本发明专利技术涉及一种被称为合成云母的矿物化合物，该矿物化合物具有式At(Six‑Ge1x)4MzO10(OH)2，其中：A表示金属元素的至少一种一价层间阳离子，A具有式Liw(1)Naw(2)Kw(3)Rbw(4)Csw(5)，每个标记w(i)表示区间[0；1]中的实数，使得标记w(i)的总和等于1；t为区间[0.3；1]中的实数，x为区间[0；1]中的实数；M表示至少一种具有式Mgy(1)Coy(2)Zny(3)Cuy(4)Mny(5)Fey(6)Niy(7)Cry(8)的二价金属，每个标记y(i)表示区间[0；1]中的实数，诸如式(A)；并且，z为区间[2.50；2.85]中的实数。本发明专利技术还涉及一种包括这种化合物的组合物以及用于制备这种化合物的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成矿物化合物、含该化合物的组合物及制备该化合物的方法
本专利技术涉及被称为合成云母的合成矿物化合物以及涉及包括至少一种这种合成矿物质化合物的组合物。本专利技术还涉及用于制备这种合成矿物化合物的方法。
技术介绍
许多诸如硼酸盐或硅酸盐的矿物被用于各种工业领域中。例如，页硅酸盐在许多工业门类以颗粒形式使用，该工业门类诸如为：热塑性塑料，热固性塑料，化妆品，油漆或清漆。诸如云母的页硅酸盐尤其是通过掺入组合物中作为惰性电荷(尤其是用于页硅酸盐的化学稳定性和页硅酸盐的绝热性能)或功能性电荷(例如用于增强某些材料的机械性能)而使用。例如，云母特别是以片或带的形式被用于聚合物树脂中，用作高电压马达和交流发电机中的铜棒的电绝缘材料和热绝缘材料，用于意图安装在具有高安全要求(诸如隧道，船只，机场，医院等)的设备中的电缆中，用在用于加热板或加热电器(诸如吹风机，微波炉，烤箱......)的保护件中或用于汽车接头中，或用于任何类型的绝缘部件中。由于云母耐火性能、云母的化学惰性和云母的隔音性能，云母也可以以粉末形式使用(不掺入另一种材料中)，并且尤其是以薄片的形式使用。在整个上下文中，术语“非溶胀的”用于表示其衍射线(001)不受与乙二醇或二醇接触进行的处理影响的任何页硅酸盐或矿物颗粒，即与衍射线(001)(X射线)相对应的原子间距离在使页硅酸盐与乙二醇或二醇发生接触后不增加。云母属于页硅酸盐家族。页硅酸盐由晶体结构的基本片的规则堆叠构成，其数量从几个单元到几千个单元变化。在页硅酸盐(层状硅酸盐)中，尤其包括滑石、云母和蒙脱石的组的特征在于，每个基本片由位于八面体层两侧上的两个四面体层的结合构成。2:1页硅酸盐的八面体层由O2-和OH-离子的两个平面形成(O2/OH的摩尔比为2/1)。在该中间层的两侧，存在二维四面体网，其中一个顶点被八面体层的氧占据，而其他三个由大致共面的氧占据。该组对应于2:1页硅酸盐。鉴于其结构，2:1页硅酸盐也被称为T.O.T.(四面体-八面体-四面体)。云母的特征尤其在于：位于基本片之间的空间(被称为层间空间)中存在层间(interfoliary)阳离子。与蒙脱石不同，云母据说是非溶胀的并且特征在于，在层间空间中不存在水分子，水分子尤其意味着矿物的溶胀性质。正如由Rieder等人在的名称为“NomenclatureofMicas”的学术公布(CanadianMineralogist，1998年，第36卷，第41-48页)中所定义的，云母的简化式是：IM2-3□1-0T4O10A2，其中，I表示一种层间阳离子(通常，例如为K、Na或Ca)；M通常选自Li、Fe、Mg、Al或Ti；□表示空位，T通常选自Al、Fe(三价)或Si，而A通常尤其选自F和OH。因此，云母通常包括许多化学元素，该化学元素包括在四面体位点处的硅、铝或铁(Rieder等人的通式中的T)和在八面体位点处的锂、铁、镁、铝或钛(Rieder等人的通式中的M)。云母还通过X射线衍射线来表征，X射线衍射线是位于到之间的距离处的平面(001)的特征。另一方面，天然来源的云母含有不同比例的许多化学元素，并且该化学元素的性质无法控制。然而，在许多应用中，能够控制存在于云母中的化学元素的性质将是有用的，尤其是能够控制存在于八面体位点和四面体位点处的元素的化学性质将是有用的。从由ChoiJ.等人在名称为“HydrothermalsynthesisofMn-Mica”的学术公布(AppliedClayScience，2009，第46卷，第69-72页)中还已知的是，合成云母尤其包括锰和铝。然而，根据该公布获得的化合物限于具有至少包括铝、锰和硅的特定化学式的云母。制备锂蒙脱石(属于蒙脱石类的化合物)的方法也是已知的。名称为“TheclaysciencesocietyofJapanNIII-ElectronicLibraryService”的学术公布(1987年12月31日，摘自因特网http://www.ci.nii.ac.jp/els/110003709495.pdf？.XP055284543)描述了一种合成锂蒙脱石的方法，该方法为：从包括氯化镁、硅酸钠和硝酸的溶液开始，然后加入氢氧化钠和氢氧化锂，之后在125℃到300℃之间进行水热处理1小时到24小时。W.T.Granquist等人在名称为“Astudyofthesynthesisofhectorite”的学术公布(1959年12月31日，XP055284386，摘自因特网http://www.clays.org/journal/archive/volume8/8-1-150.pdf)中描述了一种通过氯化镁溶液和由四氯化硅制备的硅胶来合成锂蒙脱石的方法。该公布还引用了在沸腾时将氯化镁缓慢地加入到硅酸钾溶液中的方法。US3666407公开了一种通过煅烧碳酸锂和滑石粉并且与硅酸钠和碳酸钠混合、之后在大约185℃的温度下进行水热处理来合成锂蒙脱石的方法。WO2014/164632公开了一种用于合成包括锌的锂蒙脱石的方法，在该方法中，硅源尤其可以选自二氧化硅、胶态二氧化硅、偏硅酸钠、偏硅酸钾、高岭土和滑石。