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粉体百科:锂皂石的制备方法及其应用


来源:中国粉体网   茜茜

[导读]  锂皂石是一种在z轴方向上由个数比为2:1的硅氧四面体和镁氧八面体周期性排列形成的层状硅酸盐矿物。锂皂石具有增稠、分散、吸附等优异性能,因而被广泛应用于日用化工、催化剂及纳米材料等行业。

中国粉体网讯  锂皂石是一种在z轴方向上由个数比为2:1的硅氧四面体和镁氧八面体周期性排列形成的层状硅酸盐矿物。锂皂石具有增稠、分散、吸附等优异性能,因而被广泛应用于日用化工、催化剂及纳米材料等行业。

 

天然锂皂石的提纯


锂皂石的提纯方法主要有2种,即干法提纯和湿法提纯。


干法提纯工艺的处理能力较大,但是对于含有微细粒级的石英、长石等矿物的锂皂石而言,提纯效果较差,所得产品难以满足应用要求。


湿法提纯则能较好地解决干法提纯的问题,因此,为了获得能够直接进行工业应用的锂皂石,工业生产中常常采用湿法提纯的方法。


锂皂石的人工合成工艺


人工合成锂皂石是在模拟天然锂皂石的形成条件下进行的。合成的产品纯度高、组曾稳定,并且可以通过控制工艺条件制备出不同用途的锂皂石产品。


根据工艺的不同、锂皂石的合成工艺方法主要有水热法及微波法。


水热法合成锂皂石


水热法的原理是人工模拟自然界的热水矿床,始于1845年K.F.E.Schahfatl对矿物的实验合成,发展至今,水热法已经是无机合成中的主要方法。


周春晖等以氟化锂、氯化镁、水玻璃、氨水为原料,在温度为120℃,时间为72h,LiF、Mg(OH)2、SiO2物质的量比为1.33:5.07:7.70的水热条件下合成锂皂石。


微波法合成锂皂石


微波具有频率高的特点,能够极化具有永久偶极据矩的物质。微波可以直接作用于体系中的离子,被作用的离子活性快速提高,与其他离子迅速作用,进一步发生反应。由于具有这些特点,因此与传统的加热方式相比,微波加热效率更高,效果更好,近年来在人们的生活中得到越来越多的应用。


冯臻以蒙脱石的质量分数不小于97%的辽宁黑山膨润土为原料,根据锂皂石的组成添加硫酸镁、氧化锂、氟化钙、盐酸、碳酸钠和硫酸,制备出固相质量分数为20%的浆液,然后将其装入到0.5L的微波反应器中缓慢升温至最高温度,作用45min合成锂皂石。该方法合成的锂皂石样品与天然锂皂石晶体结构具有极好的相似性。


锂皂石的锂化改型制备方法


我国的蒙脱石储量居于世界首位,但是我国的蒙脱石多为低档次的钙基蒙脱石。随着社会经济的快速发展,蒙脱石的用量越来越大,与此同时对蒙脱石质量的要求也越来越高,因此,蒙脱石的深加工越来越受到重视。为了得到性能更优、应用更广的锂皂石,可以利用蒙脱石独特的离子交换性能,对蒙脱石进行锂化改型。


锂皂石的应用


锂皂石的特殊晶体结构使得其凝胶具有良好的触变、增稠、化学稳定、配伍、吸附、卫生安全等性质,在日用化工、吸附剂、催化剂以及纳米材料等行业中得到了广泛的应用。


1.在日用化工和吸附剂中的应用

 

2.作为催化剂载体的应用

 

3.在纳米复合材料中的应用

 

锂皂石的制备方法主要有3种,即天然皂石提纯、人工合成以及天然蒙脱石锂化改型。


天然锂皂石提纯法制备的锂皂石,不仅提纯原矿的储量有限,而且受制于提纯工艺条件,提纯产品的性能和应用均受到一定限制,表现为提纯工艺复杂、产品被化学试剂污染,另外,提纯产品粒度较细,脱水干燥比较困难,因此生产成本较高;天然蒙脱石锂化改型同样受制于蒙脱石原矿的提纯工艺而难以获得高纯度的蒙脱石样品,经过锂化改型后产品的应用性能难以达到用户的要求;人工合成的锂皂石纯度高,工艺可以根据产品的质量要求灵活调整,制备的产品应用性能更佳,应用领域更广。


锂皂石的需用量会随着社会的发展的加快而增加,锂皂石的产业化生产越来越重要。产业化生产出路在于探究低成本、高性能的合成工艺,在该领域重点研究锂皂石的最佳合成工艺以及其在不同领域的应用性能。


参考文献:锂皂石的制备方法及其应用

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