[发明专利]用勃姆石制备阴离子粘土的方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种阴离子粘土的制备以及通过热处理该阴离子粘土来制备Mg-Al固溶体。阴离子粘土具有晶体结构，它是由金属氢氧化物的特定组合构成的带正电荷的层组成的，层间有阴离子和水分子。水滑石是天然存在的阴离子粘土的一个实例，其中碳酸根是主要存在的阴离子。羟镁铝石是一种阴离子粘土，其中OH^-是主要存在的阴离子。

在水滑石类阴离子粘土中，水镁石状主层由层间相互交替的八面体层构成，在该中间层中分散有水分子和阴离子，尤其是碳酸根离子。该中间层含有下述阴离子，例如：NO₃^-、OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CrO₄^2-、BO₃^2-、MnO₄^-、HGaO₃^2-、HVO₄^2-、ClO₄^-、BO₃^2-；柱阴离子，如V₁₀O₂₈^-6和MO₇O₂₄^6-；单羧酸根，如醋酸根；二羧酸根，如草酸根；烷基磺酸根，如月桂基磺酸根。

应注意到，使用各种术语来描述本发明中的阴离子粘土材料。本领域的熟练人员可交替使用水滑石状和层状双氢氧化物。在本专利申请中，我们所指的材料是阴离子粘土，包括在术语水滑石状和层状双氢氧化物材料之内。

在许多公开出版的现有技术中均描述了阴离子粘土的制备。

近来，出版了关于阴离子粘土化学的两篇重要综述，其中发表在“Catalysis Today”，11(1991)(Elsevier Science Publishers B.V.Amsterdam)上的F.Cavani等人的“水滑石型阴离子粘土：制备、性能和用途”中总结了阴离子粘土合成的合成方法。

JP Besse和其他人的“阴离子粘土：在柱化学中的倾向，其合成和微孔固体”(1992)，2，108，(编辑：M.I.Occelli，H.E.Robson，VanNostrand Reinhold，N.Y.)。

在这些综述中，作者们阐述了阴离子粘土的特征在于，在500℃的温和煅烧下形成无序的MgO状产物。所述无序的MgO状产物与尖晶石(经过剧烈煅烧得到的)是可区分的，并且可与阴离子粘土区分开。在本专利申请中，我们所述无序的MgO状材料指的是Mg-Al固溶体。而且，这些Mg-Al固溶体具有公知的记忆功能，其中将此种煅烧材料暴露于水中将导致阴离子粘土结构的重新形成。

关于阴离子粘土方面的工作，可参看下述参考文献：

Helv.Chim.Acta，25，106-137和555-569(1942)

《美国陶瓷学会杂志》J.Am.Ceram.Soc.，42，no.3，121(1959)

化学通信(日本)(Chemistry Letlers(Japan))，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)

材料化学和物理，14，569(1986)

此外，还有关于阴离子粘土的使用和其制备方法的大量专利文献。

欧洲专利中请0536879中描述了一种将pH依赖阴离子引入粘土中的方法。该粘土是通过将Al(NO₃)₃和Mg(NO₃)₂溶液加入到含硼酸根阴离子的碱性溶液中制备的。而后过滤该产物，用水反复洗涤，并干燥过夜。另外，使用Zn/Mg混合物。