[發明專利]層間距可調的高純度水滑石類化合物的簡單制備方法

無效

• 申請號: 201210001041.3
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102530881A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 萬東錦;陳靜;孫旭鐲;王寧;劉文舉;劉永德;李道榮
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: C01B13/14
• 分類號: C01B13/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及水滑石類化合物的制備方法，屬于材料合成領域。本發明提出了一種制備高純度的水滑石類化合物的簡單方法，具體是：通過調整原料液中二價金屬及三價金屬含量配比，可得到層間距不同的水滑石類化合物；通過多次離心分離洗滌，采用電導率儀監測雜質鹽類的洗脫情況從而獲得高純度的水滑石類化合物。

技術背景

水滑石類化合物是一類由帶正電荷層和層間填充帶負電荷的陰離子所構成的層狀化合物，理想化學組成為Mg₆AL₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O。其層狀結構可由水鎂石Mg(OH)₂的結構衍生而來，Mg(OH)₂八面體共用棱形成單元層，位于層上的Mg²⁺可在一定的范圍內被Al³⁺同晶取代，使得層板帶正電荷，層間有可交換的CO₃^2-與層板上的正電荷平衡，使得其整體結構呈電中性。由于層板和層間陰離子通過氫鍵連接，使得層間陰離子具有可交換性。后來人們利用其他同價離子同晶取代Mg²⁺、Al³⁺離子人工合成了各種類型的類水滑石化合物(Hydrotalcite-like?compounds，簡稱HTLCS)，分子通式為[M²⁺_(1-X)N³⁺_X(OH)₂]^X+[A^n-]_X/n·zH₂O，M²⁺為二價金屬陽離子，N³⁺是三價金屬陽離子，A^n-為陰離子，X為N³⁺/(M²⁺+N³⁺)比率，一般來說，X的值在0.2-0.33之間，即M²⁺/N³⁺摩爾比介于2至4之間。水滑石具有層間離子交換性和記憶效應兩大特性，經培燒的水滑石氧化物在一定條件下可重新吸收水中陰離子從而恢復為水滑石的層狀結構，這種獨特的結構記憶效應使得水滑石可以作為高效陰離子吸附劑而使用。同時，水滑石以其獨特的結構和性能，在建筑材料、環保、催化、醫藥及有機合成領域也得到了十分廣泛的應用。

目前，用于制備水滑石類化合物的方法主要有共沉淀法、水熱合成法、離子交換法、焙燒復原法、尿素分解法。但上述方法中，對產品的洗滌方式及條件尚沒有明確的認識，而洗滌環節成功與否直接影響產品純度。同時，對層間距不同的水滑石的制備也沒有確定的技術路線。

本發明的目的：提出一種可制備不同層間距的高純度水滑石類化合物的簡單方法，使其與傳統方法相比，反應條件易于操控，簡單易行，可獲得層間距不同的高純度水滑石類化合物，適合標準化、規模化工業生產。

發明內容

一種層間距可調的高純度水滑石類粘土化合物，其化學組成和分子通式為：

「M²⁺_(1-X)N³⁺_X(OH)₂」^X+「A^n-」_X/n·zH₂O

其中M²⁺為二價金屬陽離子，N³⁺是三價金屬陽離子，A^n-為陰離子，X為N³⁺/(M²⁺+N³⁺)比率。該化合物層板為M²⁺及N³⁺的氫氧化物，層間為陰離子A^n-及少量結合水。