一种铝基水滑石的制备方法技术

本发明专利技术公开了铝基水滑石的一种制备方法。将Na2CO3和偏铝酸钠分别溶于去离子水中，再制成偏铝酸钠和Na2CO3的混合溶液作为电解液；以可形成二价离子的金属为电解电源的阳极，惰性电极为电解电源的阴极；在搅拌下进行电解；电解电压控制在1-10V；控制电解反应温度在20-80度；pH值在8-12；电解反应完成后，将电解反应后的混合物于一定温度下进行水热反应，所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得铝基水滑石。此合成方法无废液排除，属于环境友好型，该物质可应用于塑料助剂、医药、电池等中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝基水滑石的清洁制备方法。
技术介绍
锌基水滑石是一类具有层状结构的阴离子型粘土，这些物质具有类似于水镁石Mg(OH)2型正八面体结构。这些八面体通过边-边共享OH-基团形成层，层与层间对顶迭加，层间以氢键缔合，这样就形成了板层结构。铝基水滑石的化学组成具有如下通式：[M2+1-xAl3+x(OH)2]x+(CO3)0.5x·mH2O,其中M2+和Al3+分别为位于主体层板上的二价和三价金属离子，如Mg2+、Sn2+、Ni2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价金属阳离子。层板间的化学组成、层间离子种类和数量均可根据设计而改变，表现出的物理化学性质也不同，可作为不同的材料，如新型杀菌材料、紫外阻隔材料、阻燃剂、电池活性材料等，应用于医药、涂料、塑料、化妆品和电池等领域中。目前国内外报道和专利合成水滑石的方法有共沉淀法、水热法。共沉淀法是按一定比例称取二价金属盐、三价金属盐、氢氧化钠、碳酸钠，将溶液混合并搅拌，在一定温度下反应一定时间，然后在一定温度下陈化一定的时间，然后洗涤干燥。水热法合成过程为：按一定比例称取二价金属盐、三价金属盐、氢氧化钠、碳酸钠，将溶液混合并搅拌，在一定温度下反应一定时间，然后移到反应釜中在一定温度下反应一定时间，然后洗涤干燥得水滑石。两种方法合成工艺简单，但反应中消耗大量的碱，产物废液多，有大量的低价值钠盐排除，一方面不利于环境保护，另一方面反应成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用一条清洁的方法合成铝基水滑石，经济、环保。本专利技术的技术方案包括以下步骤：取5-16重量份（分析纯的）偏铝酸钠和12-40重量份（分析纯的）Na2CO3分别溶于50-200重量份的去离子水中，制成混合溶液作为电解液；以可形成二价离子的金属为电解电源的阳极，惰性电极为电解电源的阴极；在搅拌下进行电解，控制电解电压控制在1-10V，电解反应温度在20-80度，pH值在8-12，电解反应完成，将得到的电解反应液于100-200度进行水热反应，所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得铝基水滑石。专利技术效果：本专利技术制备方法为一种清洁合成法，相比于现有的合成方法，不需要氢氧化钠溶液，且二价金属离子来源于电解时发生氧化反应的金属，经济；没有低价值的钠盐排出，有高价值的副产物氢氧化钠溶液排出，一方面，副产物溶液可以回收利用，用于合成原材料偏铝酸钠；另一方面，副产物可经过浓缩蒸发，作为高价值的氢氧化钠进行销售，属于环境友好过程。本专利技术制备方法中，控制不同的电解时间，可以得到不同原子比的水滑石。具体实施步骤：具体合成图如说明书附图1本专利技术的方法具体包括以下步骤：（1）将5-16重量份分析纯的偏铝酸钠溶于50-200重量份的去离子水中；（2）将12-40重量份分析纯的Na2CO3溶于50-200重量份的去离子水中；（3）将电解槽一端固定发生氧化反应的形成二价离子的金属并与电解电源的阳极相接，另一端固定惰性电极片并与电解电源的阴极相接；（4）在搅拌下向电解槽中加入由（1）和（2）混合而成溶液作为电解液，接通电解电源，控制电解电压控制在1-10V，反应温度在20-80度，反应pH值在8-12，反应数小时后切断电解电源，继续搅拌数小时；（5）将上述溶液移入反应釜中，将反应釜放入烘箱中100-200度保温；（6）将所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得锌铝水滑石。所述的惰性电极可以是Pt电极、C电极或钛电极。所述的二价金属可以是锌金属、铁金属、锡金属、钴金属、镍金属、镁金属、铜金属中的一种或几种。