[发明专利]一种利用绿泥石制备多孔氧化硅材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用绿泥石制备多孔氧化硅材料的方法，其步骤为：将绿泥石在高温下与硫酸氢铵助剂进行混合煅烧活化，煅烧后仍可保持其基本的层状结构，使绿泥石中的Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺离子处于易浸出状态；将煅烧活化绿泥石与酸反应，通过酸处理浸出绿泥石八面体层中的阳离子，然后进行固液分离，将固相沉淀物进行洗涤干燥，得到多孔氧化硅材料，其含微孔及中孔，比表面积可达270～330m²/g。该方法生产工艺简单，成本低廉，比表面积较大，可在吸附、催化、分离等领域有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及多孔材料领域，具体涉及为一种利用绿泥石制备具有高比表面积多孔氧化硅材料的方法。

背景技术

多孔材料是指一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料可以按它们的孔径分为三类：小于2nm为微孔(micropore)材料；2~50nm为介孔(mesopore)材料；大于50nm为大孔(macropore)材料。与一般材料相比，多孔材料具有高比表面积、吸附性强、性质稳定等优点，已在石油化工、环境保护等传统和食品医药、能量存储等高新技术领域广泛应用。传统的多孔材料均多用有机硅和硅溶胶为原料,经过水热反应或溶胶-凝胶的方法制备，制备过程相对复杂而且成本高，并且需要表面活性剂作为模板。而且传统方法合成所需的表面活性剂在自然环境中难以降解，易造成环境污染,难以大规模生产应用，因此需要寻找低廉的原料、开辟简易的且新的多孔二氧化硅的合成途径。

层状硅酸盐矿物是自然界中储量较丰富的一类矿物,它独特的层状结构及离子可交换性成为科研工作者制备高性能多孔材料的首选原料。利用层状硅酸盐矿物制备多孔材料工艺，可以降低多孔材料的生产成本，促进多孔材料的产业化应用，并为天然易得矿物材料的综合利用提供新的研究方向。目前已有研究者从高岭石，蒙脱石，海泡石，蛭石和滑石等层状硅酸盐矿物中制备出了多孔氧化硅材料。制备的多孔氧化硅材料具有高比表面积及良好的孔性能，已在高科技领域中得到很好的应用，如新型催化剂载体、选择性吸附剂等。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本的利用绿泥石制备具有高比表面积多孔氧化硅材料的工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是;

利用绿泥石制备多孔氧化硅材料的方法，包括以下步骤;

（1）煅烧：将粒度为10-50目的绿泥石与硫酸氢铵助剂混合煅烧得到活化绿泥石；

（2）酸处理：将活化绿泥石与酸溶液在50～100℃下恒温搅拌反应2～10h，固液分离，洗涤、干燥，得到多孔氧化硅材料。

进一步的，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为2～6h。

进一步的，硫酸氢铵助剂与绿泥石的质量比例为1:2～4。

进一步的，酸溶液为强酸HCl、H₂SO₄、HNO₃溶液中的一种或者两种以上任意配比的混合酸溶液。

进一步的，酸溶液的浓度为1～10mol/L。

进一步的，活化绿泥石与酸溶液的比例，即固液比为1kg：10～50L。

进一步的，所得固体洗涤至中性并在110℃干燥24h，得到多孔氧化硅材料。

进一步的，所得到的多孔氧化硅材料比表面积为270～330m²/g，介孔大小为3.4～6.6nm，微孔孔径为0.5-0.7nm，孔体积为0.15～0.35cm³/g。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：