WO2014/164632还表明在125℃到250℃之间进行水热处理。然而，这些方法都不能制备属于云母类的化合物。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术旨在提出类似于天然云母的新化合物，但是在本专利技术中，构成该新化合物的化学元素的性质是受控的。本专利技术尤其旨在提供可以以低成本合成获得的新型化合物。本专利技术还旨在提供与云母的通式相对应但不含某些诸如铝(Al)或氟(F)的化学元素的新型化合物。本专利技术还旨在提供与具有高纯度的云母的通式相对应的新型化合物。本专利技术还旨在提出与云母的通式相对应并且具有与天然云母的结构性质非常接近的结构性质的新型化合物，该新型化合物根据X射线衍射尤其具有位于到之间的距离处的平面(001)。本专利技术还旨在提供与可以是纳米大小的颗粒形式的云母的通式相对应的新型化合物。本专利技术还旨在提供一种制备这些化合物的方法，该方法的实施简单且快速，并且符合工业规模生产的限制。本专利技术的目的是提出一种制备高纯度的合成矿物颗粒的方法，该合成矿物颗粒具有层状性、微小粒径和低分散性以及具有非常接近天然矿物(尤其是天然页硅酸盐和天然云母)的晶体结构。尤其是，本专利技术还旨在提供一种用于制备合成化合物的方法，该合成化合物取代天然云母可用于各种应用中。为此，本专利技术涉及称为合成云母的合成矿物化合物，该合成矿物化合物与下式相对应At(SixGe1-x)4MzO10(OH)2(I)其中：A表示金属元素的至少一种一价层间阳离子(A+)，A具有式Liw(1)Naw(2)Kw(3)Rbw(4)Csw(5)；Li表示锂，Na表示钠，K表示钾，Rb表示铷，Cs表示铯，并且每个w(i)表示区间[0；1]中的实数，使得t是区间[0.3；1]中的实数，Si表示硅，Ge表示锗，x是区间[0；1]中的实数，M表示至少一种具有式Mgy(1)Coy(2)Zny(3)Cuy(4)Mny(5)Fey(6)Niy(7)Cry(8)的二价金属；Mg表示镁，Co表示钴，Zn表示锌，Cu表示铜，Mn表示锰，Fe表示铁，Ni表示镍，以及Cr表示铬；并且每个y(i)表示区间[0；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合成矿物化合物，被称为合成云母，所述合成矿物化合物与下式(I)相对应：At(SixGe1‑x)4MzO10(OH)2 (I)其中：A表示至少一种一价金属元素层间阳离子，A具有式Liw(1)Naw(2)Kw(3)Rbw(4)Csw(5)；Li表示锂，Na表示钠，K表示钾，Rb表示铷，Cs表示铯，并且每个w(i)表示区间[0；1]中的实数，使得
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.28 FR 15.591291.一种合成矿物化合物，被称为合成云母，所述合成矿物化合物与下式(I)相对应：At(SixGe1-x)4MzO10(OH)2(I)其中：A表示至少一种一价金属元素层间阳离子，A具有式Liw(1)Naw(2)Kw(3)Rbw(4)Csw(5)；Li表示锂，Na表示钠，K表示钾，Rb表示铷，Cs表示铯，并且每个w(i)表示区间[0；1]中的实数，使得t为区间[0.3；1]中的实数，Si表示硅，Ge表示锗，x是区间[0；1]中的实数，M表示至少一种具有式Mgy(1)Coy(2)Zny(3)Cuy(4)Mny(5)Fey(6)Niy(7)Cry(8)的二价金属；Mg表示镁，Co表示钴，Zn表示锌，Cu表示铜，Mn表示锰，Fe表示铁，Ni表示镍，以及Cr表示铬；每个y(i)表示区间[0；1]中的实数，使得z是范围[2.50；2.85]内的实数，t+2z是区间[5.3；6.0]中的实数，O表示氧，且H表示氢。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，y(3)不是1。3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，在式(I)中，A表示钾。4.根据权利要求1至3中的一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物在X射线衍射中具有平面(001)的至少一个衍射线特征，所述平面位于在到之间的距离处。5.根据权利要求1至4中的一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物根据由彼此通过至少一个空间分开的片构成的立体结构来构造，所述空间称为层间空间，每个阳离子A被布置在所述层间空间中。6.一种组合物，所述组合物包括至少一种根据权利要求1至5中的一项所述的化合物。7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组合物不含铁。8.根据权利要求6或7所述的组合物，其特征在于，所述组合物不含铝。9.根据权利要求6至8中的一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物不含氟。10.根据权利要求6至9中的一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括所述化合物的颗粒，当通过电子显微镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·马丁，C·勒鲁，P·米库，马里耶·克拉维尔，西里尔·阿伊莫尼尔，
申请(专利权)人：国家科学研究中心，图卢兹第三大学，
类型：发明
国别省市：法国,FR
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