[发明专利]层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料及其方法和应用

说明书

本发明公开了一种层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料及其方法和应用。制备方法包括：将铁盐置于挥发性有机溶剂中，得到铁盐类化合物溶液；将还原剂置于水中，制得还原剂类溶液；将层状矿物试样与铁盐类化合物溶液混合，于研磨机中研磨1～2h，得到混合物A；将混合物A与还原剂类溶液混合，于研磨机中研磨3～4h，得到混合物B；将混合物B于惰性气体保护下进行煅烧，得到混合物C；向混合物C中依次加入水、乙醇和CS₂，搅拌清洗后过滤，得到混合物D；将混合物D烘干并冷却至室温，得到复合材料。本发明的复合材料在微波催化、功能性涂料领域能取代滑石，其催化效果远高于其他同类产品，成本低廉并且具有更高的化学活性。

技术领域

本发明属于催化材料领域，具体涉及一种层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料及其方法和应用。

背景技术

滑石经过提纯处理之后，减少了原滑石的有害杂质，提高了其使用的安全性，在材料涂层、中药方面具有广泛用途。但滑石由于其较低的催化性能，限制了其在催化方面的应用。低成本的制备技术和材料复合是扩大滑石材料应用领域的有效途径。矿物材料的复合研究较为广泛，但复合之后其催化效果较为低下，多数达不到产业要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供了一种层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料及其方法和应用。

本发明采用的具体技术方案如下：

本发明的第一目的在于提供一种层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料，其层状矿物的晶体结构层之间插有铁的多硫化物。

作为优选，所述层状矿物为滑石、蛭石和蒙脱石中的一种。

本发明的第二目的在于提供一种根据上述任一所述层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料的制备方法，其具体如下：

S1：将铁盐置于挥发性有机溶剂中，搅拌至铁盐完全溶解，得到铁盐类化合物溶液；

S2：将还原剂置于水中，搅拌至还原剂完全溶解，制得还原剂类溶液；

S3：将层状矿物清洗表面杂质后烘干，冷却至室温，得到层状矿物试样；

S4：将层状矿物试样与铁盐类化合物溶液混合，其中，层状矿物与铁盐的重量比1：0.2～0.5；搅拌均匀后，于研磨机中研磨1～2h，得到混合物A；

S5：将混合物A与还原剂类溶液混合，其中，还原剂与铁盐的重量比为1： 0.5～1；搅拌均匀后，于研磨机中研磨3～4h，得到混合物B；

S6：将混合物B于惰性气体保护下进行煅烧，得到混合物C；

S7：向混合物C中依次加入水、乙醇和CS₂，搅拌清洗后过滤，以去除混合物C中的杂质，得到混合物D；

S8：将混合物D烘干并冷却至室温，得到层状矿物与铁的多硫化物插层复合材料。

作为第二目的的优选，所述烘干的温度为60～80℃，所述研磨机为球磨机、辊磨机、棒磨机和珠磨机中的一种。

作为第二目的的优选，所述挥发性有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和乙二醇中的一种。

作为第二目的的优选，所述铁盐为氯化铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、氟化铁和磷酸铁中的一种。

作为第二目的的优选，所述还原剂为硫脲、硫代硫酸钠、硫化钠、二硫化钠和硫化铵中的一种。

作为第二目的的优选，所述S6中，将混合物B置于管式炉中，在氮气保护下进行煅烧，200℃恒温12h，得到混合物C。

作为第二目的的优选，所述S7中，向混合物B中依次加入体积为混合物B 三至五倍的水、乙醇和CS₂，搅拌2～4小时后，抽滤脱水；重复清洗3次。