3)·4H2O。

水滑石的合成及应用是一个很重要的研究方向，在环境保护、催化和吸附等方面具有广泛的应用。

水滑石的合成方法主要有化学沉淀法、气相沉积法和离子交换法等。

其中，化学沉淀法是目前应用最为广泛的一种方法。

在这种方法中，通过混合适量的镁盐和铝盐在碱性条件下反应，生成水滑石的沉淀物。

沉淀物经过适当的处理，可以得到纯度较高的水滑石。

水滑石在环境保护方面有着重要的应用价值。

它可以作为吸附剂来吸附废水中的重金属离子、有机污染物和染料等。

水滑石的层状结构使其具有较大的比表面积和孔隙结构，有利于大量吸附分子的吸附。

同时，由于水滑石本身是一种无毒、无害的物质，可以有效地减少废水处理过程中对环境的污染。

水滑石在催化反应中也有着重要的应用。

其层状结构使其具有很好的交换性能和吸附性能，可以作为催化剂的载体来催化气相和液相反应。

例如，水滑石可以用于催化合成甲酸酯、氢化反应和醇醚化反应等。

此外，通过控制水滑石的层间距和活性中心的选择，还可以调控催化剂的活性和选择性，提高反应的效率。

除了在环境保护和催化领域的应用，水滑石还可以用作阻燃剂、吸湿剂和阳离子交换剂等。

水滑石具有较大的比表面积和孔隙结构，在阻燃剂中可以通过吸收热量和生成惰性气体来降低燃烧温度和抑制火焰的扩散。

在吸湿剂中，水滑石可以吸收空气中的湿度，起到保持物品干燥的作用。

在阳离子交换剂中，水滑石可以通过交换结构中的阳离子来实现离子的选择性吸附。

综上所述，水滑石的合成及应用研究是一个具有重要意义的课题。

通过合成纯度较高的水滑石并对其进行表征分析，可以为水滑石在环境保护、催化和吸附等方面的应用提供可靠的基础数据。

对水滑石的合成方法和应用进行深入研究，可以进一步拓宽其应用领域，提高其应用效能，为实现可持续发展做出积极贡献。

的可 调控 性 ；４ 低 表 面能 。类 水滑 石 具有 和水 滑 （）
离 、 化 、 药 等 领 域得 到广 泛 应 用 。 滑 石 类 材 催 医 水 料 主要包 括水 滑 石（ ｙｒｔｌｉ 简称 Ｈ 及 水 滑 Ｈ ｄｏａ ｔ ｃ ｅ， Ｔ） 石类 化 合 物 （ ｙ ｄｏ ｌｉ Ｈ — ｒｔ ｃｅ—ｌ ｅｃｍｐｕ ｄ 简 称 ａ ｔ ｉ ｏ ｏｎｓ， ｋ Ｈ ｌ） Ｔｃ 。其 结 构 既具 有 层 板 上 阳离 子 的 同 晶取 代
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炼 油 与 化 工 ２０ ０ ８年 第 １ 期
ＲＥＦＩ ＮＧ ＮＩ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ ９
水 滑 石 及 类水 滑 石 材 料 的合 成 及 催 化 应 用 新 进 展
杨 一青 ， 刘从 华 ， 莉 ， 亚红 张 王
水 滑石类 化合 物是 一类 层柱 状化 合物 ， 其理 想
组 成 为 Ｍ （Ｉ Ⅲ ） Ｏ Ｏ ２ ４ Ｍ （ Ｉ） Ｉ Ｍ（ Ｈ）Ｃ ３ ．Ｈ Ｏ， Ｉ ６ （ － 为２ 价金 属 阳离子 （ Ｍ ，ｎ ，ｕ ， ｉ ）Ｍ（ ） 如 Ｚ Ｃ Ｎ ， Ⅲ
关键词 ： 水滑石 ； 合成 ； 催化 中图分类号 ：６ ３ ６ ０４． ３ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号： ７ — ９ ２２０ ）１ ０ ０ — ２ １ １４ ６ （ ８０ — ０ ９ ０ ６ ０
水 滑 石 是 一 类 具 有 特 殊 结 构 的 层 状 无 机 材 料 。 有 独 特 的 结 构 和 性 能 ， 离 子交 换 、 附 分 具 在 吸
在 。 Ｍ ２ Ａ。 半径相似 的 ２ 当 ｇ和 １ ＋ 墩 价或 ３ 阳离子 价 同 晶 取 代 ，或 Ｃ ３被 其 他 阴 离 子 取 代 ，即 形 成 Ｏ２ －

类水滑石材料制备及其应用目录目录 (1)1 水滑石的结构及性质 (2)2 水滑石的制备方法[2] (3)2.1水热法 (3)2.2沉淀法 (3)2.3诱导水解法 (3)2.4热处理的重新水合法 (4)2.5离子交换法 (4)2.6焙烧还原法 (4)2.7溶胶-凝胶法 (4)3 水滑石的研究进展及其应用 (5)3.1HTLc的制备、结构解析及合成机理方面 (5)3.2LDHs 及HTLc 的吸附性能及吸附机理的研究 (5)3.3利用LDHs 及HTLc 制备功能复合材料方面 (5)3.4LDHs 及HTLc 在催化研究领域方面 (6)3.5LDHs 及HTLc 的片层剥离研究方面 (6)3.6LDHs 及HTLc 的生物制剂研究方面 (7)3.7LDHs 及HTLc 的紫外阻隔研究方面 (7)4 水滑石研究存在的问题 (7)参考文献 (9)1 水滑石的结构及性质水滑石类化合物又称层状的双金属氢氧化物(Layered Double Hydrotalcides, 简称LDHs或HTLc)，天然存在的水滑石只有镁铝水滑石，其他均为类水滑石，是一类阴离子插层的层状无机功能材料。

