CN101734677A - 一种剥离层状无机材料的方法 - Google Patents
一种剥离层状无机材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101734677A CN101734677A CN200810225548A CN200810225548A CN101734677A CN 101734677 A CN101734677 A CN 101734677A CN 200810225548 A CN200810225548 A CN 200810225548A CN 200810225548 A CN200810225548 A CN 200810225548A CN 101734677 A CN101734677 A CN 101734677A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inorganic material
- clay
- obsh
- condition
- laminated inorganic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种剥离层状无机材料的方法。该方法是先制备层状无机材料有机插层复合物,然后把层状无机材料有机插层复合物固体,或者将层状无机材料有机插层复合物加入到合适的溶液中,在超声波或者微波的条件下,短时间内使其层间的有机物分解,从层状无机材料的层间逸出,从而使层状无机材料快速剥离,最后分离、洗涤、干燥、研磨得到产品。该方法不仅能在短时间内使层状无机材料剥离,而且还可保持层状无机材料良好的晶体结构,使层状无机材料现有的用途产生质的提高,使其价值倍增。
Description
技术领域:
本发明涉及一种剥离层状无机材料的方法,属于无机超细片层材料的制备领域。
背景技术:
层状无机材料(高岭土,蒙脱土及阴离子型黏土等)是很重要的非金属矿物材料。其中高岭土主要用于造纸、橡胶、陶瓷、颜料、水泥、建材、耐火材料等行业;蒙脱土是一种天然纳米粉体,具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。其吸水性很强,加水膨胀,体积可增加几倍到十几倍,是组成膨润土的主要成分。可用作钻探泥浆,铸型砂和铁矿球团的粘合剂,造纸、橡胶、化妆品的填充剂,纺织和石油工业中作吸收剂、石油脱色和裂化催化剂的原料;阴离子型粘土(又称水滑石或类水滑石)在吸附、催化、医药、电化学、光化学、农药、军工材料等许多领域已经或即将展现出极为广阔的应用前景。在以上行业的许多高档产品的生产中,对原材料粒度的要求越来越高,因此层状无机材料材料的剥离显得尤为重要。
层状无机材料的剥片技术有机械研磨剥片法和化学剥离法,单靠机械研磨方法的缺点是:过度研磨会破坏无机材料的晶体结构,导致其产品性能不佳;化学剥离的原理是利用插层作用使层状无机材料层间膨胀,键合力大为减弱,除去插层客体后,原来堆垛的片状层状无机材料就自然分解成小片状的无机材料,达到自然剥离的目的。其中,Tsunematasu等对高岭土-尿素插层复合物用研磨法使高岭土剥离,然而形成的颗粒处于微米、亚微米级,达不到纳米尺度,而且绝大部分成为非晶态颗粒的团聚体,破坏了高岭石原有的晶体结构;另外由于超声波可产生局部超高温、超高压,并且超声空化作用产生很高的空化能,造成固体表面颗粒间的剧烈碰撞,使颗粒尺寸减小,Pérez-Maqueda和Pérez-Rodríguez等人通过超声处理蛭石和云母的晶体大颗粒,得到了纳米级的蛭石和云母的片状颗粒;Franco等人用超声处理水和高岭土的混合物,可达到良好剥片效果,且晶体结构保持良好,但所需时间较长,难以实现工业化生产。
发明内容:
本发明是提供一种剥离层状无机材料的快速方法。本发明首先将有机分子插入到层状无机材料层间,制备层状无机材料有机插层复合物,然后在超声,或微波条件下处理层状无机材料有机插层复合物,由于超声波可产生局部超高温、超高压,并且超声空化作用产生很高的空化能,造成固体表面颗粒间的剧烈碰撞,插层剂也易于分解并从层状无机材料的层间快速逸出。而随着微波辐射技术的发展,其应用已从传统的军事和通讯领域扩展到工业,农业,化工,生物制药,制备新型材料等许多领域,利用微波的“内加热”,使被加热物体在不同深度同时产生热,具有加热速度快(反应速率大大加快,可以提高几十甚至几百倍)和加热均匀的特点,同时在强磁场的作用下,在微波中存在着用热力学方法得不到的高能态的原子、分子和离子,因而可以使一些在热力学上较难进行甚至不能进行的反应得以发生,正是由于这些优点,可以在微波条件下使层状无机材料层间的插层剂快速分解从层间逸出。
现详细说明本发明的详细内容,一种剥离层状无机材料的快速方法,其特征在于它的步骤如下:
第一步:制备层状无机材料有机插层复合物
取适量的层状无机材料和插层剂,采用溶液插层法,熔融插层法或者吸湿法等将有机插层剂插入到层状无机材料的层间,洗涤,干燥后即得制备层状无机材料有机插层复合物。
第二步:快速剥离层状无机材料
将上述制备的层状无机材料有机插层复合物固体,或者将层状无机材料有机插层复合物加入到合适的溶液中,然后在超声波或者微波的条件下,短时间内使其层间的有机物分解,从层状无机材料的层间逸出,使其剥离。
第三步:成品
将上述得到的层状无机材料干燥,研磨后得到层状无机材料的剥离产物。
与背景技术相比,本发明具有下述效果:
1.剥离速度快
采用在超声波或者微波的条件下,处理层状无机材料有机插层复合物,使层状无机材料层间的有机物在短时间内分解成气体从层间逸出,使层状无机材料快速剥离。
2.剥离效果好
采用在超声波或者微波的条件下,处理层状无机材料有机插层复合物,不仅能有效剥离层状无机材料,而且还能保持层状无机材料良好的晶体结构。
3.剥离能耗低
采用在超声波或者微波的条件下,处理层状无机材料有机插层复合物,所需时间短,就能使层状无机材料层间的有机物完全分解成气体并逸出,使层状无机材料剥离,该过程所需能耗低。
附图说明
图1为高岭土原土(a)、高岭土-尿素插层复合物(b)和采用插层-超声酸浸分解方法剥离后的高岭土(c)的XRD谱图。
具体实施方式
现结合以具体实施例对本发明进一步详细描述:
实施例1
第一步:制备高岭土-尿素插层复合物
