本发明专利技术涉及一种改性粘土类新材料及其制备方法。其特征在于其是大孔体积、大比表面的脱铝粘土与拟薄水铝石或薄水铝石的结合物，主要成分为氧化硅与氧化铝，SiO2：Al2O3摩尔比在0.01~50：1之间，BET比表面80~800m2/g，低温氮吸附孔体积为0.2~3.0ml/g。其制备方法包括：先将粘土与一定量的酸或碱混合在40℃~600℃下反应10分钟到48小时进行脱铝，形成粘土与铝盐的混合物，然后加入按干基计0~10%的制孔剂混匀并碱性物质或酸性物质进行反应，控制6~12pH，再升温到50℃~200℃老化0.2~24小时，过滤洗涤后在60℃~500℃下干燥即得。本发明专利技术克服了现有技术中改性粘土的粘性差、生产过程有废渣等缺点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，更确切的是一种脱除部分氧化 铝的粘土与拟薄水铝石或薄水铝石的结合物，可用于制造催化剂、吸附剂、干燥脱水剂等。
技术介绍
粘土是一种重要的矿物原料，由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化 物和碱土金属氧化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、等杂质。粘土矿物的颗粒细 小，常在胶体尺寸范围内，呈晶体或非晶体，大多数是片状，少数为管状、棒状。粘土矿物用 水湿润后具有可塑性，在较小压力下可以变形并能长久保持原状，而且比表面积大，颗粒上 带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，具有与其他阳离子交换的能力。工业用粘土矿有高岭土、膨润土 (主要组成为蒙脱石)、活性白土(组成不定)、 硅藻土等。高岭土主要用于制造陶瓷和耐火材料。造纸工业中使用大量高岭土作造纸填料和 涂层，以提高纸张强度并降低透明度，还用于制造无碳纸。膨润土主要用作石油钻井泥浆成 分。活性白土用于动植物油、工业用油、机械润滑油、石脑油等的漂白。在金属加工中大量 的膨润土用作金属铸造翻砂粘合剂。另外，高岭石和多水高岭石粘土矿还可用作生产汽油 的催化剂。正因为粘土具有很好的物理吸附性和表面化学活性，它是制造催化剂、吸附剂、干 燥剂等的主要原材料，国内仅用于催化剂制造的粘土用量在10万吨以上；为获得更好的反 应性能，经常将粘土进一步改性。USP4843052 一种改性高岭土，将高岭土细粉在700°C 910°C焙烧，然后与酸性物 质(如盐酸)反应，洗涤过滤，得到平均孔径为2、nm、比表面大于150m2/g的酸改性高岭 土，用于制备FCC催化剂。但随其氧化铝量脱除越多，比表面越大，同时其粘结性也差了，其 过程产生可溶性铝盐废物。CN101590432A 一种改性粘土及其制备方法，粘土在800°C 1100°C焙烧0. 3 10小 时，将焙烧后的粘土与去离子水混合，加入浓度为0. 5^15摩尔氢氧根离子/升的无机碱 (如NaOH等)溶液，在50°C 100°C下反应0.广5小时，物料过滤，用无机酸洗涤，再以浸渍 上0.广3.0%的P、0.广4%的稀土，过滤干燥得到改性粘土，应用于制备FCC催化剂。但因脱 除了部分氧化铝，其粘结性差了，同时其过程产生的可溶性铝盐经过滤排放了，收率低。CN1420082涉及一种活性氧化铝的制备方法，用氢氧化铝粉和氢氧化钠配制成浓 度为15 75g*Al203 *L-l的偏铝酸钠溶液，通入CO2含量彡90% (V)的0)2混合气，控制成 胶温度20 70°C，当pH值为9 11时，将反应产物过滤，洗涤滤饼，在60 100°C下干燥 滤饼得到拟薄水铝石，并于500 700°C焙烧，即得活性氧化铝，其孔隙率大于0. 85ml -g-1, 比表面在260m2/g以上。可见，拟薄水铝石是一种优良的粘结剂和载体材料，而粘土改性过程产生了作为 废物排放的可溶性铝盐，并且脱除铝之后的粘土的粘结性能变差了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中改性粘土的粘性差、生产过程有废渣等缺点， 公开一种利用粘土脱铝并将其铝盐转化成拟薄水铝石，形成高比表面、大孔体积的脱铝粘 土与拟薄水铝石或薄水铝石紧密结合的改性粘土类材料及其制备方法。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术所公开的改性粘土类材料，在于其是大孔体 积，大比表面的脱铝粘土与拟薄水铝石或薄水铝石的结合物，主要成分为氧化硅与氧化铝， SiO2 =Al2O3的摩尔比在0. 0Γ50 :1之间，BET比表面8(T800m2/g，低温氮吸附法测得的孔体 积为 0. 2^3. 0ml/g。