[发明专利]一种铝基水滑石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝基水滑石的清洁制备方法。

背景技术

锌基水滑石是一类具有层状结构的阴离子型粘土，这些物质具有类似于水镁石Mg(OH)₂型正八面体结构。这些八面体通过边-边共享OH^-基团形成层，层与层间对顶迭加，层间以氢键缔合，这样就形成了板层结构。铝基水滑石的化学组成具有如下通式：[M²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)₂]^x+(CO₃)_0.5x·mH₂O,其中M²⁺和Al³⁺分别为位于主体层板上的二价和三价金属离子，如Mg²⁺、Sn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Pd²⁺、Fe²⁺等二价金属阳离子。层板间的化学组成、层间离子种类和数量均可根据设计而改变，表现出的物理化学性质也不同，可作为不同的材料，如新型杀菌材料、紫外阻隔材料、阻燃剂、电池活性材料等，应用于医药、涂料、塑料、化妆品和电池等领域中。

目前国内外报道和专利合成水滑石的方法有共沉淀法、水热法。共沉淀法是按一定比例称取二价金属盐、三价金属盐、氢氧化钠、碳酸钠，将溶液混合并搅拌，在一定温度下反应一定时间，然后在一定温度下陈化一定的时间，然后洗涤干燥。水热法合成过程为：按一定比例称取二价金属盐、三价金属盐、氢氧化钠、碳酸钠，将溶液混合并搅拌，在一定温度下反应一定时间，然后移到反应釜中在一定温度下反应一定时间，然后洗涤干燥得水滑石。两种方法合成工艺简单，但反应中消耗大量的碱，产物废液多，有大量的低价值钠盐排除，一方面不利于环境保护，另一方面反应成本较高。

发明内容

本发明的目的是采用一条清洁的方法合成铝基水滑石，经济、环保。

本发明的技术方案包括以下步骤：取5-16重量份（分析纯的）偏铝酸钠和12-40重量份（分析纯的）Na₂CO₃分别溶于50-200重量份的去离子水中，制成混合溶液作为电解液；以可形成二价离子的金属为电解电源的阳极，惰性电极为电解电源的阴极；在搅拌下进行电解，控制电解电压控制在1-10V，电解反应温度在20-80度，pH值在8-12，电解反应完成，将得到的电解反应液于100-200度进行水热反应，所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得铝基水滑石。

发明效果：本发明制备方法为一种清洁合成法，相比于现有的合成方法，不需要氢氧化钠溶液，且二价金属离子来源于电解时发生氧化反应的金属，经济；没有低价值的钠盐排出，有高价值的副产物氢氧化钠溶液排出，一方面，副产物溶液可以回收利用，用于合成原材料偏铝酸钠；另一方面，副产物可经过浓缩蒸发，作为高价值的氢氧化钠进行销售，属于环境友好过程。本发明制备方法中，控制不同的电解时间，可以得到不同原子比的水滑石。

具体实施步骤：具体合成图如说明书附图1

本发明的方法具体包括以下步骤：

（1）将5-16重量份分析纯的偏铝酸钠溶于50-200重量份的去离子水中；

（2）将12-40重量份分析纯的Na₂CO₃溶于50-200重量份的去离子水中；

（3）将电解槽一端固定发生氧化反应的形成二价离子的金属并与电解电源的阳极相接，另一端固定惰性电极片并与电解电源的阴极相接；

（4）在搅拌下向电解槽中加入由（1）和（2）混合而成溶液作为电解液，接通电解电源，控制电解电压控制在1-10V，反应温度在20-80度，反应pH值在8-12，反应数小时后切断电解电源，继续搅拌数小时；

（5）将上述溶液移入反应釜中，将反应釜放入烘箱中100-200度保温；

（6）将所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得锌铝水滑石。

所述的惰性电极可以是Pt电极、C电极或钛电极。

所述的二价金属可以是锌金属、铁金属、锡金属、钴金属、镍金属、镁金属、铜金属中的一种或几种。

所述的电解反应装置如说明书附图1。

所述的电解电压可以是1-10V。