[发明专利]一种分子筛初级结构单元柱撑镁皂石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柱撑皂石的制备方法，尤其涉及一种分子筛初级结构单元柱撑镁皂石的制备方法，属于皂石材料制备技术领域。

背景技术

皂石是三八面体型粘土矿物，其结构式可写为Mⁿ⁺_(x-y)n(Si_8-xAl_x)(Mg_6-yR_y)，R为离子Al³⁺或Fe³⁺。皂石具有二维层状硅酸盐结构，其单层一般由T-O-T层组成即两个硅氧四面体层中央夹一个铝氧八面体所组成的夹层结构，其八面体层间由6个镁原子所填充，硅氧四面体中心被Al等原子所取代并形成层电荷。此类层柱材料的层间一般带有可交换阳离子，并且层间的作用力为较弱的范德华力、静电力和氢键等，所以较容易与极性有机物或无机物交换得到插层复合材料。

同二八面体矿物相比，三八面体矿物具有较高的热稳定性且在水中具有优良的膨胀性能，同时皂石的取代是发生在四面体片上，层上带负电荷，可以使一些阳离子进入层间制得层柱材料，合成皂石也被用做制备一些介孔材料的原料，而这些介孔材料在一些典型的有机反应中显示了较高的催化活性，同时合成皂石在控制核辐射污染及污水处理等环境保护领域也具有广阔的应用前景。

柱撑粘土皂石(Pillared Interlayer Clay)或称交联粘土皂石(Cross Linked Clay)，是20世纪70年代末期迅速发展起来的一种类分子筛催化材料。它是利用某些层状粘土矿物的膨胀性、离子交换性和吸附性，将一些聚合羟基金属阳离子引入到粘土矿物的层间域，接着进行热处理，在层间域形成柱状的金属氧化物群，粘土矿物层间被撑开，产生一类纳米级大小规整二维孔道结构的多孔性材料。

柱撑皂石多采用Al柱、Si柱、Zr柱、Ti柱等作为支柱，也有采用SiAl柱、FeAl柱及TiAl、Al-Mg等复合柱支撑蒙脱土得到更稳定的大孔径蒙脱土，也叫多孔粘土材料。Al柱的制备方法主要有：NaOH水解铝盐(一般为AlCl₃)、Na₂CO₃水解铝盐(一般为AlCl₃)、电解AlCl₃、将金属铝溶解于盐酸中、一般金属铝溶解于盐酸中或AlCl₃在NaOH中水解。