[發(fā)明專利]層間距可調(diào)的高純度水滑石類化合物的簡(jiǎn)單制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210001041.3
• 申請(qǐng)日: 2012-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102530881A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)東錦;陳靜;孫旭鐲;王寧;劉文舉;劉永德;李道榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B13/14
• 分類號(hào): C01B13/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水滑石類化合物的制備方法，屬于材料合成領(lǐng)域。本發(fā)明提出了一種制備高純度的水滑石類化合物的簡(jiǎn)單方法，具體是：通過(guò)調(diào)整原料液中二價(jià)金屬及三價(jià)金屬含量配比，可得到層間距不同的水滑石類化合物；通過(guò)多次離心分離洗滌，采用電導(dǎo)率儀監(jiān)測(cè)雜質(zhì)鹽類的洗脫情況從而獲得高純度的水滑石類化合物。

技術(shù)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(fù)電荷的陰離子所構(gòu)成的層狀化合物，理想化學(xué)組成為Mg₆AL₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O。其層狀結(jié)構(gòu)可由水鎂石Mg(OH)₂的結(jié)構(gòu)衍生而來(lái)，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(nèi)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(jié)構(gòu)呈電中性。由于層板和層間陰離子通過(guò)氫鍵連接，使得層間陰離子具有可交換性。后來(lái)人們利用其他同價(jià)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(jiǎn)稱HTLCS)，分子通式為[M²⁺_(1-X)N³⁺_X(OH)₂]^X+[A^n-]_X/n·zH₂O，M²⁺為二價(jià)金屬陽(yáng)離子，N³⁺是三價(jià)金屬陽(yáng)離子，A^n-為陰離子，X為N³⁺/(M²⁺+N³⁺)比率，一般來(lái)說(shuō)，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(yīng)兩大特性，經(jīng)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(fù)為水滑石的層狀結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng)使得水滑石可以作為高效陰離子吸附劑而使用。同時(shí)，水滑石以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，在建筑材料、環(huán)保、催化、醫(yī)藥及有機(jī)合成領(lǐng)域也得到了十分廣泛的應(yīng)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(fù)原法、尿素分解法。但上述方法中，對(duì)產(chǎn)品的洗滌方式及條件尚沒(méi)有明確的認(rèn)識(shí)，而洗滌環(huán)節(jié)成功與否直接影響產(chǎn)品純度。同時(shí)，對(duì)層間距不同的水滑石的制備也沒(méi)有確定的技術(shù)路線。

本發(fā)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(jiǎn)單方法，使其與傳統(tǒng)方法相比，反應(yīng)條件易于操控，簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

一種層間距可調(diào)的高純度水滑石類粘土化合物，其化學(xué)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(jià)金屬陽(yáng)離子，N³⁺是三價(jià)金屬陽(yáng)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(jié)合水。