本专利技术所公开的改性粘土类材料，在于其SW2 =Al2O3的摩尔比优选控制在0. Γ15 1之间。本专利技术所公开的改性粘土类材料，在于其低温氮吸附法测得的孔体积优选控制在 0. 3 2. Oml/g, BET比表面优选控制在10(T600m2/g。本专利技术所公开的改性粘土类材料的制备方法包括1、先将粘土与一定量的酸或碱混合在40°C飞00°C下反应10分钟到48小时进行全部 或部分脱铝，形成粘土与铝盐的混合物。所述的粘土为高岭土、膨润土、埃洛石、蒙脱土、海泡石、累托石、凹凸棒土、硅藻土 等中的一种或多种。所述的酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸等中的一种或多种。所述的碱为NaOH、Κ0Η、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾等中的一种或多种。2、在混合物中加入按粘土干基计(Γ10%的制孔剂混勻并碱性物质或酸性物质进 行反应，控制6 12ρΗ。所述的制孔剂为分子量大于2000的高分子有机物，如聚乙烯醇、田箐粉、羧甲基 纤维素、淀粉、碳黑等中的一种或多种。所述的碱性物质为Na0H、K0H、纯碱、偏铝酸钠、铝酸钠、水玻璃、氨水等中的一种或 多种。所述的酸性物质为硫酸、盐酸、硝酸、二氧化碳、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、磷酸、磷 酸铝、甲酸、乙酸、草酸等中的一种或多种。3、升温到50°C 200°C老化0. 2 24小时。4、用去离子水多次洗涤过滤后，滤饼在60°C飞00°C下干燥即得。具体实施例方式下面的实施例将对本专利技术进一步的说明，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1将100克高岭土(中国高岭土工业公司生产)和12ml的浓硫酸(98%，工业级)混合均 勻，在200°C下处理3小时，冷却，加400ml去离子水搅拌打浆，得到脱铝高岭土与硫酸铝盐 的混合物料，在搅拌下加入145ml偏铝酸钠溶液(氧化铝含量为330g/l，氧化钠与氧化铝摩 尔比为1. 5)，测pH值为7. 0，然后升温到80°C老化4小时，物料过滤，用IOOOml去离子水分 4次洗涤过滤，滤饼在120°C下干燥12小时，得到样品A，组成分析并计算得到其S^2 =Al2O34的摩尔比为0. 75，低温氮吸附分析得到其孔体积为0. 23ml/g, BET比表面为165m2/g。实施例2将100克高岭土(中国高岭土工业公司生产)和400ml的浓度为10%的盐酸混合均勻， 在95°C下处理4小时，得到脱铝高岭土与氯化铝盐的混合物料，在搅拌下加入145ml偏铝酸 钠溶液(氧化铝含量为330g/l，氧化钠与氧化铝摩尔比为1. 5)，测pH值为7. 5，然后升温到 90°C老化2小时，物料过滤，用1500ml去离子水分5次洗涤过滤，滤饼在180°C下干燥4小 时，得到样品B，组成分析并计算得到其SW2 =Al2O3的摩尔比为0. 78，低温氮吸附分析得到 其孔体积为0. 45ml/g, BET比表面为215m2/g。实施例3将100克焙烧煤系高岭土(内蒙古超牌高岭土有限公司生产)和570ml的浓度为1 的盐酸混合均勻，在90°C下处理2小时，得到脱铝高岭土与氯化铝盐的混合物料，在搅拌下 加入200ml偏铝酸钠溶液(氧化铝含量为330g/l，氧化钠与氧化铝摩尔比为1. 5)和300ml 浓度为20%(wt)的碳酸钠溶液，测pH值为10.2，然后升温到85°C老化4小时，物料过滤，用 IOOOml去离子水分4次洗涤过滤，滤饼在120°C下干燥12小时，得到样品C，组成分析并计 算得到其SiO2 =Al2O3的摩尔比为0. 64，低温氮吸附分析得到其孔体积为0. 65ml/g, BET比 表面为310m2/g。实施例4将100克焙烧煤系高岭土(内蒙古超牌高岭土有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性粘土类新材料，其特征在于其是大孔体积、大比表面的脱铝粘土与拟薄水铝石或薄水铝石的结合物，主要成分为氧化硅与氧化铝，ＳｉＯ↓［２］：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］摩尔比在０．０１～５０ ：１之间，ＢＥＴ比表面８０～８００ｍ↑［２］／ｇ，低温氮吸附孔体积为０．２～３．０ｍｌ／ｇ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于向真，孙华磊，
申请(专利权)人：于向真，
类型：发明
国别省市：43
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