[發明專利]以蛋殼為原料制備水滑石的方法

有效

• 申請號: 201010270912.2
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101979309A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 王君;李松南;景曉燕;劉琦;殷翠如;宋大雷;葛蘭;張密林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C01B13/14
• 分類號: C01B13/14;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種水滑石的制備方法。

背景技術

水滑石(LDHs)的特殊結構賦予其多樣化的物理化學性質，使其在催化、插層、藥物緩釋、電流變材料、阻燃、污水處理、功能發光材料及半導體等領域顯示出廣闊的應用前景。但由于在傳統的水滑石制備過程中需要消耗大量的可溶性二價和三價鹽、氫氧化鈉以及提供層間陰離子的鈉鹽而不利于實際生產，所以水滑石在實際的生產、生活中應用較少。

A.V.Radha等人以硝酸鈣和硝酸鋁為原料并用氫氧化鈉調節pH，采用共沉淀的方法合成了鈣鋁水滑石(A.V.Radha，P.Vishnu?Kamath，C.Shivakumara，Solid?State?Sciences.1180，7(2005))。Kristy?L.Erickson等人利用尿素法制備碳酸根插層的鋅鋁水滑石，將摩爾濃度比為2∶1的氯化鋅和氯化鋁溶液中加入一定量的尿素，利用尿素分解的產物所提供的堿性條件和碳酸根合成水滑石(Kristy?L.Erickson，Thor?E.Bostrom，Ray?L.Frost，Materials?Letters.226，59(2005))。J.Olanrewaju等人用氨水提供堿性環境合成水滑石，其主要合成方法是：在不同的溫度下，將氨水分別加入到不同摩爾比的硝酸鎂和硝酸鋁溶液中反應、過濾、洗滌、干燥制得水滑石。在該實驗中，用氫氧化鈉提供堿性環境和用微波輔助作為合成方法也被引用作對比試驗(J.Olanrewaju，B.L.Newalkar，C.Mancino，S.Komarneni，Materials?Letters.307，(45)2000)。Feng?Yang等人將三氧化二鋁薄膜加入到含有六甲基四氨和硝酸鋅的溶液中，在薄膜表面原位生長的水滑石，在這個過程中六甲基四氨提供所需的堿性環境(Feng?Yang，Bo?Yu?Xie，Jing?Zhi?Sun，Jia?Ke?Jin，Mang?Wang，Materials?Letters.1302，62(2008))。

綜上所述，水滑石的制備過程主要可以分為以下幾步：首先，配置含有一定摩爾比的二價和三價金屬鹽溶液；然后在堿性環境中使金屬離子沉淀；再利用不同的輔助手段來提高其結晶度；最后，反復過濾、洗滌、干燥即制得水滑石。這些方法雖然可以得到所需的水滑石，但由于在制備過程中添加的金屬鹽和堿成本較高，這間接提高了水滑石的生產成本而使其在實際的生產應用中受到了限制(Kok-Hui?Goh，Teik-Thye?Lim，ZhiliDong，Water?Research.1343，42(2008)；Jaime?S.Valente，Manuel?Sánchez-Cantú，Enrique?Lima，Figueras，Chem.Mater.5809-5818，21(2009)；S.K.Sharma，P.K.Kushwaha，V.K.Srivastava，S.D.Bhatt，R.V.Jasra，Ind.Eng.Chem.Res.46(14)，4856(2007))。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單、成本低且利于實際生產的以蛋殼為原料制備水滑石的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)將表面清洗干凈的蛋殼在313-393K溫度下干燥1-12h后在573-1273K溫度下焙燒1-12h，制得焙燒產物；

(2)按照焙燒產物0.56-2.24g加入蒸餾水20-50mL的比例將焙燒產物加入蒸餾水中，攪拌5-100min，與含有20-50mL三價金屬離子的鹽溶液混合，得到Ca與三價金屬離子的摩爾比為5∶1-2∶1的反應液；

(3)反應液反應0.5-48h后，過濾、干燥即得水滑石產物。

所述的蛋殼是雞蛋殼、鴨蛋殼或鵝蛋殼及其它們的混合物。

所述三金屬離子為Al³⁺、Fe³⁺或Cr³⁺及其它們的混合物。

本發明針對已有的水滑石制備方法中存在的問題，提供了一種以蛋殼為原料制備水滑石的方法，該方法是一種簡單的、低成本的且利于實際生產的水滑石制備方法。本方法在水滑石的制備過程中不需添加NaOH、氨水等原料提供堿性環境、不需添加鈉鹽提供插層陰離子，且組成水滑石所需的二價金屬離子全部來自生活廢料—蛋殼。