CN105271343A - 一种水铝钙石的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水铝钙石的生产方法,首先将氢氧化钙和氢氧化铝加入到球磨罐中,先干磨时间为4~8h后加入去离子水继续湿磨,湿磨时间为1~3h,得到粉末状前驱体,将前驱体取出放入烧瓶内,加入碳酸钠溶液,所述的氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(1~3):1,在水浴下搅拌晶化,离心洗涤,干燥获得产物水铝钙石。本发明制备的水铝钙石结晶度高,规整性好,粒度分布均匀,晶粒粒径较大。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域,具体涉及一种水铝钙石的生产方法。
背景技术
水铝钙石(Hydrocalumite)是一种阴离子黏土,又称“弗里德尔盐”(Friedel’ssalt),属于层状双金属氢氧化物(LDHs),结构式为Ca16Al8(OH)54(CO3)·21H2O,水铝钙石特殊的结构和组成赋予其一些特殊的性能,不仅具有像离子交换树脂一样的离子交换能力,又有像沸石一样的择形吸附和催化性能,同时还具有耐热性、耐辐射性和耐酸碱性,“结构记忆效应”、板层阳离子的可搭配性和孔径的可调变性等。因而成为一种在阻燃、吸附、离子交换和催化及光、电、磁等方面具有巨大潜力和极具诱人前景的新功能材料。
水铝钙石主要通过盐与碱反应、盐与氧化物反应和离子交换反应制的。可通过多种低成本人工方法合成,最常用的有共沉淀法、水热合成法、离子交换法、焙烧还原法等。但上述方法均有其优缺点,共沉淀法的整个制备过程成核与晶化同时进行,使得产物的粒径分布较宽,颗粒不均匀;而水热合成法则只限于实验室少量生产;离子交换法过程工艺繁琐,且影响因素多,难以控制;焙烧还原法制得的样品容易出现晶相不单一或者晶形不好的现象。
发明内容
本发明的目的提供一种制备水铝钙石的方法。采用先干磨、再湿磨制得水铝钙石前驱体,之后加入盐溶液晶化的方法。该工艺过程简单,而且此工艺能合成出结晶度较好的水铝钙石,样品具有均一、规整的六边形片状结构。
本发明解决其技术问题所采用的方案如下:首先将氢氧化钙和氢氧化铝加入到球磨罐中,先干磨时间为4~8h后加入去离子水继续湿磨,湿磨时间为1~3h,得到粉末状前驱体,将前驱体取出放入烧瓶内,加入碳酸钠溶液,所述的氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(1~3):1,在水浴下搅拌晶化,离心洗涤,干燥获得产物水铝钙石。
其中,所述的氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(2~3):1。
其中,所述的干磨时间为5~8h。
其中,所述的湿磨时间为2~3h。
其中,所述的水浴晶化温度为70~90℃,优选为80℃。水浴晶化时间为3~8h,优选为4h。
其中,漂洗产物操作为使用去离子水将得到的产物漂洗至中性。
其中,滤饼干燥操作为将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥2h。
本发明的有益效果:本发明采用原材料易得的氢氧化钙、氢氧化铝,在普通设备球磨机条件下,设计出工艺简单产率高的水铝钙石生产路线,调试出适宜的物料比例与反应环境的优化,使得其中试顺利进行后表明其工艺可大规模生产。氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(1~3):1,合成的水铝钙石结晶度高,规整性好,粒度分布均匀,晶粒粒径较大,且具有产品重复性好的优势,具有很好的应用前景。
附图说明
【图1】是本发明生产水铝钙石的工艺流程示意图;
【图2】为本发明制备产物水铝钙石样品的X射线衍射图谱图;
【图3】为本发明制备产物水铝钙石样品的红外光谱图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明保护内容,而不是限制本发明的保护范围。
实施例1:按物质的量为4:2:1的比例称取氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠,将称量好的碳酸钠配成溶液,氢氧化钙和氢氧化铝置于球磨罐中,调节球磨机转速为250r/min,研磨6h后加入过量去离子水,继续研磨2h。将得到的水铝钙石前驱体取出放进烧瓶中,加入已经配置好的碳酸钠溶液,在水浴为80oC的条件下反应4h。关闭反应,烧瓶降至室温后,倒去上层清液,用去离子水将得到的产物漂洗至中性并抽滤,将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥,得到固体水铝钙石样品1。