称取5g高岭土,置于烧瓶中,然后再加入50ml饱和尿素溶液(浓度约为13M),在65℃水浴条件下搅拌3d,离心分离后,再用无水乙醇洗涤高岭土表面残留的尿素,再经离心分离后,在60℃真空下干燥,即得尿素-高岭土插层复合物,其插层率为65%。
第二步:超声酸浸分解法快速剥离高岭土
将上述制备的高岭土-尿素插层复合物1g,加入到酸性溶液中,混合后立即进行超声处理5min,使高岭土自然剥片。
第三步:成品
将上述得到的高岭土重复用无水乙醇清洗2~3遍,然后60℃干燥,得到高岭土的剥离产物。测得其晶粒厚度由原来的40nm减小到13nm,粒径分布最大体积百分含量处的粒径也由原土的6.32μm减小至4.17μm。
实施例2
第一步:制备水滑石-OBSH插层复合物
(1)取2g水滑石均匀分散于20ml去离子水中,滴加盐酸调节液体pH=4。
(2)取2g OBSH固体溶解于40mlDMSO中形成澄清溶液。
(3)将步骤1和2所配置的两种溶液相互混合,恒温水浴40℃,搅拌24h后,离心分离后,干燥所得沉淀24h,得到最终白色产物,即为水滑石-OBSH插层复合物。
第二步:快速剥离水滑石
将上述制备的水滑石-OBSH插层复合物1g,放到微波炉里加热使OBSH快速分解,使水滑石自然剥片。
第三步:成品
将上述得到的水滑石重复用无水乙醇清洗2~3遍,然后60℃干燥,得到水滑石的剥离产物。测得其晶粒厚度由原来的30-40nm减小到5-10nm。
Claims (8)
1.一种剥离层状无机材料的方法,其特征在于主要是在层状无机材料中插入能破坏或减弱无机材料层间作用力的插层剂,形成层状无机材料插层复合物,然后取其固体在高能量的条件下,或者在合适的溶液与高能量的复合条件下,结合插层剂的作用,短时间内发生强烈的物理作用和化学反应,导致无机材料层间作用力的破坏,最后依次经历洗涤,分离,干燥即得无机材料的剥离产物。
2.根据权利要求1所述的剥离无机材料的快速方法,其特征在于无机材料包括至少一种的高岭石族粘土、海泡石族粘土、蒙皂石族粘土、水云母族粘土、埃洛族粘土、绿泥石族粘土、水滑石类、层状磷酸盐类、层状金属氧化物、层状金属硫化物和层状石墨材料,优选为高岭土。
3.根据权利要求2所述的剥离高岭土的快速方法,其特征在于插入到高岭土层间的插层物可以是任意一种尿素,肼,醋酸钾,二甲基亚砜,聚合物,AC(偶氮二甲酰胺)和OBSH(4,4’-氧代双苯磺酰肼)等,可以是上述物质的衍生物,也可以是上述物质的混合物。
4.根据权利要求2所述的快速剥离水滑石的方法,其特征在于插入到水滑石层间的插层物可以是任意一种功能性有机阴离子,如OBSH(4,4’-氧代双苯磺酰肼)、DNA、氨基酸、杀虫剂、植物生长激素和药物分子等。
5.根据权利要求2所述的快速剥离蒙脱土的方法,其特征在于插入到蒙脱土层间的插层物可以任意一种磷酸盐类、石墨、金属氧化物、二硫化物、三硫化磷络合物、联二脲、烷基铵盐、聚合物、AC(偶氮二甲酰胺)、OBSH(4,4’-氧代双苯磺酰肼)、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇、二甲基甲酰胺(DMF)、H2O、丙酮、甲醇、乙醇、氯仿、氯苯、二氯乙烷、吡啶、四氢呋喃、乙醚、乙酸、三氟乙酸、正戊醇、硝基甲烷、苯、甲苯、二甲苯、2-丙醇、甘油及石油醚等。
6.根据权利要求1所述的快速剥离层状粘土的方法,其特征在于处理层状粘土插层复合物的高能量条件可以是在超声条件下,也可以是在微波条件下。
7.根据权利要求1所述的处理层状粘土插层复合物的合适溶液,其特征在于根据插层剂的不同,选择不同的溶液。
8.根据权利要求6所述的处理层状粘土插层复合物的高能量条件,其特征在于根据插层剂的不同,选择不同的处理条件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200810225548A CN101734677A (zh) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | 一种剥离层状无机材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200810225548A CN101734677A (zh) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | 一种剥离层状无机材料的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101734677A true CN101734677A (zh) | 2010-06-16 |
Family
ID=42458792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200810225548A Pending CN101734677A (zh) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | 一种剥离层状无机材料的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101734677A (zh) |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102701229A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 浙江大学 | 水合肼-高岭石插层复合物制备0.84nm水合高岭石的方法 |
CN103482578A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 常州大学 | 一种剥离型水滑石的制备方法 |
CN104445235A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 武汉理工大学 | 一种二维纳米白云母的制备方法 |
CN104492387A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-04-08 | 广西大学 | 一种利用尿素-壳聚糖生产改性膨润土的方法 |
