（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）水滑石是一種層柱狀雙金屬氫氧化物(Layered double hydroxide compounds,簡(jiǎn)稱(chēng)LDH),分子組成是Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O，是一種陰離子型層狀化合物。水滑石中的Mg2+、Al3+被M2+、M3+同晶取代得到結(jié)構(gòu)相似的一類(lèi)化合物，稱(chēng)為類(lèi)水滑石，分子通式：M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n·yH2O，其中M2+=Mg2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Cu2+等；M3+=Al3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+等；An-為在堿性溶液中可穩(wěn)定存在的陰離子，如：CO32-、NO3-、Cl-、OH-、SO42-等；x=0.2～0.33，y=0～6。不同的M2+和M3+，不同的填隙陰離子A-，便可形成不同的類(lèi)水滑石。其結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似于水鎂石Mg(OH)2，由MgO6八面體共用棱形成單元層，位于層上Mg2+、Al3+、OH-層帶有正電荷。層間有的Mg2+可在一定范圍內(nèi)被Al3+同晶取代，使交換的陰離子CO32-與層板上的正電荷平衡，使得這一結(jié)構(gòu)呈電中性。此外，在氫氧化物層中同時(shí)存在著一些水分子，這些水分子可以在不破壞層狀結(jié)構(gòu)的條件下去除。
水滑石具有特殊的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，如帶電性質(zhì)、陰離子可交換性、吸附性能催化性能等，在催化劑、催化劑載體、殺蟲(chóng)劑、污水處理劑、電流變調(diào)節(jié)劑、醫(yī)藥、醫(yī)藥載體及石油工業(yè)等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
水滑石及類(lèi)水滑石化合物以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、元素組成的可調(diào)變性、孔結(jié)構(gòu)的可調(diào)變性及優(yōu)良的催化性能廣泛應(yīng)用于堿性催化劑、氧化還原催化劑以及催化劑載體等各類(lèi)催化反應(yīng),此類(lèi)催化劑活性高、價(jià)格便宜,對(duì)環(huán)境友好,因此在精細(xì)化工方面也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。
Murcia-Mascaros等研究了采用Cu-Zn-Al類(lèi)水滑石為前驅(qū)體制備的催化劑對(duì)甲醇的催化氧化反應(yīng),在反應(yīng)溫度323℃,氧氣和甲醇的摩爾比為0.4條件下,甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)80%,氫氣的選擇性為100%,COx和甲醛等副產(chǎn)物均得到有效控制。
Kanede等研究了Mg/Al水滑石催化不飽和酮的環(huán)氧化反應(yīng),采用H2O2為氧化劑,在313K下,反應(yīng)5h,不飽和酮的轉(zhuǎn)化率為91%。并且其催化能力隨著水滑石表面堿量的增加而增加。
Palo-mares等研究發(fā)現(xiàn),在Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物催化劑中添加氧化缽可有效催化除去SOx,1min內(nèi)SOx的去除率可達(dá)到80%以上,并且反應(yīng)2h后催化劑穩(wěn)定性仍能保持不變。
張海永等報(bào)道了磁性鎂鋁水滑石固體堿催化苯甲醛與丙二酸二乙酯Knoeve-nagel縮合反應(yīng),其在反應(yīng)時(shí)間8h,反應(yīng)溫度140℃,催化劑用量1%-2%,苯甲醛/丙二酸二乙酯摩爾比為1-1.2最佳反應(yīng)條件下,轉(zhuǎn)化率達(dá)97.42%。 |
