أربع تقنيات تعديل رئيسية للهيدرووتالسيت

Hydrotalcite (طبقات هيدروكسيدات مزدوجة ، LDH) عبارة عن مادة وظيفية حاملة غير عضوية ذات طبقات ، وأنيونات الطبقة البينية قابلة للاستبدال ، ويمكن تعديل الكمية والنوع بشكل استراتيجي وفقًا للاحتياجات الفعلية. إن خصائص التمسخ القابل للانضباط لهذا التكوين وهيكل LDHs تجعلها واحدة من المواد ذات الإمكانات البحثية وآفاق التطبيق في مجالات الحفز الصناعي ، والكيمياء الكهروضوئية ، وإطلاق الدواء ، وتعديل البلاستيك ، ومعالجة مياه الصرف الصحي.

نظرًا لأن LDHs عبارة عن مواد غير عضوية محبة للماء بدرجة عالية ، كما أن تباعد الطبقات البينية للهيكل الرقائقي صغير ، فإن التوافق مع البوليمرات ضعيف ، والتشتت على نطاق النانو لـ LDH ليس من السهل تحقيقه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قابلية تبادل الأنيونات بين طبقات LDH تجعل من LDHs المعدل له خصائص وظيفية محددة. لذلك ، يجب تعديل LDHs لتحسين الخصائص البينية وتوسيع نطاق التطبيق.

هناك العديد من طرق التعديل لـ LDHs ، ويمكن اختيار الطريقة المناسبة وفقًا للخصائص المطلوبة ومجالات التطبيق للمواد الاصطناعية. من بينها ، تشمل الطرق الأكثر استخدامًا بشكل أساسي طريقة الترسيب المشترك ، وطريقة التوليف الحراري المائي ، وطريقة التبادل الأيوني وطريقة استرداد التحميص.

1. طريقة الترسيب المشترك

الترسيب المشترك هو الطريقة الأكثر استخدامًا لتركيب LDHs. أضف المحلول المائي المختلط الذي يحتوي على نسبة معينة من الكاتيونات المعدنية ثنائية التكافؤ وثلاثية التكافؤ في المحلول القلوي ، وتحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني للنظام ، وحافظ على درجة حرارة معينة ، وتفاعل تحت التحريك المستمر والسريع حتى يترسب المحلول ، واستمر في تقادم الراسب لفترة من الوقت ، ثم يتم ترشيحها وغسلها وتجفيفها للحصول على مادة LDH صلبة. عادة يمكن استخدام النترات والكلوريدات والكبريتات والكربونات كأملاح معدنية ، ويمكن اختيار القلويات الشائعة الاستخدام من هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم وماء الأمونيا. تتميز طريقة الترسيب المشترك بمزايا طريقة العملية البسيطة وفترة التركيب القصيرة والتحكم السهل في الظروف ونطاق التطبيق الواسع. يمكن تحضير تركيبات وأنواع مختلفة من LDH باستخدام الأنيونات والكاتيونات المختلفة.

2. الطريقة المائية الحرارية

بشكل عام ، لا تتطلب الطريقة الحرارية المائية معالجة بدرجة حرارة عالية ، ويمكنها التحكم في التركيب البلوري للمنتج للحصول على LDHs بهيكل طبقات واضح. تم وضع الخليط في الأوتوكلاف ، وعند درجة حرارة معينة ، تم إجراء تفاعلات ثابتة لفترات مختلفة للحصول على LDHs.

3. طريقة التبادل الأيوني

طريقة التبادل الأيوني هي تبادل الأنيونات البينية لـ LDHs الموجودة مع الأنيونات الضيفة الأخرى للحصول على نوع جديد من مركب LDHs الضيف. يمكن ضبط عدد ونوع الأنيونات بين الطبقات وفقًا للخصائص المرغوبة. أنيون الضيف ، وسيط التبادل ، ودرجة الحموضة ووقت رد الفعل جميعها لها تأثير كبير على عملية التبادل الأيوني.

4. تحميص طريقة الاسترداد

تنقسم طريقة التحميص إلى خطوتين. تم تحميص LDHs أولاً عند درجة حرارة عالية عند 500-800 درجة مئوية ، ويمكن إزالة الطبقة البينية CO32− ، NO3− أو جزيئات الأنيون العضوية الأخرى بعد عملية التكليس. انهار الهيكل الرقائقي للحصول على أكاسيد مزدوجة الطبقات (LDO). ثم ، وفقًا لتأثير الذاكرة لـ LDO ، فإنه يمتص الأنيونات لإعادة تكوينه في LDHs في محلول مائي. تتمثل ميزة طريقة استخلاص التكليس في أنه يمكن الحصول على الهيدرووتالسيت الأنيوني المطلوب بطريقة مستهدفة ، ويمكنه القضاء على المنافسة مع الأنيونات العضوية ، وتحسين مقاومة الأحماض ، وتطبيقه في نطاق أوسع من الأس الهيدروجيني. يجب أيضًا مراعاة أن درجة حرارة التكليس العالية جدًا قد تدمر بنية طبقات الهيدرووتالسيت. بالإضافة إلى ذلك ، يجب الانتباه إلى تركيز الوسائط الأنيونية أثناء الشفاء.