CN104743562A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-07-01 | 济宁利特纳米技术有限责任公司 | 一种绢云母纳米微片的制备方法 |
CN104803393A (zh) * | 2014-01-27 | 2015-07-29 | 枣庄市三兴高新材料有限公司 | 一种制备硬脂酸(钠)/高岭石插层复合物的方法 |
CN104941687A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-09-30 | 北京化工大学 | 一种杂环氨基酸-类水滑石-蒙脱石复合插层材料的制备及层板识别方法 |
CN105883839A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-24 | 福州大学 | 一种利用醋酸钾插层剥片制备超薄地开石的方法 |
CN106395841A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 高径厚比云母粉的制备方法 |
CN106976887A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-07-25 | 合肥工业大学 | 一种利用液相超声大量制备二维纳米云母片的方法 |
CN107151021A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 内蒙古师范大学 | 一种高岭土的活化方法 |
CN107405539A (zh) * | 2015-02-06 | 2017-11-28 | 卡博特公司 | 脲隔离组合物及方法 |
CN107737586A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-27 | 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 | 一种基于氮化碳基底的苯硼酸糖肽富集材料及其制备方法 |
CN107858019A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-03-30 | 桂林浩新科技服务有限公司 | 一种制备单片滑石粉的方法 |
CN108275688A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-13 | 山西恒源高岭土有限公司 | 一种高吸油量高岭土的制备方法 |
CN108745215A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 江苏海明斯新材料科技有限公司 | 一种高膨胀性高触变性有机蒙皂石凝胶的制备方法 |
CN108927015A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-04 | 北京理工大学 | 一种大通量超滤膜的制备方法 |
CN109096556A (zh) * | 2018-09-01 | 2018-12-28 | 成都市水泷头化工科技有限公司 | 一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法 |
CN109650400A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-19 | 中国地质大学(武汉) | 一种dmf插层-剥离钠基蒙脱石超薄纳米片及其制备方法 |
CN111394153A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 扬州大学 | 一种六方氮化硼纳米片基润滑脂及其制备方法 |
CN111875338A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-11-03 | 江苏博拓新型建筑材料股份有限公司 | 一种负温钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 |
CN111994916A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-11-27 | 广东工业大学 | 一种纳米高岭土的制备方法 |
CN113043691A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 四川汇利实业有限公司 | 一种口服液体多层复合硬片及其制备方法 |
CN113800531A (zh) * | 2021-10-04 | 2021-12-17 | 桂林理工大学 | 一种剥离滑石片层的方法 |
CN115652698A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-31 | 闽江学院 | 一锅法制备高强度、阻燃有机-无机纳米杂化纤维膜的方法 |
-
2008
- 2008-11-05 CN CN200810225548A patent/CN101734677A/zh active Pending
Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102701229A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 浙江大学 | 水合肼-高岭石插层复合物制备0.84nm水合高岭石的方法 |
CN103482578A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 常州大学 | 一种剥离型水滑石的制备方法 |
CN104803393A (zh) * | 2014-01-27 | 2015-07-29 | 枣庄市三兴高新材料有限公司 | 一种制备硬脂酸(钠)/高岭石插层复合物的方法 |
CN104492387A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-04-08 | 广西大学 | 一种利用尿素-壳聚糖生产改性膨润土的方法 |
