制备合成矿物的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备合成矿物的方法和用于制备合成矿物前体的方法以及所述方法的产物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备合成矿物的方法


[0001]本专利技术总体上涉及制备合成矿物如合成页硅酸盐(如合成滑石)的方法。本专利技术还涉及上述方法的产品和中间产品以及上述产品的各种用途。

技术介绍

[0002]矿物颗粒(包括硅酸盐如锗酸盐、硅锗酸盐和锗硅酸盐)可用于各种工业领域中的各种应用。例如，矿物颗粒可用于热塑性塑料、弹性体、纸张、油漆、清漆、纺织品、冶金、制药、化妆品、肥料等。矿物颗粒可用作惰性填料(例如用于稀释组合物中的其它更昂贵的活性组分)或用作功能填料以提供一种或多种有利的性能(例如用于增强材料的机械性能)。硅酸盐可以从天然来源获得，然后研磨以制备用于各种工业应用的硅酸盐产品。然而，天然获得的硅酸盐产物可包括一定水平的杂质。此外，天然获得的硅酸盐可能需要经历多个加工步骤以获得期望的粒度分布。相反，合成硅酸盐和锗酸盐颗粒通常具有比相应的天然产品更高的纯度水平和更窄的粒径分布。因此，可期望提供用于制备包含硅和/或锗的合成矿物颗粒的替代和/或改进的方法。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于制备合成矿物的方法，该方法包括：通过以下各项之间的沉淀反应制备合成矿物前体：
[0004]金属硅酸盐和/或锗酸盐，和
[0005]二价或三价金属盐，
[0006]其中，沉淀反应不包括添加酸或氢氧化物碱试剂来使沉淀反应化学平衡。
[0007]根据本专利技术的一个替代性方面，提供了一种用于制备合成矿物的方法，该方法包括通过以下各项之间的沉淀反应来制备合成矿物前体：
[0008]金属硅酸盐和/或锗酸盐，和
[0009]二价或三价金属盐，
[0010]其中，金属硅酸盐和/或锗酸盐中金属原子与硅和/或锗原子的摩尔比小于约2。
[0011]根据本专利技术的另一替代性方面，提供了一种用于制备合成矿物的方法，该方法包括通过金属偏硅酸盐和/或偏锗酸盐与二价或三价金属盐之间的沉淀反应来制备合成矿物前体，然后在超临界条件下对合成矿物前体进行热处理。
[0012]根据本专利技术的另一替代性方面，提供了一种用于制备合成矿物的方法，该方法包括：通过以下各项之间的沉淀反应来制备合成矿物前体：
[0013]金属硅酸盐和/或锗酸盐，和
[0014]二价或三价金属盐，
[0015]其中，金属硅酸盐和/或锗酸盐包含金属二硅酸盐和/或二锗酸盐与金属偏硅酸盐和/或偏锗酸盐。在某些实施方式中，金属硅酸盐和/或锗酸盐包括金属二硅酸盐和金属偏硅酸盐。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于制备合成矿物前体的方法，该方法包括以下各项之间的沉淀反应：
[0017]金属硅酸盐和/或锗酸盐，和
[0018]二价或三价金属盐，
[0019]其中，沉淀反应不包括添加酸或氢氧化物碱试剂来使沉淀反应化学平衡；或
[0020]其中，金属硅酸盐和/或锗酸盐中金属原子与硅和/或锗原子的摩尔比小于约2；或
[0021]其中，金属硅酸盐和/或锗酸盐是金属偏硅酸盐和/或偏锗酸盐，并且沉淀反应后在超临界条件下对合成矿物前体进行热处理；或
[0022]其中，金属硅酸盐和/或锗酸盐包含金属二硅酸盐和/或二锗酸盐与金属偏硅酸盐和/或偏锗酸盐。
[0023]根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于制造合成矿物的方法，该方法包括对本专利技术的任何方面或实施方式的合成矿物前体或根据本专利技术的任何方面或实施方式制造的合成矿物前体进行热处理。
[0024]根据本专利技术的第四方面，提供了通过本专利技术的任何方面或实施方式的方法获得的和/或能够获得的合成矿物。
[0025]根据本专利技术的第五方面，提供了通过本专利技术的任何方面或实施方式的方法获得的和/或能够获得的合成矿物前体。
[0026]在某些实施方式中，合成矿物或合成矿物前体分别是合成硅酸盐或合成硅酸盐前体。在某些实施方式中，合成矿物或合成矿物前体分别是合成页硅酸盐或合成页硅酸盐前体。在某些实施方式中，合成页硅酸盐或合成页硅酸盐前体分别是合成滑石或合成滑石前体。
[0027]在某些实施方式中，金属硅酸盐和/或锗酸盐是硅酸钠，例如二硅酸钠和/或偏硅酸钠。
