[发明专利]人造铜明矾化合物及其生产方法

说明书

本发明涉及新型铜明矾化合物及其生产方法。更具体地说，本发明涉及新型的用下式(1)表示的人造铜明矾化合物及其制备方法，该化合物宜用来作为残留于树脂或橡胶中的酸性物质的中和剂和失活剂，农用膜的红外吸收剂，抗菌剂，除臭剂，PVC的热稳定剂和工业废水中所中磷酸根离子和铬酸根离子的去除剂，以及其进一步用作喷墨的记录介质。

(Zn_a-x²⁺M_x²⁺)Al₄³⁺(OH)_b(A^n-)_c·mH₂O    (1)

式中

M²⁺表示Cu，Ni，Co和Mg中的至少一种元素，

a代表0.3＜a＜2.0

x代表0≤x＜1.0

b代表10＜b＜14

A代表选自SO₄^2-，HPO₄^2-，CO₃^2-，CrO₄^2-，SiO₃^2-，SO₃^2-，NO₃^-，OH^-和Cl^-中的一种或二种离子，

c代表0.4＜c＜2.0以及

m代表1-4

已知自然界中的下列物质作为铜明矾化合物[参见JCPDS(JointCommittee ON Powder Diffraction Standand)Card]。

铜明矾：CuAl₄SO₄(OH)₁₂·3H₂O

MbobomKulite：(Ni，Cu)Al₄[(NO₃)₂(SO₄)](OH)₁₂·3H₂O

镍明矾：(Ni，Cu)Al₄[(SO₄)(NO₃)](OH)₁₂·3H₂O

本发明人研究了上述铜明矾化合物的物化性能，并发现了一些令人感兴趣的特性。即铜明矾化合物具有这样的晶体结构，二价阳离子部分地占据着具有层状结构的氢氧化铝的空穴(Al(OH)₃：水铝氧)，在具有正电荷的[M²⁺Al₄(OH)₁₂]²⁺层之间包含有硫酸根离子和水分子，这可从下列事实中得到确认，如图2所示，阴离子染料吸附在固体表面上，而表面具有正电性。

人们已经发现在天然矿物中Cu和Ni作为形成铜明矾结构的二价金属元素，而单个Zn或与Zn存在的每个Cu，Ni，Co或Mg则作为形成本发明人造铜明矾化合物的二价金属元素。

由此，可以证实Zn，Cu，Ni，Co和Mg作为可形成铜明矾结构的二价金属元素，而Zn和Cu本身就能形成铜明矾结构。或它们可以彼此共同取代的形式构成铜明矾结构。也可能存在这样一种铜明矾结构的化合物，其中Zn和/或Cu作为主要金属存在，而其它部分则被Ni，Co，和/或Mg取代。

此外，在说明本发明人造铜明矾化合物的上述式(1)的组成中，部分阴离子(A^n-)具有离子交换能力，形状和大小类似于SO₄^2-和NO₃^-的阴离子可代替SO₄^2-或NO₃^-。作为可取代的阴离子，在此可列举出形成四面体结构的阴离子(HPO₄^2-，CrO₄^2-)，形成平面三角结构的阴离子(CO₃^2-，NO₃^-)，和形成等三方锥体的阴离子(SO₃^2-)。