所述的电解反应装置如说明书附图1。所述的电解电压可以是1-10V。所述的水热反应温度100-200度，反应时间为6-15小时。所述的干燥温度为60-150度，干燥时间5-12小时。本专利技术的优点在于，本专利技术可节约成本，不需要加入碱液，原料价格便宜，没有低价值的钠盐排出，排除的副产物为高价值氢氧化钠溶液，可以回收利用。本专利技术与现有的技术相比，可以控制电解时间，制备出不同原子比的水滑石，制备过程易于控制；并且制备方法为清洁型，经济、环保。此合成的物质可应用于塑料助剂、医药、电池等中。附图说明图1是本专利技术制备铝基水滑石的电解装置图。图2是本专利技术制备锌铝水滑石的XRD图。图3是本专利技术制备锌铝水滑石的SEM图。具体实施方式以下结合实施例旨在进一步说明本专利技术，而非限制本专利技术。本专利技术的具体实施例有以下：实施例1取8.0重量份的分析纯偏铝酸钠溶于80重量份的去离子水中，另取20重量份的分析纯碳酸钠溶于100重量份的去离子水中，配制成电解液。取电解槽一个，一端固定一锌金属作阳极，并与电解电源的阳极相接，另一端固定一Pt片作阴极，与电解电源的阴极相接，在搅拌下向电解槽中加入上述配好的偏铝酸钠溶液和碳酸钠溶液混合电解液，接通电解电源，在搅拌下进行电解，电解电压为2V，控制反应温度50度，调节溶液pH为9，反应2小时后切断电解电源，继续搅拌半小时。然后将上述溶液移入100mL反应釜中，将反应釜放入120度烘箱中保温8小时。最后对沉淀进行过滤，洗涤，使滤液为中性，然后在60度干燥箱中干燥12小时即得铝铝水滑石。实施例2取12.0重量份的分析纯偏铝酸钠溶于100重量份的去离子水中，另取30重量份的分析纯碳酸钠溶于150重量份的去离子水中，配制成电解液。取电解槽一个，一端固定一锌金属并与电解电源的阳极相接，另一端固定一Pt片并与电解电源的阴极相接，在搅拌下向电解槽中加入上述配好的偏铝酸钠溶液和碳酸钠溶液混合电解液，接通电解电源，在搅拌下进行电解，电解电压为2V，控制反应温度50度，调节溶液pH为10。4小时后切断电解电源，继续搅拌半小时。然后将上述溶液移入100mL反应釜中，将反应釜放入150度烘箱中保温6小时。最后对沉淀进行过滤，洗涤，使滤液为中性，然后在60度干燥箱中干燥12小时即得铝基水滑石。实施例3取16.0重量份的分析纯偏铝酸钠溶于150重量份的去离子水中，另取40重量份的分析纯碳酸钠溶于200重量份的去离子水中，配制成电解液。取电解槽一个，一端固定锡金属并与电解电源的阳极相接，另一端固定一Pt片并与电解电源的阴极相接，在搅拌下向电解槽中加入上述配好的偏铝酸钠溶液和碳酸钠溶液混合电解液，接通电解电源，在搅拌下进行电解，电解电压为2V，控制反应温度45度，调节溶液pH为10。反应4小时后切断电解电源，继续搅拌半小时。然后将上述溶液移入100mL反应釜中，将反应釜放入180度烘箱中保温6小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝基水滑石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取5？16重量份偏铝酸钠和12？40重量份Na2CO3分别溶于50？200重量份的去离子水中，再制成偏铝酸钠和Na2CO3的混合溶液作为电解液；以可形成二价离子的金属为电解电源的阳极，惰性电极为电解电源的阴极；在搅拌下进行电解；电解电压控制在1？10V，控制电解反应温度在20？80度，pH值在8？12；电解反应完成后，将电解反应后的混合物100？200度温度下进行水热反应，所得沉淀进行过滤、洗涤、干燥得铝基水滑石。

【技术特征摘要】
1.一种铝基水滑石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取5-16重量份偏铝酸钠
和12-40重量份Na2CO3分别溶于50-200重量份的去离子水中，再制成偏铝酸钠和Na2CO3的混合溶液作为电解液；以可形成二价离子的金属为电解电源的阳极，惰性电极为电解电源
的阴极；在搅拌下进行电解；电解电压控制在1-10V，控制电解反应温度在20-80度，pH值
在8-12；电解反应完成后，将电解反应后的混合物100-200度温度下进行水热反应，所得沉
淀进行过滤、洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占红，王瑞娟，李景升，范鑫铭，龙伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：