[发明专利]一种多孔六方钾霞石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，具体地说是一种多孔六方钾霞石及其制备方法。

背景技术

钾霞石是一类富含钾元素的具有硅铝四面体组成框架结构的长石，具有超微孔道结构(约为0.3nm左右)且结构稳定，活性组分钾离子就处于其孔道中，因此具有耐高温且钾离子不易流失等特性，是一类较好的固体催化剂。它常被用作烃类蒸汽转化制氢、乙苯脱氢制苯乙烯以及制氨，陶瓷、汽车尾气净化等领域，是一类非常具有潜力的无机非金属材料。然而，超微孔道狭窄，不利于反应物及产物的扩散，从而限制了其应用效能。

为了提高钾霞石的应用效能，将其进行多孔改造是一种非常有效的方法。当前制备钾霞石的方法主要有离子交换、固相转变、溶胶凝胶及水热法，但是，目前所制备的产品都是只具有超微孔道结构的产品。多孔钾霞石的制备依然是一项具有挑战的课题。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种多孔六方钾霞石及其制备方法，其以酸活化的坡缕石为硅源，硝酸铝为铝源，氢氧化钾或氢氧化钾与氢氧化钠为碱源，再以低温水热合成。

本发明一方面提供一种多孔六方钾霞石的制备方法，包括如下步骤：

S1、取坡缕石置入盐酸中活化后纯水洗涤、烘干、研磨后获得物质A备用；

S2、每20ml水中添加2～3g硝酸铝，搅拌均匀后，加入氢氧化钾或氢氧化钾与氢氧化钠的混合物，使得溶液中OH^-浓度为10～12mol/L，并在常温下搅拌均匀，获得溶液B，再取1～1.5g物质A置入溶液B中，搅拌均匀，获得物质C备用；

S3、将获得的物质C置入水热反应釜中，在160～220℃条件下反应3～72h，冷却至室温、离心、洗涤、烘干即获得多孔的六方钾霞石。

本发明第二方面保护一种第一方面所述方法制备的多孔六方钾霞石。

一种多孔六方钾霞石及其制备方法，其优点是：以酸活化的坡缕石为原料，有效的利用了坡缕石中的SiO₂作为硅源，拓宽了坡缕石的应用。同时，通过本发明的方法使得制备的六方钾霞石为多孔状，有利于反应物及产物的扩散，增强其应用效能。

附图说明

图1为酸处理后凹凸棒石的TEM图；

图2为实例四中合成多孔六方钾霞石的SEM图；

图3为实例四中合成多孔六方钾霞石的XRD图。

具体实施方式

本发明一方面提供一种六方钾霞石的制备方法，包括如下步骤：

S1、取坡缕石置入盐酸中活化2～12h后纯水洗涤、烘干、研磨后获得物质A备用；

优选地，步骤S1中，每10ml水中添加1～2g坡缕石；

优选地，步骤S1中，所选用坡缕石的粒径为不小于200目；

优选地，步骤S1中，所述盐酸浓度为6～8mol/L；

S2、每20ml水中添加2～3g硝酸铝，搅拌均匀后，加入氢氧化钾或氢氧化钾与氢氧化钠的混合物，使得溶液中OH^-浓度为10～12mol/L，并在常温下搅拌均匀，获得溶液B，再取1～1.5g物质A置入溶液B中，搅拌均匀，获得物质C备用；

优选地，步骤S2中，所述氢氧化钾与氢氧化钠的混合物中，氢氧化钠与氢氧化钾的摩尔比例小于等于1；

S3、将获得的物质C置入水热反应釜中，在160～220℃条件下反应3～72h，冷却至室温、离心、洗涤、烘干即获得多孔的六方钾霞石。

本发明第二方面保护一种第一方面所述方法制备的多孔六方钾霞石。

优选地，所述六方钾霞石外形为六方片状；

优选地，所述六方钾霞石上有多个形状不规则的孔，更加有利于反应物及产物的扩散。

以下就具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

S1、取粒径为200目的坡缕石10g置入浓度为6mol/L的100mL盐酸中活化12h，再采用去离子水洗涤至无氯离子、60℃烘干、研细后获得物质A备用；

S2、取2g硝酸铝溶于20ml水中，搅拌均匀后，加入5.6g氢氧化钾，并在常温下搅拌均匀，获得溶液B，再取1g物质A置入溶液B中，搅拌均匀，获得物质C备用；

S3、将获得的物质C置入水热反应釜中，在160℃条件下反应72h，冷却至室温、4000转/分转速离心、纯水洗涤、60℃烘干即获得多孔的六方钾霞石。

实施例二