(中國粉體技術網/三水)水滑石是一種層柱狀雙金屬氫氧化物(Layered double hydroxide compounds,簡稱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+同晶取代得到結構相似的一類化合物,稱為類水滑石,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-,便可形成不同的類水滑石。其結構非常類似于水鎂石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,使得這一結構呈電中性。此外,在氫氧化物層中同時存在著一些水分子,這些水分子可以在不破壞層狀結構的條件下去除。
水滑石具有特殊的結構和物理化學性質,如帶電性質、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、殺蟲劑、污水處理劑、電流變調節劑、醫藥、醫藥載體及石油工業等眾多領域具有廣泛的應用。
水滑石及類水滑石化合物以其獨特的結構、元素組成的可調變性、孔結構的可調變性及優良的催化性能廣泛應用于堿性催化劑、氧化還原催化劑以及催化劑載體等各類催化反應,此類催化劑活性高、價格便宜,對環境友好,因此在精細化工方面也得到了越來越多的關注。
Murcia-Mascaros等研究了采用Cu-Zn-Al類水滑石為前驅體制備的催化劑對甲醇的催化氧化反應,在反應溫度323℃,氧氣和甲醇的摩爾比為0.4條件下,甲醇的轉化率達80%,氫氣的選擇性為100%,COx和甲醛等副產物均得到有效控制。
Kanede等研究了Mg/Al水滑石催化不飽和酮的環氧化反應,采用H2O2為氧化劑,在313K下,反應5h,不飽和酮的轉化率為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等研究發現,在Cu-Mg-Al復合氧化物催化劑中添加氧化缽可有效催化除去SOx,1min內SOx的去除率可達到80%以上,并且反應2h后催化劑穩定性仍能保持不變。
張海永等報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,其在反應時間8h,反應溫度140℃,催化劑用量1%-2%,苯甲醛/丙二酸二乙酯摩爾比為1-1.2最佳反應條件下,轉化率達97.42%。 |