一种分级孔凹凸棒石的制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了种分级孔凹凸棒石的制备方法，凹凸棒石黏土首先经酸溶液处理，除去其中的杂质和部分八面体阳离子，而后加入氟化物以除去其间的含硅化合物，经过滤、洗涤和干燥即得分级孔凹凸棒石材料。将其用作吸附剂，可选择性吸附二氧化碳；将其作为甲苯与苄基溴进行Friedel-Crafts烷基化反应的催化剂，得到较高的转化率。本发明的分级孔凹凸棒石的制备方法，其包括以下步骤：称取凹凸棒石黏土于玻璃烧瓶中，加入酸溶液，在60-110℃下回流搅拌2-12h后，冷至室温，转至烧杯中，向其中加入氟化物进行反应，再经过滤、洗涤和干燥，即得到分级孔凹凸棒石。
【专利说明】-种分级孔凹凸棒石的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种凹凸椿石的制备方法及应用，更具体地说设及一种分级孔凹凸椿 石的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 凹凸椿石黏±是一种具有链层状结构的富儀侣娃酸盐天然矿物。我国江苏、安徽、 山东、甘肃和迂宁等地已探明许多凹凸椿石黏±矿藏。我国凹凸椿石黏±矿资源储量能够 满足近期工业生产的需求，并且与世界其他各国相比具有较明显的优势（王艺洁，任犀，陶 玲等，矿产保护与利用，2012,（4) ;44-47)。凹凸椿石具有特殊的晶体结构；其基本构成单 元是由平行于C轴的娃氧四面体双链组成，各个链间通过氧原子连接，娃氧四面体的自由 氧原子的指向（即娃氧四面体的角顶）每四个一组，上下交替地排列。指向相对的娃氧四 面体之间通过八面体阳离子连接，指向相背的娃氧四面体之间形成沿C轴方向的孔道，该 种排列方式使四面体片在链间被连续地连接，但四面体的自由氧原子指向的不一致性决定 了八面体片是不连续的，形成很多孔道，孔道截面大约为〇.38nmX0.63nm。凹凸椿石凭借 其独特结构和化学组成赋予其特殊的性能，且储量丰富、价格低廉，作为吸附剂、粘结剂、助 剂、添加剂和催化剂载体等在水处理、油脂加工、医药W及石油化工等领域具有广泛的应用 前景。
[0003] 对凹凸椿石黏±进行活化处理是非常必要的，通常使用不同浓度的酸溶液进行活 化。在酸溶液处理凹凸椿上过程中，碳酸盐杂质完全溶解，八面体阳离子部分溶解，大部分 娃氧四面体基本保留，使得凹凸椿石的晶体结构得W保持，活化后的凹凸椿石黏上比表面 积有所增大，孔体积和表面性能均有所改变。但是，在酸活化过程中，随着八面体阳离子的 溶解，会有娃溶胶、无定型二氧化娃、纳米椿状活性二氧化娃W及介于凹凸椿石和活性纳米 椿状二氧化娃之间的过渡状态等产物形成（陈天虎，冯有亮，史晓莉，凹凸椿石与酸反应产 物和结构演化的研究，娃酸盐学报，2003, 31 (10) : 959-964)。该些含娃产物的形成将影响凹 凸椿石黏±的吸附性能和催化性能。因此，需要建立一种新的凹凸椿石黏±制备方法W解 决现有技术中存在的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是；克服现有技术存在的问题，提供一种分级孔凹凸 椿石的制备方法，凹凸椿石黏上首先经酸溶液处理，除去其中的杂质和部分八面体阳离子， 而后加入氣化物W除去其间的含娃化合物，经过滤、洗漆和干燥即得分级孔凹凸椿石材料。 将其用作吸附剂，可选择性吸附二氧化碳；将其作为甲苯与节基漠进行化iede^hafts烧 基化反应的催化剂，得到较高的转化率。
[0005] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0006] 本发明的分级孔凹凸椿石的制备方法，其包括W下步骤；称取凹凸椿石黏±于玻 璃烧瓶中，加入酸溶液，在60-110°C下回流揽拌2-1化后，冷至室温，转至烧杯中，向其中加 入氣化物进行反应，再经过滤、洗漆和干燥，即得到分级孔凹凸椿石。
