[发明专利]含铝非镁阴离子粘土的生产方法

说明书

发明背景

本发明涉及含铝非镁阴离子粘土的制备。阴离子粘土具有由带正电的层组成的晶体结构，这种带正电的层由金属氢氧化物的特定组合构成，在这些层之间有阴离子和水分子。水滑石是天然出产的阴离子粘土的一个实例，其中，碳酸根是存在的主要阴离子。羟镁铝石是一种阴离子粘土，其中，OH^-是存在的主要阴离子。

在水滑石类阴离子粘土中，水镁石型主层由与其中分布水分子和阴离子(更特别的是碳酸根离子)的中间层交替的八面体构成。中间层含有阴离子，如NO₃^-、OH、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CrO₄^2-、BO₃^2-、MnO₄^-、HGaO₃^2-、HVO₄^2-、ClO₄^-、BO₃^2-等阴离子，例如V₁₀O₂₈^-6和MO₇O₂₄^6-等柱状阴离子，例如醋酸根等一元羧酸根，如草酸根等二元羧酸根，例如十二烷基磺酸根等烷基磺酸根。

应该注意，许多术语用来描述本专利中称为阴离子粘土的材料。熟悉该领域的技术人员可以互换使用水滑石型和叠层双氢氧化物这两个术语。在本专利申请中，我们把该材料称为阴离子粘土，包括在称为水滑石型和叠层双氢氧化物材料的术语内的那些。

最常描述的阴离子粘土是Mg-Al阴离子粘土。在现有技术中，通常强调这种类型的阴离子粘土，含铝非镁阴离子粘土仅仅顺便提起，即使其制备化学特征及其性能可能是非常不同的并且是不可预测的。Mg-Al阴离子粘土适合于吸附剂和催化剂领域中的许多用途，但是含铝非镁阴离子粘土在这些领域中有特定的用途。

在许多现有技术的出版物中，已经描述了阴离子粘土的制备。已经出版了阴离子粘土化学的两份主要评述，其中总结了阴离子粘土合成可用的合成方法，即F.Cavani等人的“水滑石型阴离子粘土：制备、性能及应用”，今日催化”(“Hydrotalcite-type anionic clays：preparation，properties and Applications”，Catalysis Today)，11(1991)Elsevier科学出版社，B.V.阿姆斯特丹。J P Besse等人的“阴离子粘土：柱状化学、其合成和微孔固体的发展趋势”(Anionic clays：trends in pillaring chemistry，its synthesis and microporoussolids)(1992)，2，108，编者：M.I.Occelli，H.E.Robson，VanNostrand Reinhold，N.Y.

在这些评述中，基本描述了两类阴离子粘土的制备。最传统的方法是可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐的共沉淀(在Besse的文章中，该方法称为盐-碱法)，任选的是然后通过水热处理或陈化来增大晶体尺寸。第二种方法是盐-氧化物法，其中，二价金属氧化物在大气压下与可溶性三价金属盐反应，然后在大气压下陈化。仅仅对于ZnO和CuO与可溶性三价金属盐混合使用描述了这种方法。

对于阴离子粘土方面的工作，可以参考下列文章：

Helv.Chim.Acta，25，第106-137页和第555-569页(1942)

美国陶瓷学报(J.Am.Ceram.Soc.)，42卷第3期，121(1959)

化学通报(日本)，843(1973)

粘土和粘土矿物，23，369(1975)

粘土和粘土矿物，28，50(1980)

粘土和粘土矿物，34，507(1996)

材料化学与物理，14，569(1986)。