铜铝类水滑石材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种铜铝类水滑石材料的制备方法及其应用，制备步骤如下：首先取氨水溶液，将碳酸钠加入搅拌均匀形成混合碱液；再配制硝酸铜和硝酸铝的铜铝离子混合溶液，一并滴加到并配制柠檬酸钠和硝酸铜混合乙醇水溶液中，不停地机械搅拌。用酸调节混合溶液的pH值，然后晶化，再通过离心分离得到固体样品，然后反复洗涤，干燥，获得类水滑石前体，然后通过煅烧，获得Cu‑Al‑CuO‑C类水滑石。本发明的铜铝水滑石材料具有较好的超电容特性，可将其用作超电容的电极材料。本发明所用的原料廉价易得，首次合成利用了Na₂[Cu(C₆H₇O₅)]配位化合物，原子转化率高，降低工业化成本。

主权项

一种铜铝类水滑石材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）称取定量的可溶性碳酸盐，加入含有氢氧根离子的碱性溶液中，充分搅拌均匀，用去离子水溶解定容，并通氮气除去混合溶液中的氧；2）称取定量的可溶性铜盐和定量的可溶性铝盐，按照可溶性铜盐和可溶性铝盐的质量配比为（1：4）～（1：11.85）的比例，将可溶性铜盐和可溶性铝盐混合，用去离子水溶解定容，并通氮气除去混合溶液中的氧，并使其中所述步骤1）中的可溶性碳酸盐与本步骤中的可溶性铜盐的质量比为（1：1.6）～（1：15）；3）将Na₂[Cu(C₆H₇O₅)]溶液注入在三口烧瓶中，在氮气保护下，将所述步骤1）和步骤2）中制备的各混合溶液通过分压漏斗，同时缓慢滴加到三口烧瓶中的Na₂[Cu(C₆H₇O₅)]溶液中形成混合溶液体系，并以200～300 r/min的速度对三口烧瓶中的混合溶液体系不停地进行机械搅拌，当在所述步骤1）和步骤2）中制备的各混合溶液滴加完之后，用酸调节混合溶液体系的pH值为7.5～9，然后在70～90℃温度下，晶化10～18小时，当反应结束后在混合溶液体系中析出固体产物，然后将混合溶液体系连同固体产物慢慢冷却至室温；4）将在步骤3）中的混合溶液体系中析出固体产物通过离心分离的方法，得到固体样品，再对固体样品反复洗涤，去除固体样品中的可溶物离子，紧接着将固体样品放在干燥的烧杯中置于70‑100℃的真空干燥箱中干燥12‑24小时，获得含有Cu‑Al‑[Cu(C₆H₄O₇)]^2‑的类水滑石化合物前体样品；5）将在所述步骤4）中获得的含有Cu‑Al‑[Cu(C₆H₄O₇)]^2‑的类水滑石化合物前体样品在氮气保护下，进行煅烧，煅烧温度450‑550 ℃，煅烧时间4‑8小时，最终制备得到Cu‑Al‑CuO‑C类水滑石材料。