[0007] 本发明的分级孔凹凸椿石的制备方法，其进一步的技术方案是所述的酸溶液浓度 范围为1. 0-5. Omol ?。，使凹凸椿石黏±在酸溶液中的质量浓度为10-50mg ? m。。
[000引本发明的分级孔凹凸椿石的制备方法，其进一步的技术方案还可W是所述的酸溶 液为盐酸、硝酸和硫酸中的一种。
[0009] 本发明的分级孔凹凸椿石的制备方法，其进一步的技术方案还可W是所述的氣化 物为氣化锭或氣化钢，其浓度范围在0. 5-1. 5mol ?。，反应时间为5-180min。
[0010] 本发明上述的制备方法制备的分级孔凹凸椿石在二氧化碳/甲烧/氮气体系中选 择性吸附二氧化碳中的应用，其可用作吸附剂，选择性吸附二氧化碳/甲烧/氮气体系中的 二氧化碳。
[0011] 本发明上述的制备方法制备的分级孔凹凸椿石作为甲苯与节基漠进 行化iede^hafts烧基化反应的催化剂中的应用，其可用作甲苯与节基漠进行 化iede^hafts烧基化反应的催化剂
[0012] 本发明与现有技术相比具有W下有益效果：
[0013] 本发明是利用酸溶液和氣化物组合处理凹凸椿石黏±，在凹凸椿石结构未被破坏 的前提下制得分级孔凹凸椿石，可用作特定的吸附剂和催化剂，具有一定的应用前景。本发 明提供的制备方法条件温和，操作简单，提高了凹凸椿石对二氧化碳的吸附量和选择性，同 时，提升了凹凸椿石对化iede^hafts烧基化反应的催化活性。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但是本发明的范围不限于所给出的 实施例。
[0015] 实施例1-34制备分级孔凹凸椿石材料
[0016] 具体制备过程如下：
[0017] 称取一定质量的凹凸椿石黏±于玻璃烧瓶中，向其中加入适量的酸溶液（A)，凹凸 椿石黏±的质量浓度为B，酸溶液的浓度为C，在设定温度值）下回流揽拌一定时间巧），冷 至室温，转至塑料烧杯中，向其中加入氣化物（巧，使其浓度为G，反应H min,经过滤、洗漆 和干燥，即得分级孔凹凸椿石。
[001引其中，所用的酸至少为盐酸（A1)、硝酸（A2)和硫酸（A3)中的一种；加入的氣化物 至少为氣化锭（F1)和氣化钢（F2)中的一种；
[0019] 凹凸椿石黏±的质量浓度B范围为10-50mg ? m。;酸溶液浓度C的范围为 1. 0-5. Omol ?回流温度D范围为60-110°C ;回流时间E范围为2-12h ;氣化物浓度G的 范围为0. 5-1. 5mol . L-1;氣化物反应时间H的范围为5-180min。
[0020] 实施例1-34中各代号说明和各实施例的实验条件如表1和表2所示：
[0021] 表1各代号说明及其单位
[0022]
【权利要求】
1. 一种分级孔凹凸棒石的制备方法，其特征在于包括以下步骤：称取凹凸棒石黏土于 玻璃烧瓶中，加入酸溶液，在60-1KTC下回流搅拌2-12h后，冷至室温，转至烧杯中，向其中 加入氟化物进行反应，再经过滤、洗涤和干燥，即得到分级孔凹凸棒石。
2. 根据权利要求1所述的分级孔凹凸棒石的制备方法，其特征在于所述的酸溶液浓度 范围为1. 0-5. Omol ? I71，使凹凸棒石黏土在酸溶液中的质量浓度为10-50mg ? mL'
3. 根据权利要求1或2所述的分级孔凹凸棒石的制备方法，其特征在于所述的酸溶液 为盐酸、硝酸和硫酸中的一种。
4. 根据权利要求1所述的分级孔凹凸棒石的制备方法，其特征在于所述的氟化物为氟 化铵或氟化钠，其浓度范围在〇. 5-1. 5mol ? I71，反应时间为5-180min。
5. -种如权利要求1-4任一所述的制备方法制备的分级孔凹凸棒石在二氧化碳/甲烷 /氮气体系中选择性吸附二氧化碳中的应用。
6. -种如权利要求1-4任一所述的制备方法制备的分级孔凹凸棒石作为甲苯与苄基 溴进行Friedel-Crafts烧基化反应的催化剂中的应用。
【文档编号】B01J20/16GK104437351SQ201410652030
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】刘晓勤, 孙林兵, 李兴扬, 刘定华 申请人:南京工业大学