CN104445235A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 武汉理工大学 | 一种二维纳米白云母的制备方法 |
CN104445235B (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-01 | 武汉理工大学 | 一种二维纳米白云母的制备方法 |
CN107405539A (zh) * | 2015-02-06 | 2017-11-28 | 卡博特公司 | 脲隔离组合物及方法 |
CN104743562A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-07-01 | 济宁利特纳米技术有限责任公司 | 一种绢云母纳米微片的制备方法 |
CN104941687B (zh) * | 2015-05-17 | 2018-03-30 | 北京化工大学 | 一种杂环氨基酸‑类水滑石‑蒙脱石复合插层材料的制备及层板识别方法 |
CN104941687A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-09-30 | 北京化工大学 | 一种杂环氨基酸-类水滑石-蒙脱石复合插层材料的制备及层板识别方法 |
CN107151021A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 内蒙古师范大学 | 一种高岭土的活化方法 |
CN105883839A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-24 | 福州大学 | 一种利用醋酸钾插层剥片制备超薄地开石的方法 |
CN106395841A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 高径厚比云母粉的制备方法 |
CN106976887A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-07-25 | 合肥工业大学 | 一种利用液相超声大量制备二维纳米云母片的方法 |
CN107858019A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-03-30 | 桂林浩新科技服务有限公司 | 一种制备单片滑石粉的方法 |
CN107737586A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-27 | 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 | 一种基于氮化碳基底的苯硼酸糖肽富集材料及其制备方法 |
CN108275688A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-13 | 山西恒源高岭土有限公司 | 一种高吸油量高岭土的制备方法 |
CN108275688B (zh) * | 2018-02-08 | 2021-05-25 | 山西恒源高岭土有限公司 | 一种高吸油量高岭土的制备方法 |
CN108745215B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-07-21 | 江苏海明斯新材料科技有限公司 | 一种高膨胀性高触变性有机蒙皂石凝胶的制备方法 |
CN108745215A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 江苏海明斯新材料科技有限公司 | 一种高膨胀性高触变性有机蒙皂石凝胶的制备方法 |
CN108927015A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-04 | 北京理工大学 | 一种大通量超滤膜的制备方法 |
CN109096556A (zh) * | 2018-09-01 | 2018-12-28 | 成都市水泷头化工科技有限公司 | 一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法 |
CN109650400A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-19 | 中国地质大学(武汉) | 一种dmf插层-剥离钠基蒙脱石超薄纳米片及其制备方法 |
CN111394153A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 扬州大学 | 一种六方氮化硼纳米片基润滑脂及其制备方法 |
CN111394153B (zh) * | 2020-04-08 | 2021-11-09 | 扬州大学 | 一种六方氮化硼纳米片基润滑脂及其制备方法 |
CN111875338A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-11-03 | 江苏博拓新型建筑材料股份有限公司 | 一种负温钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 |
CN111994916A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-11-27 | 广东工业大学 | 一种纳米高岭土的制备方法 |
CN113043691A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 四川汇利实业有限公司 | 一种口服液体多层复合硬片及其制备方法 |
CN113800531A (zh) * | 2021-10-04 | 2021-12-17 | 桂林理工大学 | 一种剥离滑石片层的方法 |
CN115652698A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-31 | 闽江学院 | 一锅法制备高强度、阻燃有机-无机纳米杂化纤维膜的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101734677A (zh) | 一种剥离层状无机材料的方法 | |
