文档介绍：皂石结构层状粘土的非水热合成皂石结构层状粘土的非水热合成秦玉香、马福善、李永丹+00072)(天津大学化工学院催化科学与工程系碳一化工国家重点实验室天津3交联粘土是一种新型固体酸催化剂,其表面酸性和孔结构均可调变(从而在催化反应q具有重要的应用。但二八面体的蒙脱石T(O(T片的四面体层仅有醚氧四面体构成(无硅铝系分子筛中的桥式羟基,表面酸性偏低:皂石是三八面体型枯土矿物(其T(O—T片上的四面体层含硅氧和铝氧四面体,具有酸性桥式羟基,酸性比蒙脱石高。但天然皂石成分复杂,不易调变,不适于用作催化材料,真正有使用价值的是合成皂石。I目前国内外文献报道的皂石合成大多是在150-4500C和几kbar水热条件下进行(合成周期为数天甚至数星期【1,2,3]a水热合成法的合成周期长、安全性及经济性差且工业放大困难。本文采用Vogels(劲建立的非水热方法,在低于100。C的条件下,快速合成皂石母体,同时探讨了台成条件(晶化时间、温度,初始PH值)对皂石结晶的影响。71(实验部分皂石合成采用Vogels[4]建立的非水热法。以水玻璃为硅源,利用理想配比的硅铝凝胶t硝酸盐和尿素,在90。C、iarm的条件下合成八面体片阳离子为zn的皂石。浆液经抽M2+洗涤后,于1200C烘干。样品的晶相结构采用日本理学D,MAX(2038型x-射线衍射滤、JEM(100CX』J透射电子显微镜观察皂救表征(Cuk或Fek为X光源。利用日本JEOL面结构。石的形貌段层2(结果与讨论2(1(样品的晶相分析’图1为Si,AI=5(67、7(89、12_3、19的四种合成锌皂石(zl,z2,z3,Z4)的XRD谱倒。由图可见,四种样品均具有(001】、(020,110)、(200)、(060)的衍射峰,晶相完整。合成锌皂石53(1(54A之间是区别于二八面体的特征峰。在合成的皂石中(各层的拥的卉。60口汀射峰在l对位置存在着不规则性,即存在积层不规则性,表现在衍射峰上是宽而不对称,证明合成皂石有序度低,容易造成品格缺陷,增强端面电荷,不易形成大晶粒。从不同硅铝比的溶胶中合成的锌皂石的XRD图投有明显的不同。20406080100040100020608028,o图I样品的2日,。翻2不同晶化时间样品的XRD囤(cuK。)XRD囤(FeK。)forXRDofofsamplesFig(2patternsFig(1XRDpatternssamplesdifferentimecrystallization2(2(合成条阵对皂石结构的影响(1)晶化时间的影响022—27405243,Email:四l!@业:世H(,n’通信联系人(电话:022--27405613(传真本项目得到国家自然科学基盘资助(台同号:29792070(29876032)197—固定其它操作参数,900CF_;吲晶化时?合成的样品的XRD图示于图2。反应6(5h(020)产物已明显具有三八面体层状化合物的特征峰(但有序性很差,几乎没有层的堆叠:和J)峰越来越(200)峰较好,表明皂石沿a轴和b轴方向成晶较快:随反应时间的增加,(oo尖,袁明合成皂石的数量和颗粒尺寸都逐渐增大。当晶化时间达到12(5h时,己获得了结晶皂石。晶化25h和48h的皂石样品?埘结晶度相近,说l们在这种非水热台成条件下存在完好的石的快速结晶长大,晶体生长并不