[发明专利]合成膨润粘土矿物

权利要求书

1.一种合成的膨润粘土矿物，它由三层的单元晶片构成，所述三层的单元晶片含有有一八面被氧包围的金属离子的八面体中间层，所述中间层两侧为两个四面围绕含硅原子的四面体层所包围，膨润粘土矿则一定量的这样的单元晶片任选堆积而成，其特征在于粘土晶片尺寸为0.01～1微米，堆积的三层单元晶片数为1～20片，同时，八面体层中最多有30原子％金属离子被低价离子取代，四面体层中最多有15原子％硅离子被低价离子取代，这种取代至少在所述各层的一层内发生，所述各层由于取代的结果而缺乏正电荷。

2.根据权利要求1所述粘土矿物，其特征在于八面体层有铝、铬、铁(III)、钴(III)、锰(III)、镓、钒、钼、钨、铟、铑和/或钪以三价离子存在。

3.根据权利要求1所述粘土矿物，其特征在于八面体层中有镁、锌、镍、钴(II)、铁(II)、锰(II)和/或铍以二价离子存在。

4.根据权利要求2所述粘土矿物，其特征在于八面体层中有镁、锌、镍、钴(II)、铁(II)、锰(II)和/或铍以二价离子存在。

5.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于八面体层中有以一价离子存在的锂。

6.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于在四面体层中有硅和/或锗以四价组份存在，并有铝、硼、镓、铬、铁(III)、钴(III)和/或锰(III)以三价组份存在。

7.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于锌和镁一起进入八面体层，同时，粘土片尺寸通过选择镁和锌之比而定。

8.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于粘土晶片中存在的羟基基团部分可用氟取代。

9.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于孔径至少6钠米孔的内表面积不小于150米²/克。

10.根据权利要求1～4中任何一项所述粘土矿物，其特征在于所述粘土矿物采用如铝、锌、铬和/或硅的离子或金属离子的低聚或聚合羟基络合物进行层柱化的。

11.根据权利要求1～10中任何一项所述粘土矿物的制备方法，其特征在于将含有要制备的粘土组份的水溶液的pH值调为3～9，而且将溶液温度调为60～350℃并在所述条件下保持到反应所需的时间，所述的时间不超过48h，在该期间pH值仍保持在所述范围内。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于用水玻璃和铝酸盐溶液开始，该溶液经过酸化，使其pH值达到将结合进入粘土结构的金属离子仍可溶解的水平，然后使这样获得的悬浮液的pH值均匀地提高。

13.根据权利要求11所述方法，其特征在于粘土单元晶片的尺寸决定于pH值均匀提高时的温度，约在40和200℃之间。

14.根据权利要求12所述方法，其特征在于粘土单元晶片的尺寸决定于pH值均匀提高时的温度，约在40和200℃之间。

15.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于粘土单元晶片的堆积可根据为制备粘土矿物进行反应的溶液的离子强度来控制。

16.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于制备粘土矿物的反应在溶液离子强度较低条件下进行，以获得孔径较大、孔内表面积也大的粘土矿物。

17.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于单元晶片可根据设定的溶液离子强度而高度堆积，从而形成很大的粘土矿物。

18.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于无氧存在下，通过亚硝酸钠歧化反应均匀地提高溶液的pH值。

19.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于粘土单元晶片的大小通过设定锌/镁比可在较宽范围内调控。

20.根据权利要求11～14中任何一项所述方法，其特征在于通过向二氧化硅悬浮液中加入碱式铝酸盐溶液来控制四面体层中硅离子被铝离子取代的数量，然后，进行酸化，使pH值达到结合进入八面体层的金属离子仍可溶解的水平，之后加入所述金属离子，再均匀地提高悬浮液的pH值。