本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種多孔六方鉀霞石及其制備方法。

背景技術(shù)：

鉀霞石是一類富含鉀元素的具有硅鋁四面體組成框架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)石，具有超微孔道結(jié)構(gòu)(約為0.3nm左右)且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，活性組分鉀離子就處于其孔道中，因此具有耐高溫且鉀離子不易流失等特性，是一類較好的固體催化劑。它常被用作烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、乙苯脫氫制苯乙烯以及制氨，陶瓷、汽車尾氣凈化等領(lǐng)域，是一類非常具有潛力的無機(jī)非金屬材料。然而，超微孔道狹窄，不利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的擴(kuò)散，從而限制了其應(yīng)用效能。

為了提高鉀霞石的應(yīng)用效能，將其進(jìn)行多孔改造是一種非常有效的方法。當(dāng)前制備鉀霞石的方法主要有離子交換、固相轉(zhuǎn)變、溶膠凝膠及水熱法，但是，目前所制備的產(chǎn)品都是只具有超微孔道結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。多孔鉀霞石的制備依然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種多孔六方鉀霞石及其制備方法，其以酸活化的坡縷石為硅源，硝酸鋁為鋁源，氫氧化鉀或氫氧化鉀與氫氧化鈉為堿源，再以低溫水熱合成。

本發(fā)明一方面提供一種多孔六方鉀霞石的制備方法，包括如下步驟：

S1、取坡縷石置入鹽酸中活化后純水洗滌、烘干、研磨后獲得物質(zhì)A備用；

S2、每20ml水中添加2～3g硝酸鋁，攪拌均勻后，加入氫氧化鉀或氫氧化鉀與氫氧化鈉的混合物，使得溶液中OH^-濃度為10～12mol/L，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1～1.5g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在160～220℃條件下反應(yīng)3～72h，冷卻至室溫、離心、洗滌、烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

本發(fā)明第二方面保護(hù)一種第一方面所述方法制備的多孔六方鉀霞石。

一種多孔六方鉀霞石及其制備方法，其優(yōu)點(diǎn)是：以酸活化的坡縷石為原料，有效的利用了坡縷石中的SiO₂作為硅源，拓寬了坡縷石的應(yīng)用。同時(shí)，通過本發(fā)明的方法使得制備的六方鉀霞石為多孔狀，有利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的擴(kuò)散，增強(qiáng)其應(yīng)用效能。

附圖說明

圖1為酸處理后凹凸棒石的TEM圖；

圖2為實(shí)例四中合成多孔六方鉀霞石的SEM圖；

圖3為實(shí)例四中合成多孔六方鉀霞石的XRD圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一方面提供一種六方鉀霞石的制備方法，包括如下步驟：

S1、取坡縷石置入鹽酸中活化2～12h后純水洗滌、烘干、研磨后獲得物質(zhì)A備用；

優(yōu)選地，步驟S1中，每10ml水中添加1～2g坡縷石；

優(yōu)選地，步驟S1中，所選用坡縷石的粒徑為不小于200目；

優(yōu)選地，步驟S1中，所述鹽酸濃度為6～8mol/L；

S2、每20ml水中添加2～3g硝酸鋁，攪拌均勻后，加入氫氧化鉀或氫氧化鉀與氫氧化鈉的混合物，使得溶液中OH^-濃度為10～12mol/L，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1～1.5g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

優(yōu)選地，步驟S2中，所述氫氧化鉀與氫氧化鈉的混合物中，氫氧化鈉與氫氧化鉀的摩爾比例小于等于1；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在160～220℃條件下反應(yīng)3～72h，冷卻至室溫、離心、洗滌、烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

本發(fā)明第二方面保護(hù)一種第一方面所述方法制備的多孔六方鉀霞石。

優(yōu)選地，所述六方鉀霞石外形為六方片狀；

優(yōu)選地，所述六方鉀霞石上有多個(gè)形狀不規(guī)則的孔，更加有利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的擴(kuò)散。

以下就具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例一

S1、取粒徑為200目的坡縷石10g置入濃度為6mol/L的100mL鹽酸中活化12h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取2g硝酸鋁溶于20ml水中，攪拌均勻后，加入5.6g氫氧化鉀，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在160℃條件下反應(yīng)72h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

實(shí)施例二

S1、取粒徑為300目的坡縷石30g置入濃度為8mol/L的鹽酸150mL中活化10h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取3g硝酸鋁溶于20mL水中，攪拌均勻后，加入2.8g氫氧化鉀、2g氫氧化鈉，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1.1g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在160℃條件下反應(yīng)12h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

實(shí)施例三

S1、取粒徑為400目的坡縷石60g置入濃度為8mol/L的鹽酸300mL中活化8h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取2g硝酸鋁溶于20mL水中，攪拌均勻后，加入5.6g氫氧化鉀，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1.5g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在200℃條件下反應(yīng)10h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

實(shí)施例四

S1、取粒徑為500目的坡縷石10g置入濃度為8mol/L的鹽酸100mL中活化7h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取3g硝酸鋁溶于20mL水中，攪拌均勻后，加入2.8g氫氧化鉀、2g氫氧化鈉，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1.1g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在180℃條件下反應(yīng)30h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

實(shí)施例五

S1、取粒徑為200目的坡縷石30g置入濃度為8mol/L的鹽酸150mL中活化2h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取3g硝酸鋁溶于20mL水中，攪拌均勻后，加入5.6g氫氧化鉀，并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再將物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在160℃條件下反應(yīng)72h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

實(shí)施例六

S1、取粒徑為300目的坡縷石60g置入濃度為8mol/L的鹽酸600mL中活化5h，再采用去離子水洗滌至無氯離子、60℃烘干、研細(xì)后獲得物質(zhì)A備用；

S2、取2g硝酸鋁溶于20mL水中，攪拌均勻后，加入2g氫氧化鉀、2g氫氧化鈉并在常溫下攪拌均勻，獲得溶液B，再取1.3g物質(zhì)A置入溶液B中，攪拌均勻，獲得物質(zhì)C備用；

S3、將獲得的物質(zhì)C置入水熱反應(yīng)釜中，在220℃條件下反應(yīng)16h，冷卻至室溫、4000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心、純水洗滌、60℃烘干即獲得多孔的六方鉀霞石。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。