[發(fā)明專利]層狀二硅酸鈉及制備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01121390.6
• 申請日: 2001-06-11
• 公開（公告）號: CN1101336C
• 公開（公告）日: 2003-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董晉湘;徐紅;杜志剛;李晉平;荊學(xué)珍
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;C11D3/08
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司
• 代理人: 龐建英

本發(fā)明層狀二硅酸鈉及制備屬于無機(jī)應(yīng)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種作為無磷洗滌劑助劑的層狀二硅酸鈉材料及制備。

合成洗滌劑是人類日常生活的必需品，在合成洗滌劑的制備中，必須加入15-20％的洗滌劑助劑以有效地脫除水中的鈣、鎂離子，提高表面活性劑的使用效率。目前，應(yīng)用最為廣泛的助劑是三聚磷酸鈉，但它的使用對環(huán)境有明顯的污染，是水體富營養(yǎng)化的主要污染源之一。

洗滌劑的無磷化是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。目前，替代三聚磷酸鈉的無磷洗滌劑助劑有：4A沸石分子篩、水合偏硅酸鈉、層狀硅酸鹽、氮川三乙酸、檸檬酸鈉等多種材料，其中層狀二硅酸鈉是80年代末由德國Hoechst公司開發(fā)的(U.S.Pat.No4,585,642，U.S.Pat.No4,820,439)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境友好、鈣、鎂離子交換容量大、緩沖能力強(qiáng)、原料易得、生產(chǎn)工藝簡單。從使用性能和生產(chǎn)成本等方面綜合比較，層狀二硅酸鈉優(yōu)于目前廣泛使用的無磷洗滌劑助劑4A沸石分子篩，是一種理想的無磷洗滌劑助劑。

目前洗衣粉生產(chǎn)主要采用高塔噴粉干燥法。在噴霧干燥之前，各種原料需在60-80℃的熱蒸餾水中研磨混合(需15-25分鐘)，在這個過程中，要求各種助份保持性質(zhì)穩(wěn)定。但在使用中發(fā)現(xiàn)(U.S.Pat.No4,950,310)：δ-層狀二硅酸鈉與熱蒸餾水(65℃，30分鐘)混合后，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為鈣、鎂離子交換容量較低的產(chǎn)品，失去了原有性能，嚴(yán)重影響了它在洗滌劑生產(chǎn)前配料中的使用。

本發(fā)明層狀二硅酸鈉及制備的目的在于為解決上述存在的問題，將在δ-層狀二硅酸鈉的合成中，引入雜原子，有效地改善它在蒸餾水中的穩(wěn)定性。從而提供一種新型改性δ-層狀二硅酸鈉材料及其制備方法，成功地制備出在蒸餾水中高穩(wěn)定性的δ-層狀二硅酸鈉。

本發(fā)明層狀二硅酸鈉其特征在于是一種具有排列規(guī)則的二維層狀晶體結(jié)構(gòu)，在層狀硅酸鈉的晶體結(jié)構(gòu)中，兩個SiO₄四面體共用一個氧原子彼此互相連接形成帶負(fù)電荷的層，層與層之間由相互作用力較弱的陽離子連接。δ-層狀二硅酸鈉具有大的孔口尺寸，接近于圓形，故δ-層狀二硅酸鈉具有較好的鈣、鎂離子交換性能。

本發(fā)明層狀二硅酸鈉的制備，其特征在于，將在δ-層狀二硅酸鈉的合成中引入雜原子，其所述的雜原子化合物為雜原子的鹵代物、氧化物和硫酸鹽，指LiCl，KCl，MgCl₂，CaCl₂，F(xiàn)eCl₃，ZrOCl₂，AlCl₃，NaAlO₂，CaO，MgO，LiOH，K₂O，K₂SO₄，MgSO₄，Al₂(SO₄)₃。

本發(fā)明所述的含雜原子的δ-層狀二硅酸鈉的合成是按下列步驟進(jìn)行的：

1.將鎳坩堝放在稀堿溶液中，在100℃下浸泡24小時，取出、洗凈、烘干。

2.先向鎳坩堝中加入一定量含雜原子的化合物(占固體產(chǎn)物總量的0.1％-5％)，然后加入液體水玻璃10ml攪拌均勻，進(jìn)入馬弗爐焙燒。焙燒溫度在550-780℃，焙燒時間在10min-180min。

本發(fā)明所述的含雜原子的δ-層狀二硅酸鈉穩(wěn)定性試驗(yàn)是按下列步驟進(jìn)行的：

將層狀二硅酸鈉與蒸餾水以1∶1的比例混合，攪拌均勻后，密閉放入80℃的恒溫水浴中，到設(shè)定時間迅速取出，在400℃的馬福爐中快速干燥后，用XRD檢測樣品的相對結(jié)晶度。

本發(fā)明所述的含雜原子的δ-層狀二硅酸鈉的鈣離子交換容量的測定方法如下：

移取50ml?0.05mol/lCaCl₂溶液于500ml的容量瓶中定容，倒入1000ml的三口瓶中，滴加0.5mol/lNaOH溶液將pH值調(diào)到10左右。然后將三口瓶在35℃的恒溫水浴中恒溫至35±1℃，加入已稱量好的試樣0.5g，在不斷攪拌下恒溫20分鐘后，立即過濾。然后用50ml的移液管吸取濾液50ml于250ml錐形瓶中，加入2.5mol/lNaOH溶液2ml和少許鈣指示劑，用0.01mol/l的EDTA溶液滴定至由酒紅色變?yōu)樘m色。計算方法如下：

E＝100.08×(50×C₀-10×C₁×V_E)/m

其中：

?????C₀：CaCl₂標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/l；