专利名称：一种高效剥离层状无机材料方法
技术领域：
本发明涉及一种高效剥离层状无机材料的方法，属于无机超细片层材料的制备领 域。
背景技术：
层状无机材料(层状磷酸盐，高岭土，蒙脱土及阴离子型黏土等)是很重要的非金 属矿物材料。其中磷酸盐主要应用于光学，声学，催化，分子识别，生物等领域。同时也用于 开发吸附气体和感应气体的材料。高岭土主要用于造纸、橡胶、陶瓷、颜料、水泥、建材、耐火 材料等行业；蒙脱土是一种天然纳米粉体，具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。其吸水性 很强，加水膨胀，体积可增加几倍到十几倍，是组成膨润土的主要成分。可用作钻探泥浆，铸 型砂和铁矿球团的粘合剂，造纸、橡胶、化妆品的填充剂，纺织和石油工业中作吸收剂、石油 脱色和裂化催化剂的原料；阴离子型粘土(又称水滑石或类水滑石)在吸附、催化、医药、电 化学、光化学、农药、军工材料等许多领域已经或即将展现出极为广阔的应用前景。在以上 行业的许多高档产品的生产中，对原材料粒度的要求越来越高，因此层状无机材料材料的 剥离显得尤为重要。层状无机材料的剥片技术有机械研磨剥片法和化学剥离法，单靠机械研磨方法的 缺点是过度研磨会破坏无机材料的晶体结构，导致其产品性能不佳，同时机械法的耗能较 大；化学剥离的原理是利用插层作用使层状无机材料层间膨胀，键合力大为减弱，除去插层 客体后，原来堆垛的片状层状无机材料就自然分解成小片状的无机材料，达到自然剥离的 目的。徐金锁等对α-ZrP-有机分子剥离法对高岭土剥离，虽然达到的剥离的母的，但颗粒 较大，片的厚度较厚。由于超声波可产生局部超高温、超高压，并且超声空化作用产生很高 的空化能，造成固体表面颗粒间的剧烈碰撞，使颗粒尺寸减小。
发明内容
本发明是提供一种高效剥离层状无机材料的方法。本发明首先将有机小分子插入 到层状高岭土层间，使层状无机材料进行初次剥离，然后在超声条件下处理已经剥离的样 品，由于超声波可产生局部超高温、超高压，并且超声空化作用产生很高的空化能，造成固 体表面颗粒间的剧烈碰撞，插层剂也易于分解并从层状无机材料的层间快速逸出，导致层 状磷酸盐进一步剥离。现详细说明本发明的详细内容，一种高效剥离层状无机材料的方法，其特征在于 它的步骤如下第一步有机小分子对层状无机材料初次剥离的制备取适量的层状无机材料溶于水中，在超声波条件下使其分散均勻。加入有机溶剂， 搅拌，使溶液胶体化。第二步高效剥离层状无机材料将上述制备的胶体在超声波的条件下，短时间内使其层间的有机物分解或蒸发，
3从层状无机材料的层间逸出，使其进一步剥离形成更为透明的胶体。 第三步成品 将所得样品离心，得到成品。与背景技术相比，本发明具有下述效果1.剥离效率高采用超声波技术处理进行层状无机材料的剥离，剥离后的片层厚度薄，与以往的 方法相比大大减小。2.剥离能耗低采用超声技术剥离层状无机材料，所需时间短，就能使层状无机材料层间的有机 物完全分解成气体并逸出，使层状无机材料剥离，该过程所需能耗低。3.剥离效果好采用超声的条件下剥离层状无机材料，不仅能有效剥离层状无机材料，而且还能 保持层状无机材料良好的晶体结构。
图1无机层状材料超声剥离示意图。
具体实施例方式现结合以具体实施例对本发明进一步详细描述实施实例1第一步丙胺对α -ZrP初次剥离的制备取Ig合成的α-ZrP粉末分散于蒸馏水中，液固比=100ml/g，在超声波的条件下 分散均勻。，按摩尔比η(胺)n(a-ZrP) =0.5 1，分别加入0. 2mol/L丙胺溶液8. 5ml。 搅拌，形成胶体。第二步超声法高效剥离a -ZrP将上述制备的胶体放入烧杯中，置于超声仪中处理30min后取出，使a-ZrP剥离 更为彻底。第三步成品将上述样品进行离心处理，得到成品。
权利要求
一种高效剥离层状无机材料的方法，其特征在于主要是在层状无机材料中插入能破坏或减弱无机材料层间作用力的有机插层剂，在适合的溶剂中达到初次剥离样品，然后取其剥离样品在超声波的条件下，导致无机材料层间作用力的进一步破坏，最后得到无机材料的剥离产物。
2.根据权利要求2所述的剥离无机材料的高效方法，其特征在于无机材料包括至少一 种的高岭石族粘土、海泡石族粘土、蒙皂石族粘土、水云母族粘土、埃洛族粘土、绿泥石族粘 土、水滑石类、层状磷酸盐类、层状金属氧化物、层状金属硫化物和层状石墨材料，优选为层 状磷酸盐。
3.根据权利要求2所述的剥离层状磷酸盐的高效方法，其特征在于插入到磷酸盐层间 的插层物可以是极性小分子如烷基胺，醇胺，醇，烷基胺碱等。
4.根据权利要求2所述的快速剥离水滑石的方法，其特征在于插入到水滑石层间的插 层物可以是烷基铵盐、甲酰胺(DMF)、H20、丙甲醇、乙醇、氨基酸等。
5.根据权利要求2所述的剥离高岭土的快速方法，其特征在于插入到高岭土层间的插 层物可以是任意一种胼，醋酸钾，二甲基亚砜，聚合物，OBSH(4,4'-氧代双苯磺酰胼)等，可 以是上述物质的衍生物，也可以是上述物质的混合物。
6.根据权利要求1所述的剥离水滑石的合适溶剂，其特征在于根据插层剂的不同，选 择不同的溶液。
全文摘要
本发明涉及一种高效剥离层状无机材料的方法。该方法是先用有机小分子剥离层状无机材料，然后把已经剥离层状无机材料在超声波的条件下，使层状无机材料的剥离更为彻底。该方法不仅能使层状无机材料剥离充分，而且还可保持层状无机材料良好的晶体结构，使层状无机材料现有的用途产生质的提高，使其价值倍增。
文档编号C01B13/00GK101898766SQ20091008482
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者胡小龙, 郭灿雄 申请人:北京化工大学