Hidrotalsitin dört ana modifikasyon teknolojisi

Hidrotalsit (Katmanlı Çift Hidroksit, LDH’ler) katmanlı bir inorganik taşıyıcı fonksiyonel malzemedir, ara katman anyonları değiştirilebilir ve miktar ve tip gerçek ihtiyaçlara göre stratejik olarak ayarlanabilir. Bu bileşimin ayarlanabilir denatürasyon özellikleri ve LDH’lerin yapısı, onları endüstriyel kataliz, fotoelektrokimya, ilaç salımı, plastik modifikasyon ve atık su arıtma alanlarında araştırma potansiyeli ve uygulama beklentileri olan malzemelerden biri yapar.

LDH’ler oldukça hidrofilik inorganik maddeler olduğundan ve katmanlı yapının ara katman aralığı küçük olduğundan, polimerlerle uyumluluk zayıftır ve LDH’lerin nano ölçekli dağılımını elde etmek kolay değildir. Ek olarak, LDH katmanları arasındaki anyonların değişebilirliği, değiştirilmiş LDH’lerin belirli fonksiyonel özelliklere sahip olmasını sağlar. Bu nedenle, arayüz özelliklerini iyileştirmek ve uygulama aralığını genişletmek için LDH’lerin değiştirilmesi gerekir.

LDH’ler için pek çok modifikasyon yöntemi vardır ve sentetik malzemelerin istenen özelliklerine ve uygulama alanlarına göre uygun yöntem seçilebilir. Bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan yöntemler birlikte çöktürme yöntemi, hidrotermal sentez yöntemi, iyon değiştirme yöntemi ve kavurma geri kazanım yöntemidir.

1. Birlikte yağış yöntemi

Birlikte çöktürme, LDH’lerin sentezi için en yaygın kullanılan yöntemdir. Belirli bir oranda iki değerlikli ve üç değerlikli metal katyonları içeren karışık sulu çözeltiyi alkali çözeltiye ekleyin, sistemin pH değerini kontrol edin, belirli bir sıcaklığı koruyun, çözelti çökene kadar sabit ve hızlı karıştırma altında reaksiyona girin ve çökeltiyi yaşlandırmaya devam edin. ve sonra süzüldü, yıkandı ve kurutularak LDH’ler katı elde edildi. Metal tuzları olarak genellikle nitratlar, klorürler, sülfatlar ve karbonatlar kullanılabilir ve yaygın olarak kullanılan alkaliler, sodyum hidroksit, potasyum hidroksit ve amonyak suyundan seçilebilir. Birlikte çöktürme yöntemi, basit işlem yöntemi, kısa sentez süresi, koşulların kolay kontrolü ve geniş uygulama aralığı gibi avantajlara sahiptir. Farklı anyonlar ve katyonlar kullanılarak çeşitli bileşimler ve LDH türleri hazırlanabilir.

2. Hidrotermal yöntem

Genel olarak, hidrotermal yöntem yüksek sıcaklıkta işlem gerektirmez ve belirgin katmanlı yapıya sahip LDH’ler elde etmek için ürünün kristal yapısını kontrol edebilir. Karışım bir otoklava yerleştirildi ve belirli bir sıcaklıkta LDH’leri elde etmek için farklı sürelerde statik reaksiyonlar yapıldı.

3. İyon değişim yöntemi

İyon değiştirme yöntemi, yeni tip bir konuk LDH bileşiği elde etmek için mevcut LDH’lerin ara katman anyonlarını diğer konuk anyonlarla değiştirmektir. Katmanlar arasındaki anyon sayısı ve türü istenilen özelliklere göre ayarlanabilmektedir. Konuk anyon, değişim ortamı, pH ve reaksiyon süresinin tümü, iyon değişim süreci üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

4. Kavurma kurtarma yöntemi

Kavurma kurtarma yöntemi iki adıma ayrılmıştır. LDH’ler ilk önce 500-800 °C’de yüksek sıcaklıkta kalsine edildi ve ara katman CO32−, NO3− veya diğer organik anyon molekülleri kalsinasyon işleminden sonra çıkarılabilir. Katmanlı Çift Oksitleri (LDO) elde etmek için katmanlı yapı çöktü. Daha sonra, LDO’nun hafıza etkisine göre, sulu çözeltide LDH’leri yeniden oluşturmak için anyonları emer. Kalsinasyon geri kazanım yönteminin avantajı, istenilen anyonik hidrotalsitin hedeflenen şekilde elde edilebilmesi, organik anyonlarla rekabeti ortadan kaldırabilmesi, asit direncini artırabilmesi ve daha geniş bir pH aralığında uygulanabilmesidir. Çok yüksek kalsinasyon sıcaklığının hidrotalsitin katmanlı yapısını bozabileceği de dikkate alınmalıdır. Ayrıca geri kazanım sırasında anyonik ortamın konsantrasyonuna da dikkat edilmelidir.