[发明专利]用含两个末端醇官能的有机结构剂制备麦羟硅钠石或水羟硅钠石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸盐基层状固体制备领域，它们也以名称页硅酸盐或层状硅酸盐类层状固体为人们所知。硅酸盐基层状固体应该理解是由重叠但彼此以距离分开的多层(或薄层)形成的固体化合物，这些所述的层是由四面体配位排列的硅(SiO₄)构成的。除硅Si外的其它元素可以处于也在四面体位置上的固体中。

背景技术

在这些层状硅酸盐中，可以列举麦羟硅钠石、硅钠石、水羟硅钠石、马水硅钠石、新硅钙石、水硅钠石、水硅钙石、dehayelite、莫水硅钙钡石(macdonalite)和纤硅碱钙石。

这些固体往往以自然形态存在，具有A_xSi_yO_Z·nH₂O类组合物，其中1≤x≤15、2≤y≤32、4≤z≤80和0≤n≤20(x、y、z和n是整数或有理数)，A例如可以是钠或钾元素。这样一些层状固体具有例如对于麦羟硅钠石的组成是Na₂Si₁₄O₂₉·9H₂O，对于水羟硅钠石的组成是Na₂Si₂₀O₄₁·10H₂O。采用合成法得到的这些固体的组成与以自然形态存在这些固体的组成是相同的。这些层状硅酸盐，特别是麦羟硅钠石和水羟硅钠石，往往具有三维结构，其中这些薄层之间存在范德华类型的相互作用以及小的比表面。

这些层状硅酸盐，特别是麦羟硅钠石和水羟硅钠石，具有有利的吸收与交换性能。这些固体特别适合于吸收水或有机分子以及表面阳离子交换。最近，对这些层状硅酸盐通过质子交换变成酸性固体的能力进行了广泛研究。其它一些研究还表明，在这些层状间的空间引入柱能够产生中空隙与提高其比表面。

由专利申请WO 88/00091知道，使用由合成麦羟硅钠石组成的层状硅酸盐合成桥联层状硅酸盐，该麦羟硅钠石已通过使用有机结构剂进行制备，其有机结构剂选自苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、二苄基二甲基氯化铵、N，N′-二甲基哌嗪、三乙胺，或其它季铵化合物或杂环胺。

由专利申请WO 91/12204还知道，通过使用选自烷基胺、三烷基胺、四烷基铵化合物和二胺三甲基六亚甲基二胺的有机化合物合成水羟硅钠石类结晶层状硅酸盐，所述的烷基有1-12个碳原子。

由专利申请EP-A-1559681还知道，通过使用选自酪胺、4-氨基酚、反-4-氨基环己醇、2-(4-氨基-苯基)-乙醇或含有被1-20个碳原子的烃链分开的至少一个醇基团和至少一个胺基团的其它化合物的有机结构剂，合成水羟硅钠石和麦羟硅钠石类的硅酸盐基的层状固体。

发明内容

本发明的简要说明

本发明的目的是至少一种选自麦羟硅钠石和水羟硅钠石的结晶层状固体的制备方法，该方法在于在步骤(i)中将至少一种二氧化硅源、至少一种具有式HO-(CH₂)_n-OH，2≤n≤5的有机结构剂、至少一种碱金属和/或碱土金属M与水进行混合，然后在步骤(ii)中进行所述混合物的水热处理，直到至少所述的结晶层状固体生成。有利地，在所述步骤(i)的过程中所生成的所述混合物含有在四面体配位中并与硅不同的至少一种元素X的至少一种源。

令人惊奇地发现了，含有被2-5个重复亚甲基链-(CH₂)-结构单元分开的两个末端醇官能的有机结构剂，与至少一种二氧化硅源、至少一种碱金属和/或碱土金属和水混合，导致产生至少一种选自麦羟硅钠石和水羟硅钠石的结晶层状固体。本发明的方法是特别有利的，因为至少所述层状固体的结晶是进行几个小时的，而根据现有技术的方法生产麦羟硅钠石或水羟硅钠石一般以天计算结晶时间。

本发明的详细描述

本发明的目的是至少一种选自由麦羟硅钠石和水羟硅钠石的结晶层状固体的制备方法，该方法在于在步骤(i)中将至少一种二氧化硅源、至少一种具有式HO-(CH₂)_n-OH，2≤n≤5的有机结构剂、至少一种碱金属和/或碱土金属M与水进行混合，然后在步骤(ii)中所述的混合物进行水热处理，直到至少所述结晶层状固体生成。