[發(fā)明專利]利用稻殼灰制備高純α-層狀硅酸鈉的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510033360.6
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104591197A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧苗;彭小麗;張國勇;林金輝;劉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;B09B3/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)應(yīng)用材料和化工制備領(lǐng)域，特別涉及一種利用稻殼灰制備作為固體潤滑劑的α-層狀硅酸鈉的方法。

背景技術(shù)

α-層狀硅酸鈉（層硅）是一類具有插層化合物特點(diǎn)的無機(jī)晶體材料，晶體結(jié)構(gòu)中存在帶有負(fù)電荷且規(guī)則排列的硅氧四面體層，層與層之間通過Na⁺平衡電荷和支撐，具有與石墨、二硫化鉬、二硫化鎢等層狀無機(jī)材料相似的性能-極壓抗磨和摩擦改進(jìn)，在工業(yè)上具有較廣的應(yīng)用前景，而且其功能全面、使用無污染,?是具有巨大開發(fā)潛力的固體潤滑材料。

目前α-層狀硅酸鈉的制備方法有以下幾種：蒸發(fā)干燥結(jié)晶法、液體水玻璃直接焙燒法、速溶硅酸鈉轉(zhuǎn)化合成法、水熱合成法、固體水玻璃直接轉(zhuǎn)化法。現(xiàn)有的制備α-層狀硅酸鈉的方法往往存在生產(chǎn)成本高、對設(shè)備要求高、操作難度較大、制備工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。現(xiàn)行技術(shù)中，生產(chǎn)的α-層狀硅酸鈉純度相對較低，雖然有報道稱合成了高純α-層狀硅酸鈉，如申請?zhí)枮?00410012440.5的中國專利申請，采用模數(shù)為2.0±0.05液體水玻璃，置于750-800℃的高溫中，反應(yīng)30-360分鐘，合成α-層狀硅酸鈉，但水玻璃其中加入了3-30%的混合晶種，而且反應(yīng)時間相對較長；又如，申請?zhí)枮?00410064556.3的中國專利申請，雖然克服了水玻璃法成本高和石英/純堿法操作壓力高的缺點(diǎn)，采用了廉價的膨潤土，經(jīng)過一系列的處理，但是制備出的是β和δ晶型的層狀結(jié)晶二硅酸鈉產(chǎn)品，而且生產(chǎn)工藝復(fù)雜。

我國是世界上最大的水稻種植國家，稻谷年產(chǎn)量約為2億噸，稻殼通常占稻谷的?20%，稻殼資源十分豐富。然而，稻殼表面堅硬，硅含量高，不易被細(xì)菌分解，且堆積密度小，廢棄破壞環(huán)境，焚燒造成大氣污染，所以稻殼的開發(fā)利用意義重大。我國稻殼的利用方式包括制備墻磚、飼料、熱解等，這些利用方式也存在成本較高、利用有限、附加值較低等缺點(diǎn)。稻殼灰中二氧化硅含量高達(dá)90%以上，現(xiàn)有技術(shù)中有運(yùn)用此特點(diǎn)生產(chǎn)如泡花堿、白炭黑、二氧化硅等含硅化合物的報道。但是，這些只是簡單應(yīng)用了稻殼灰中的無定型二氧化硅這種化學(xué)物質(zhì)，其產(chǎn)物附加值較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種利用稻殼灰制備高純α-層狀硅酸鈉的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。

一種利用稻殼灰制備高純α-層狀硅酸鈉的方法，包括以下步驟：

（1）將稻殼灰放入氫氧化鈉溶液中浸取，浸取時間為1～6h；

（2）將步驟（1）中溶液過濾,?用NaOH將濾液中Na:Si的摩爾比調(diào)整為0.90～1.1，

（3）將步驟（2）調(diào)整后的濾液在100℃～200℃下干燥；

（4）將步驟（3）干燥后的物料在760℃～820℃下保溫30min～210min；然后冷卻，得到α-層狀硅酸鈉。

本發(fā)明中α-層狀硅酸鈉的純度，除非特別說明，均是指質(zhì)量百分比計的純度。

本發(fā)明制備α-層狀硅酸鈉的方法是由稻殼灰與氫氧化鈉溶液按照一定的摩爾比混合均勻，無需加入晶種，再將混合均勻后的物料干燥，然后在高溫下燒成，冷卻后即可制得α相含量最高可達(dá)100%的層狀硅酸鈉，比現(xiàn)行的工業(yè)產(chǎn)品純度高8%以上，該方法工藝簡單，制備成本低且效率更高，所制得的產(chǎn)品由于純度高使得其附加值高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于。

（1）本發(fā)明采用稻殼灰作為硅源，產(chǎn)品的原料成本低，有效的進(jìn)行資源再循環(huán)，提高了資源利用率，具有顯著的環(huán)保意義和社會效益。

（2）本發(fā)明制備工藝所需的煅燒時間相對較短，有利于顯著降低能耗，從而降低生產(chǎn)成本，減少了資源消耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（3）本發(fā)明合成α-層狀硅酸鈉，含量最高可達(dá)100%，產(chǎn)品附加值高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（4）本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，對生產(chǎn)設(shè)備（無需噴霧干燥）和生產(chǎn)條件（石英/純堿法操作壓力高）要求不高，操作容易。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例?6、?實(shí)施例?7、實(shí)施例?8中合成的樣品進(jìn)行XRD測定的XRD圖譜，圖中，橫坐標(biāo)為衍射角“2-theta”；縱坐標(biāo)為“衍射強(qiáng)度”。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：