CN101734679A (zh) | 微波法快速剥离层状无机材料 | |
Kulyk et al. | A critical review on the production and application of graphene and graphene-based materials in anti-corrosion coatings | |
CN101898766A (zh) | 一种高效剥离层状无机材料方法 | |
Ikram et al. | Advances in synthesis of graphene derivatives using industrial wastes precursors; prospects and challenges | |
Gao et al. | Sulfonated graphene oxide–ZnO–Ag photocatalyst for fast photodegradation and disinfection under visible light | |
Janica et al. | Thermal insulation with 2D materials: liquid phase exfoliated vermiculite functional nanosheets | |
Gupta et al. | Liquid phase synthesis of pectin–cadmium sulfide nanocomposite and its photocatalytic and antibacterial activity | |
KR20190026770A (ko) | 코크스 또는 석탄으로부터의 그래핀 시트의 초음파 처리에 의한 직접 생산 | |
Zhang et al. | Preparation and characterization of chitosan nanocomposites with vermiculite of different modification | |
Shi et al. | Sonochemical synthesis of CuS/reduced graphene oxide nanocomposites with enhanced absorption and photocatalytic performance | |
Ma et al. | Synthesis and characterization of ZnO-GO composites with their piezoelectric catalytic and antibacterial properties | |
Bhatte et al. | Additive free microwave assisted synthesis of nanocrystalline Mg (OH) 2 and MgO | |
Wang et al. | New photocatalyst based on graphene oxide/chitin for degradation of dyes under sunlight | |
CN107043113A (zh) | 一种微波辅助高压均质解聚凹凸棒石晶束的方法 | |
Sehati et al. | Ultrasound facilitates the synthesis of potassium hexatitanate and co-intercalation with PbS–CdS nanoparticles | |
Thangaraj et al. | Ultrasound assisted synthesis of morphology tunable rGO: ZnO hybrid nanostructures and their optical and UV-A light driven photocatalysis | |
CN101687645B (zh) | 碳纳米片的制造方法 | |
Zheng et al. | Ultrasound-assisted cracking process to prepare MoS2 nanorods | |
Rastogi et al. | First principles insights into improved catalytic performance of BaTiO3-graphene nanocomposites in conjugation with experimental investigations | |
Ye et al. | Synthesis of poly-o-phenylenediamine (PoPD)/ZnWO4 supported on the fly-ash cenospheres with enhanced photocatalytic performance under visible light | |
CN103950944B (zh) | 一种层状矿物与纳米二氧化钛插层复合材料及其制备方法 | |
Zhang et al. | The effect of microwave on preparation of kaolinite/dimethylsulfoxide composite during intercalation process | |
Edward et al. | State‐of‐the‐Art Graphene Synthesis Methods and Environmental Concerns | |
Pham et al. | Influence factors of exfoliation synthesis exfoliated graphite from Vietnamese natural graphite flakes using microwave irradiation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100616 |