[发明专利]制备含镁的非铝阴离子型粘土的方法

说明书

发明背景

本发明涉及含镁的非铝阴离子型粘土的制备。阴离子型粘土具有由特定的金属氢氧化物的组合物组成的正电荷层构成的晶体结构，所述的层之间含有阴离子和水分子。水滑石是天然出现的阴离子型粘土的一个例子，其中碳酸根为存在的主要阴离子。羟镁铝石为这样一种阴离子型粘土，其中OH^-为存在的主要阴离子。

在类水滑石的阴离子型粘土中，类水镁石的主层由有夹层交替的八面体构成，在夹层中分布着水分子和各种阴离子，特别是碳酸根离子。夹层含有各种阴离子，例如NO₃^-、OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CrO₄^2-、BO₃^2-、MnO₄^-、HGaO₃^2-、HVO₄^2-、ClO₄^2-、BO₃^2-；成柱阴离子，V₁₀O₂₈^6-和Mo₇O₂₄^6-；单羧酸根，例如醋酸根；二羧酸根，例如草酸根；烷基磺酸根，例如月桂基磺酸根。

应当注意，使用各种术语来描述这种在本专利中称为阴离子型粘土的材料。类水滑石和层状的双氢氧化物被熟悉本专业的技术人员交替使用。在本专利申请说明书中，我们把包含术语类水滑石和层状的双氢氧化物材料的各种材料称为阴离子型粘土。

最常描述的阴离子型粘土为Mg-Al阴离子型粘土。在现有技术中，通常强调这类阴离子型粘土，而过去仅仅是提到过含镁的非铝阴离子型粘土，虽然它们的制备化学及其性质可能十分不同和不可预见。Mg-Al阴离子型粘土在吸附剂和催化剂领域中有许多应用，但含镁的非铝阴离子型粘土在这些领域只有一些特殊应用。

阴离子型粘土的制备在许多现有技术的出版物中公开。已发表了两篇有关阴离子型粘土的主要评述，其中F.Cavani等在“水滑石型阴离子型粘土：制备、性质和应用”，今日催化，11(1991)，Elsevier SciencePublishers.B.V.Amsterdam；J.P.Besse等在“阴离子型粘土；在成柱化学中的发展趋势、它的合成和微孔固体”(1992)，2，108，编辑：M.I.Occelli，H.E.Robson，Van Nostrand Reinhold，N.Y.中汇集了可用于阴离子型粘土合成的合成方法。在这些评述中，基本上描述了两类阴离子型粘土的制备。最传统的方法为可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐的共沉积(在Besse的评述中，这一方法称为盐-碱法)，任选随后进行水热处理或老化，以便使晶粒增大。第二种方法为盐-氧化物法，其中二价金属氧化物在常压下与可溶性三价金属盐反应，随后在常压下老化。这一方法仅用于ZnO和CuO与可溶性三价金属盐组合。

有关阴离子型粘土工作，可提到以下论文：

Helv.Chim.Acla，225，106-137和555-569(1942)

J.Am.Ceram.Soc，42，第3期，121(1959)

化学通讯(日本)，843(1973)

粘土和粘土矿，23，369(1975)

粘土和粘土矿，28，50(1980)

粘土和粘土矿，34，507(1996)

材料化学和物理学，14，569(1986)

此外，还有大量有关阴离子型粘土应用及其制备方法的专利文献。

欧洲专利申请说明书0536879公开了一种将与pH值相关的阴离子引入粘土的方法。所述粘土通过Al(NO₃)₃和Mg(NO₃)₂的溶液加到含有硼酸根阴离子的碱性溶液中来制备。然后将产物过滤、用水反复洗涤和干燥过夜。此外，也使用Zn/Mg的混合物。