[0028]在某些实施方式中，金属硅酸盐和/或锗酸盐是二硅酸盐和/或二锗酸盐与偏硅酸盐/偏锗酸盐的组合，其比例足以提供平衡的沉淀反应，而不需要外部添加酸或氢氧化物碱试剂和/或不产生作为沉淀反应产物的酸或碱。
[0029]在某些实施方式中，二价或三价金属盐是镁盐和/或锌盐。在某些实施方式中，二价或三价金属盐是乙酸盐或硫酸盐。
[0030]在某些实施方式中，合成矿物前体经历热处理工艺，例如水热处理工艺，以制备合成矿物。在某些实施方式中，热处理工艺在超临界条件下进行。在某些实施方式中，金属硅酸盐和/或锗酸盐是偏硅酸盐，且热处理工艺在超临界条件下进行。
[0031]在某些实施方式中，沉淀反应在式R
‑
COOM'的金属羧酸盐的存在下进行，其中R选自氢(
‑
H)和包含少于5个碳原子的烷基，并且M'是单价金属。在某些实施方式中，金属羧酸盐是单价金属盐，如钠盐或钾盐。在某些实施方式中，金属羧酸盐是乙酸盐。
[0032]本专利技术的任何方面的某些实施方式可以提供以下优点中的一个或多个：
[0033]·
需要更少的反应物；
[0034]·
使用更便宜的反应物；
[0035]·
更经济/环境友好的方法；
[0036]·
合成产物具有高纯度；
[0037]·
合成产物具有高结晶度；
[0038]·
合成制品具有高层状性；
[0039]·
所需的粒径分布；
[0040]·
不产生作为沉淀反应产物的酸和/或碱。
[0041]本文将进一步描述关于本专利技术的一个或多个所述方面的任何颗粒所提供的细节、实施例和优选方式，并且同样适用于本专利技术的所有方面。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的实施方式、实施例和优选方式的任何组合及其所有可能的变化均包括在本专利技术中。
附图说明
[0042]图1和2显示了通过实施例1的方法制备的合成滑石的X射线衍射图(分别为24小时处理和6小时处理)。
[0043]图3显示了通过实施例1的方法(6小时处理)制备的合成滑石的红外光谱。
[0044]图4显示了通过实施例1的方法(6小时处理)制备的合成滑石的电子显微照片。
[0045]图5显示通过实施例6的方法制备的合成硅锌矿的X射线衍射图。
具体实施方式
[0046]本文提供了一种用于制备合成矿物的方法。该方法包括通过一种或多种金属硅酸盐和/或锗酸盐与一种或多种二价或三价金属盐之间的沉淀反应来制备合成矿物前体。
[0047]已令人惊讶且有利地发现，可在不向沉淀反应混合物中外部添加任何试剂，特别是酸试剂(例如乙酸)或氢氧化物碱试剂的情况下制备合成矿物，所述沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备合成矿物的方法，所述方法包括：通过以下各项之间的沉淀反应制备合成矿物前体：金属硅酸盐和/或锗酸盐，和二价或三价金属盐，其中，所述沉淀反应不包括添加酸或氢氧化物碱试剂来使所述沉淀反应化学平衡。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述合成矿物是合成硅酸盐，例如合成页硅酸盐，例如其中，所述合成页硅酸盐是合成滑石。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属硅酸盐和/或锗酸盐中金属原子与硅和/或锗原子的摩尔比小于约2，例如等于或小于约1。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述金属硅酸盐和/或锗酸盐是金属二硅酸盐或二锗酸盐，例如二硅酸钠和/或偏硅酸钠。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述二价或三价金属盐是镁盐或锌盐。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述二价或三价金属盐不是硅酸盐或锗酸盐。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述二价或三价金属盐为羧酸盐(例如乙酸盐)、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、硫化物盐、亚硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、卤化物盐、碳酸盐、碳酸氢盐、氯酸盐、铬酸盐、重铬酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：国家科研中心保尔萨巴蒂埃图卢兹第三大学，
类型：发明
国别省市：