利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法，是将天然一维纳米黏土矿物粉体与还原剂均匀混合后，在300~600℃热活化1~2h；将热活化黏土矿物按固液质量比1:5~1:10分散到酸溶液中，在40~75℃温度下酸溶蚀处理2~7.5h，得到的产物经过固液分离、干燥、粉碎，过筛，得到二氧化硅纳米材料。本发明专利技术通过还原过程将天然一维纳米黏土矿物中的八面体层中Fe(III)转变为Fe(II)，用较低酸浓度进行酸溶蚀处理，将天然一维纳米黏土矿物转变为一维二氧化硅纳米材料，且一维二氧化硅纳米材料的长度没有减少，产品长径比高，稳定性好，粒度均匀，可用于工程塑料、橡胶、催化、等多个领域。

Preparation of Silica Nanomaterials from Natural One-Dimensional Clay Minerals

The invention discloses a method for preparing silica nanomaterials by using natural one-dimensional nano-clay minerals. After homogeneous mixing of natural one-dimensional nano-clay mineral powder and reductant, the thermal activated clay minerals are thermally activated for 1-2 h at 300-600 (?) C, dispersed into acid solution according to the solid-liquid mass ratio of 1:5-1:10, and ACID-DISSOLVED at 40-75 (?) C for 2-7.5 H. Separation, drying, crushing and sieving were used to obtain silica nanomaterials. The invention transforms Fe(III) in octahedral layer of natural one-dimensional nano-clay mineral into Fe(II) through reduction process, and acid dissolution treatment with lower acid concentration. The natural one-dimensional nano-clay mineral is transformed into one-dimensional silica nano-material. The length of one-dimensional silica nano-material is not reduced, and the product has high aspect ratio, good stability and uniform particle size, which can be used in Engineering plastics. Material, rubber, catalysis, and many other fields.

【技术实现步骤摘要】
利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法
本专利技术涉及一种利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米棒、纳米纤维和纳米管的方法，属于非金属矿深加工和纳米材料制备

技术介绍
一维纳米二氧化硅材料因具有高表面活性、低膨胀系数及良好的电绝缘性等优异特性，在高分子材料增韧补强、光电太阳能电池、催化剂载体和锂电池电极及隔膜材料等领域中发挥着不可替代的重要作用。目前制备纳米二氧化硅材料的方法主要是模板法，利用模板的导向作用形成前驱体，再除去模板即可得到一维纳米二氧化硅材料。然而，模板法制备一维纳米二氧化硅通常需要使用模板剂或模板洗脱剂，制备过程比较复杂，生产条件苛刻，生产成本高，而且还会引起环境污染。因此，开发低成本、高效率的一维纳米二氧化硅材料的制备具有重要意义。凹凸棒石、海泡石和埃洛石等天然黏土矿物具有一维纳米棒、纳米纤维和纳米管状晶体形貌，结构骨架主要由硅氧四面体和铝（或镁、铁）氧八面体组成。四面体层和八面体层通过Si-O-M键连接，形成了晶体形貌不同的黏土矿物。在酸性条件下，晶体结构中的氧化硅骨架较为稳定，但八面体层中的金属离子可以被酸溶出，从而得到与黏土矿物初始形貌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法，是将天然一维纳米黏土矿物粉体与还原剂均匀混合后，在300~600℃热活化1~2h；将热活化黏土矿物按固液质量比1:5~1:10分散到酸溶液中，在40~75℃温度下酸溶蚀处理2~7.5h，得到的产物经过固液分离、干燥、粉碎，过筛，得到二氧化硅纳米材料。

【技术特征摘要】
1.利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法，是将天然一维纳米黏土矿物粉体与还原剂均匀混合后，在300~600℃热活化1~2h；将热活化黏土矿物按固液质量比1:5~1:10分散到酸溶液中，在40~75℃温度下酸溶蚀处理2~7.5h，得到的产物经过固液分离、干燥、粉碎，过筛，得到二氧化硅纳米材料。2.如权利要求1所述利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法，其特征在于：所述天然一维纳米黏土矿物粉体为纯度不低于95%的天然纳米棒状凹凸棒石、纳米纤维状海泡石或纳米管状埃洛石。3.如权利要求1所述利用天然一维纳米黏土矿物制备二氧化硅纳米材料的方法，其特征在于：所述还原剂为维生素C、氨基乙酸、柠檬酸铵、柠檬酸钠、盐酸羟胺、酒石酸钠、草酸钾、柠檬酸钾、草酸铵、酒石酸钾中的至少一种。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文波，王爱勤，牟斌，朱永峰，惠爱平，康玉茹，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62