[发明专利]一种类水滑石复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种类水滑石复合材料及其制备方法，其制备方法包括如下步骤，将A型沸石、硅烷偶联剂与水混合，在30～80℃的温度下混合搅拌5～150min，得到第一浆液；将二价和三价金属化合物加入到所述第一浆液中，搅拌0.2～2.0h后，得到第二浆液；在所述第二浆液中加入碳酸盐和/或碳酸氢盐，后加入pH调节剂，调节pH至10‑14，搅拌均匀后得到第三浆液；将所述第三浆液在60～200℃温度下晶化2～24h，再冷却过滤，滤饼洗涤、干燥、粉碎，即可得到类水滑石复合材料；本发明以廉价的A型沸石为基底，以硅烷偶联剂为保护剂和接枝剂，制得的类水滑石复合材料比表面积较大、分散性较好。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种类水滑石复合材料及其制备方法。

背景技术

在相关技术中，类水滑石本身存在分散性能差的问题。为提高类水滑石的分散性，现有技术中利用矿物黏土制备类水滑石复合材料，但是这种方式制备工艺复杂，成本高，不适于工业应用。例如中国专利CN 109499522 A公开了一种高效制备类水滑石/蒙脱土无机层状复合材料的方法，首先用氨基酸在超声和加热的条件下对类水滑石进行剥离，然后再与蒙脱土进行插层组装，制得类水滑石/蒙脱土复合材料，虽提高了类水滑石层片的分散性，大幅提升了其吸附量，但制备工艺复杂，成本高，难以实现工业生产。

因此，设计和开发一种制备工艺简单、成本较低的类水滑石复合材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中制备类水滑石复合材料的工艺复杂、成本高的问题，提供一种类水滑石复合材料及其制备方法。

为此，本发明提供了以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种类水滑石复合材料的制备方法，该方法包括：

步骤1：将A型沸石、硅烷偶联剂与水混合，在30～80℃的温度下混合搅拌5～150min，得到第一浆液；

步骤2：将合成类水滑石所需的二价金属化合物和三价金属化合物加入到所述第一浆液中，搅拌0.2～2.0h后，得到第二浆液；

步骤3：在所述第二浆液中加入可溶性碱盐，搅拌均匀后加入pH调节剂，调节pH至10-14，搅拌均匀后得到第三浆液；

步骤4：将所述第三浆液在60～200℃温度下晶化2～24h，再冷却过滤，对过滤得到的滤饼进行洗涤、干燥、粉碎，即可得到类水滑石复合材料；

其中，所述可溶性碱盐为：碳酸盐和/或碳酸氢盐。

在一种实施方式中，所述A型沸石包括3A沸石、4A沸石、5A沸石中的一种或多种；所述硅烷偶联剂至少含有3个可水解的基团；

在一种实施方式中，所述硅烷偶联剂包括正辛基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ―(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；

在一种实施方式中，所述二价金属化合物包括硝酸镁、硫酸镁、氯化镁、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、硝酸钙、硫酸钙、氯化钙、氢氧化镁、氧化镁、氢氧化锌、氧化锌、氢氧化钙、氧化钙中的一种或多种；所述三价金属化合物包括硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、偏铝酸钠、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、氢氧化铝、三氧化二铝中的一种或多种；

在一种实施方式中，所述碳酸盐/碳酸氢盐为水溶性碳酸盐/碳酸氢盐；所述水溶性碳酸盐/碳酸氢盐包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种；

在一种实施方式中，所述A型沸石：水＝100g:500～1500mL；