层状双金属氢氧化物(LDHs)具有二维层板状结构。

水滑石类化合物的化学组成通式为[M2+(1-x)M3+x(OH)2]x-[A n-]x/n•2H2O，其中M2+为二价金属阳离子(如Mg2+, Zn2+,Cu2+, Ni2+等), M3+为三价金属阳离子(如Al3+, Fe3+, Cr3+,Ga3+等)，且占据了水镁石（Mg(OH)2）层板的八面体孔，其中，x=M3+/(M2++M3+)，A n-为层间的阴离子或阴离子基团。

层间组成：阴离子；保证了LDHs 的电荷守恒。

由于LDHs 层板阳离子排列的均匀有序性，通过煅烧后的LDHs 经过还原，可以得到高分散的负载型金属催化剂[1]。

水滑石类化合物的特殊结构使其具有特殊的性能：1)层板化学组成的可调控性：层状化合物的片层能够应用于纳米复合材料或者成为无机或有机纳米材料的构件，可以通过重新排列或组装，形成新的纳米复合材料、多分子纳米膜等结构。

DOI: 10.1016/S1872-5813(23)60337-8水滑石基臭氧分解催化剂性能研究马嘉川1,2，郭明星1,* ，王　胜2,* ，王树东2（1. 大连海事大学 环境科学与工程学院, 辽宁 大连116026；2. 中国科学院大连化学物理研究所 洁净能源国家实验室, 辽宁 大连116023）摘　要：居室环境内臭氧严重危害人体健康，催化分解法是最有效的臭氧净化技术之一。

高活性和稳定性臭氧分解催化剂的开发是关键，特别是在高湿度大空速下，臭氧的低温催化分解具有较高的技术壁垒。

层状双金属氢氧化物（LDH ）具有独特的二维层状结构，具有灵活的结构可调控性。

本实验通过共沉淀法用过渡金属制得Ni 3Fe 、Ni 3Co 、Ni 3Mn 与Co 3Fe 水滑石结构催化剂，在30 ℃、600000 mL/(g·h)、低湿度RH < 5%和高湿度RH > 90%条件下，测试了其臭氧催化分解性能。

结果表明，Ni 3Co-LDH 在低湿度和高湿度下，都表现出优良的臭氧分解性能，臭氧转化率分别为88%和77%。

结合XRD 、BET 、SEM 、XPS 、Raman 、FT-IR 、TG 等表征手段，揭示了LDH 催化剂优良臭氧分解性能的内在原因机理。

本实验的研究为过渡金属臭氧分解催化剂开发提供了新的思路。

关键词：臭氧分解；层状双氢氧化物；二维层状结构；催化剂；抗水性中图分类号： X511 文献标识码： AStudy on the performance of hydrotalcite-based ozone decomposition catalystMA Jia-chuan 1,2，GUO Ming-xing 1,*，WANG Sheng 2,*，WANG Shu-dong2（1. College of Environmental Science and Engineering , Dalian Maritime University , Dalian 116026, China ；2. Dalian National Laboratory for Clean Energy , Dalian Institute of Chemical Physics ,Chinese Academy of Sciences , Dalian 116023, China ）Abstract: Ozone in the indoor environment is seriously harmful to human health, and the catalytic decomposition method is one of the most effective ozone purification technologies. The development of ozone decomposition catalyst with superior activity and stability is the bottleneck, especially under high humidity, high space velocity,and ambient temperature. Layered double hydroxide (LDH) has a unique two-dimensional layered structure and excellent water resistance. In the paper, Ni 3Fe, Ni 3Co, Ni 3Mn, and Co 3Fe hydrotalcite-structured catalysts were prepared by the coprecipitation method. And their ozone catalytic decomposition performance was tested under 30 ℃, 600000 mL/(g·h), low humidity (RH< 5%), and high humidity (RH > 90%). The results showed that Ni 3Co-LDH exhibited excellent ozone decomposition performance, and the ozone conversion was 88% and 77% under low humidity and high humidity, respectively. Combined with XRD, BET, SEM, XPS, Raman, FT-IR, TG and other characterizations, the intrinsic mechanism of the excellent ozone decomposition performance of LDH catalysts was revealed. The paper provided new ideas for developing transition metal ozone decomposition catalysts.Key words: ozone decomposition ；layered double hydroxide ；two-dimensional layered structure ；catalyst ；waterresistance臭氧（O 3），由三个氧原子构成，O–O 键的距离为0.128 nm ，是氧气的同素异形体，具有极强的氧化性，主要来源于大气中的平流层，可阻挡紫外线、保护地球生物及生存环境。