实施例2:按物质的量为5:3:1的比例称取氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠,将称量好的碳酸钠配成溶液,氢氧化钙和氢氧化铝置于球磨罐中,调节球磨机转速为250r/min,研磨4h后加入过量去离子水,继续研磨2h。将得到的水铝钙石前驱体取出放进烧瓶中,加入已经配置好的碳酸钠溶液,在水浴为80oC的条件下反应4h。关闭反应,烧瓶降至室温后,倒去上层清液,用去离子水将得到的产物漂洗至中性并抽滤,将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥,得到固体水铝钙石样品2。
实施例3:按物质的量为4:2:1的比例称取氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠,将称量好的碳酸钠配成溶液,氢氧化钙和氢氧化铝置于球磨罐中,调节球磨机转速为250r/min,研磨6h后加入过量去离子水,继续研磨2h。将得到的水铝钙石前驱体取出放进烧瓶中,加入已经配置好的碳酸钠溶液,在水浴为70oC的条件下反应4h。关闭反应,烧瓶降至室温后,倒去上层清液,用去离子水将得到的产物漂洗至中性并抽滤,将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥,得到固体水铝钙石样品3。
实施例4:按物质的量为4:3:1的比例称取氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠,将称量好的碳酸钠配成溶液,氢氧化钙和氢氧化铝置于球磨罐中,调节球磨机转速为250r/min,研磨6h后加入过量去离子水,继续研磨2h。将得到的水铝钙石前驱体取出放进烧瓶中,加入已经配置好的碳酸钠溶液,在水浴为80oC的条件下反应4h。关闭反应,烧瓶降至室温后,倒去上层清液,用去离子水将得到的产物漂洗至中性并抽滤,将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥,得到固体水铝钙石样品4。
实施例5:按物质的量为4:2:1的比例称取氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠,将称量好的碳酸钠配成溶液,氢氧化钙和氢氧化铝置于球磨罐中,调节球磨机转速为250r/min,研磨6h后加入过量去离子水,继续研磨2h。将得到的水铝钙石前驱体取出放进烧瓶中,加入已经配置好的碳酸钠溶液,在水浴为80oC的条件下反应6h。关闭反应,烧瓶降至室温后,倒去上层清液,用去离子水将得到的产物漂洗至中性并抽滤,将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥,得到固体水铝钙石样品5。
Claims (6)
1.一种水铝钙石的生产方法,其特征在于包括如下步骤:首先将氢氧化钙和氢氧化铝加入到球磨罐中,先干磨时间为4~8h后加入去离子水继续湿磨,湿磨时间为1~3h,得到粉末状前驱体,将前驱体取出放入烧瓶内,加入碳酸钠溶液,所述的氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(1~3):1,在水浴下搅拌晶化,离心洗涤,干燥获得产物水铝钙石。
2.如权利要求1所述的水铝钙石的生产方法,其特征在于所述的氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钠的比例是(4~5):(2~3):1。
3.如权利要求1所述的水铝钙石的生产方法,其特征在于:干磨时间为5~8h,湿磨时间为1~3h。
4.如权利要求1所述的水铝钙石的生产方法,其特征在于:水浴的温度为60~90℃,水浴的时间为3~8h。
5.如权利要求1所述的水铝钙石的生产方法,其特征在于:所述的离心洗涤,是使用去离子水将得到的产物漂洗至中性。
6.如权利要求1所述的水铝钙石的生产方法,其特征在于:所述的干燥,是将滤饼置于60oC的真空干燥箱中干燥2h。
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