專利名稱：一種高效剝離層狀無機材料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效剝離層狀無機材料的方法，屬于無機超細片層材料的制備領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
層狀無機材料(層狀磷酸鹽，高嶺土，蒙脫土及陰離子型黏土等)是很重要的非金 屬礦物材料。其中磷酸鹽主要應(yīng)用于光學(xué)，聲學(xué)，催化，分子識別，生物等領(lǐng)域。同時也用于 開發(fā)吸附氣體和感應(yīng)氣體的材料。高嶺土主要用于造紙、橡膠、陶瓷、顏料、水泥、建材、耐火 材料等行業(yè)；蒙脫土是一種天然納米粉體，具有高度的膠體性、可塑性和粘結(jié)力。其吸水性 很強，加水膨脹，體積可增加幾倍到十幾倍，是組成膨潤土的主要成分。可用作鉆探泥漿，鑄 型砂和鐵礦球團的粘合劑，造紙、橡膠、化妝品的填充劑，紡織和石油工業(yè)中作吸收劑、石油 脫色和裂化催化劑的原料；陰離子型粘土(又稱水滑石或類水滑石)在吸附、催化、醫(yī)藥、電 化學(xué)、光化學(xué)、農(nóng)藥、軍工材料等許多領(lǐng)域已經(jīng)或即將展現(xiàn)出極為廣闊的應(yīng)用前景。在以上 行業(yè)的許多高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)中，對原材料粒度的要求越來越高，因此層狀無機材料材料的 剝離顯得尤為重要。層狀無機材料的剝片技術(shù)有機械研磨剝片法和化學(xué)剝離法，單靠機械研磨方法的 缺點是過度研磨會破壞無機材料的晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其產(chǎn)品性能不佳，同時機械法的耗能較 大；化學(xué)剝離的原理是利用插層作用使層狀無機材料層間膨脹，鍵合力大為減弱，除去插層 客體后，原來堆垛的片狀層狀無機材料就自然分解成小片狀的無機材料，達到自然剝離的 目的。徐金鎖等對α-ZrP-有機分子剝離法對高嶺土剝離，雖然達到的剝離的母的，但顆粒 較大，片的厚度較厚。由于超聲波可產(chǎn)生局部超高溫、超高壓，并且超聲空化作用產(chǎn)生很高 的空化能，造成固體表面顆粒間的劇烈碰撞，使顆粒尺寸減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種高效剝離層狀無機材料的方法。本發(fā)明首先將有機小分子插入 到層狀高嶺土層間，使層狀無機材料進行初次剝離，然后在超聲條件下處理已經(jīng)剝離的樣 品，由于超聲波可產(chǎn)生局部超高溫、超高壓，并且超聲空化作用產(chǎn)生很高的空化能，造成固 體表面顆粒間的劇烈碰撞，插層劑也易于分解并從層狀無機材料的層間快速逸出，導(dǎo)致層 狀磷酸鹽進一步剝離。現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的詳細內(nèi)容，一種高效剝離層狀無機材料的方法，其特征在于 它的步驟如下第一步有機小分子對層狀無機材料初次剝離的制備取適量的層狀無機材料溶于水中，在超聲波條件下使其分散均勻。加入有機溶劑， 攪拌，使溶液膠體化。第二步高效剝離層狀無機材料將上述制備的膠體在超聲波的條件下，短時間內(nèi)使其層間的有機物分解或蒸發(fā)，
3從層狀無機材料的層間逸出，使其進一步剝離形成更為透明的膠體。 第三步成品 將所得樣品離心，得到成品。與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述效果1.剝離效率高采用超聲波技術(shù)處理進行層狀無機材料的剝離，剝離后的片層厚度薄，與以往的 方法相比大大減小。2.剝離能耗低采用超聲技術(shù)剝離層狀無機材料，所需時間短，就能使層狀無機材料層間的有機 物完全分解成氣體并逸出，使層狀無機材料剝離，該過程所需能耗低。3.剝離效果好采用超聲的條件下剝離層狀無機材料，不僅能有效剝離層狀無機材料，而且還能 保持層狀無機材料良好的晶體結(jié)構(gòu)。


圖1無機層狀材料超聲剝離示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合以具體實施例對本發(fā)明進一步詳細描述實施實例1第一步丙胺對α -ZrP初次剝離的制備取Ig合成的α-ZrP粉末分散于蒸餾水中，液固比=100ml/g，在超聲波的條件下 分散均勻。，按摩爾比η(胺)n(a-ZrP) =0.5 1，分別加入0. 2mol/L丙胺溶液8. 5ml。 攪拌，形成膠體。第二步超聲法高效剝離a -ZrP將上述制備的膠體放入燒杯中，置于超聲儀中處理30min后取出，使a-ZrP剝離 更為徹底。第三步成品將上述樣品進行離心處理，得到成品。
權(quán)利要求
一種高效剝離層狀無機材料的方法，其特征在于主要是在層狀無機材料中插入能破壞或減弱無機材料層間作用力的有機插層劑，在適合的溶劑中達到初次剝離樣品，然后取其剝離樣品在超聲波的條件下，導(dǎo)致無機材料層間作用力的進一步破壞，最后得到無機材料的剝離產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剝離無機材料的高效方法，其特征在于無機材料包括至少一 種的高嶺石族粘土、海泡石族粘土、蒙皂石族粘土、水云母族粘土、埃洛族粘土、綠泥石族粘 土、水滑石類、層狀磷酸鹽類、層狀金屬氧化物、層狀金屬硫化物和層狀石墨材料，優(yōu)選為層 狀磷酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剝離層狀磷酸鹽的高效方法，其特征在于插入到磷酸鹽層間 的插層物可以是極性小分子如烷基胺，醇胺，醇，烷基胺堿等。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速剝離水滑石的方法，其特征在于插入到水滑石層間的插 層物可以是烷基銨鹽、甲酰胺(DMF)、H20、丙甲醇、乙醇、氨基酸等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剝離高嶺土的快速方法，其特征在于插入到高嶺土層間的插 層物可以是任意一種胼，醋酸鉀，二甲基亞砜，聚合物，OBSH(4,4'-氧代雙苯磺酰胼)等，可 以是上述物質(zhì)的衍生物，也可以是上述物質(zhì)的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剝離水滑石的合適溶劑，其特征在于根據(jù)插層劑的不同，選 擇不同的溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效剝離層狀無機材料的方法。該方法是先用有機小分子剝離層狀無機材料，然后把已經(jīng)剝離層狀無機材料在超聲波的條件下，使層狀無機材料的剝離更為徹底。該方法不僅能使層狀無機材料剝離充分，而且還可保持層狀無機材料良好的晶體結(jié)構(gòu)，使層狀無機材料現(xiàn)有的用途產(chǎn)生質(zhì)的提高，使其價值倍增。
文檔編號C01B13/00GK101898766SQ20091008482
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者胡小龍, 郭燦雄 申請人:北京化工大學(xué)