專利名稱：用于合成粘土顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于合成粘土顆粒的方法。
背景
粘土通常指的是一類可高度變化的天然材料，它們是柔軟的、土質(zhì)的、 呈極細顆粒的，當(dāng)潮濕時通常是塑性的，且由一種或多種粘土礦物和雜質(zhì)
的混合物組成。諸如鈉、鋰和鉀的堿金屬與諸如鎂、4丐和鋇的堿土金屬經(jīng)
粘土在許多行業(yè)中都起到非常重要的作用。粘土的用途取決于它們的 物理和化學(xué)特性。這些用途中的一些包括制造面磚、煙自襯壁、下水管、 炻器和陶瓷、耐火磚，生產(chǎn)鋁、高嶺土纖維、瓷器，作為波特蘭水泥、合 成沸石、墻面磚和地磚、橡膠的組分，作為紙、漆料、黏合劑、密封劑、 填充劑、增白劑、填嵌材料、增強劑的填料以及制造替代混凝土制品中的 砂礫的輕質(zhì)骨料。
然而，大量的天然粘土并不容易獲得且通常與雜質(zhì)混合。從粘土中去 除這些雜質(zhì)會極其困難。因此，期望能夠合成呈基本上純態(tài)的且具有類似 于或優(yōu)于天然存在的粘土的期望流變特性的特性的合成粘土顆粒。
用于合成合成的粘土顆粒的已知方法中的一種包括與堿和氟化物離 子直接共沉淀且隨后進行熱液處理的步驟，熱液處理包括在大氣壓下，且 在一些情況下是在高溫和高壓下，通過回流攪拌進行對流加熱。然而，熱 液處理步驟通常需要至少10到20小時的時間段。這是因為進行常規(guī)加熱 的處理時間受到從表面進入材料主體內(nèi)的熱流速率的限制，該速率除了由 材料的比熱、熱傳導(dǎo)率、密度和粘度確定之外，還由其質(zhì)量確定。因此，對流加熱存在是'隄方法的劣勢。
而且，高壓導(dǎo)致需要諸如壓力容器的專門設(shè)備，這增大了與合成粘土 顆粒的工業(yè)化規(guī)模的設(shè)備有關(guān)的資金成本和操作成本。
對流加熱的另一個劣勢是由于待加熱的顆粒的表面、邊緣和角比材料 的內(nèi)部熱得多而造成的不均勻。
存在提供一種用于合成粘土顆粒的、克服或至少改善了上述劣勢中的 一種或多種的方法的需求。
概述
根據(jù)第一方面，提供了一種用于合成粘土顆粒的方法，該方法包括在 各種條件下利用輻射源來加熱金屬鹽與金屬硅酸鹽的反應(yīng)物溶液混合物 以形成所述合成的粘土顆粒的步驟。
有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟不采用對流加熱來進行。
有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟不采用傳導(dǎo)加熱來進行。
有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟是采用微波加熱源來進行的。
有利的是，使用輻射源提供了用于合成粘土顆粒的能量有效的合成方 法，這是因為需要較短的時間從溶液混合物共沉淀合成的粘土顆粒。
有利的是，使用輻射源還允許更好地控制待合成的顆粒的粒度和形狀
以及ia成的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了 一種由根據(jù)第一方面的方法制造的粘 土顆粒。
定義
此處使用的下面的詞匯和術(shù)語應(yīng)該具有標(biāo)明的意義
術(shù)語"合成的粘土，，被廣義地解釋為包括在結(jié)構(gòu)上與層狀粘土和多孔 纖維粘土有關(guān)的材料，諸如合成的鋰蒙脫石(硅酸鋰鎂鈉(lithium magnesium sodium silicate ))。將會理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，下面各類粘土具有單獨的或組合且以混合層粘土的應(yīng)用高嶺石、蛇紋石、葉蠟石、 滑石、云母和脆云母、綠泥石、綠土 ( smectite)和蛭石、坡縷石和海泡石。 根據(jù)本發(fā)明可以片狀形式被采用的其他頁硅酸鹽(粘土礦物)是水鋁英石
、
和伊毛縞石。下面的參考文獻描述了上述類型的粘土的特征Oze/m'W^o/ C7a少am/ C/a_y M/"era/s (粘土和粘土礦物化學(xué))，由A.C.D.Newman編輯。 Minemlogical Society Monograph (礦物學(xué)學(xué)會專題論文)No.6, 1987,第1 章,S."W.Bailey; 5V/w2/waT^ o/ recomme"do^'o〃iy o/ ^47PE/4 iVomewc/afwre Comw/股e (AIPEA命名委員會的推薦概述)，Clay Minerals 15， 85-93;以 及P.L.Hall 6々J /7fl"(i6ooA: q/"Z)eterw/"a"ve Afef/zcxis iw M/'wena/ogjX礦凈勿學(xué)石角 定法手冊)，1987,第1章。
術(shù)語"輻射源"被廣義地解釋為包括能夠加熱水溶液的任何電磁波。
術(shù)語"金屬硅酸鹽"被廣義地解釋為包括具有與硅酸鹽陰離子形成鍵 的金屬陽離子的任何化合物。 ，
術(shù)語"硅酸鹽"被廣義地解釋為包括任何陰離子，其中一個或多個中 心硅原子被諸如氧的電負性配體圍繞。
詞匯"基本上(substantially)"并不排除"完全地(completely)",如 "基本上不含"Y的組合物可以完全地不含Y。如果需要的話，詞匯"基 本上，，可以從本發(fā)明的定義中省去。
除非另外規(guī)定，否則術(shù)語"包括(comprising)和""包括(comprise )", 以及其語法上的變體都預(yù)期表示"開放式的"或"包括性的"語言，使得 它們包括引述的元素，但還允許包括額外的、非引述的元素。
正如此處使用的，在制劑各組分的濃度的背景下，術(shù)語"約"通常意指 所述值的+/-5%，更通常是所述值的+/-4%，更通常是所述值的+/-3%， 更通常是所述值的+/-2%,甚至更通常是所述值的+/-1 % ，以及甚至更通 常是所述值的+/- 0.5 % 。
在整個此公開內(nèi)容中，某些實施方案可以范圍形式被公開。應(yīng)該理解， 呈范圍形式的描述僅僅是為了方便和簡短，且不應(yīng)該被解釋為對本公開范 圍的界限的硬性限制。因此，范圍的描述應(yīng)該被解釋為具有特別公開的所有可能的子范圍以及在那個范圍內(nèi)的單個數(shù)值。例如，諸如1到6的范圍 的描述應(yīng)該浮皮認(rèn)為是具有特別公開的子范圍諸如1到3、 l到4、 l到5、 2 到4、 2到6、 3到6等，以及那個范圍內(nèi)的單個數(shù)字如1、 2、 3、 4、 5和 6。這適合于不考慮范圍的寬度。
任選實施方案的公開內(nèi)容
現(xiàn)在將7>開用于合成合成的粘土顆粒的方法的示例性的、非限制性的 實施方案。
金屬硅酸鹽可以是任何堿金屬硅酸鹽或堿土金屬硅酸鹽或其共混物。 示例性的金屬硅酸鹽包括硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈹、硅酸鎂以及 珪酸4丐。
在一個實施方案中，反應(yīng)物溶液混合物包括相對于金屬鹽摩爾過量的 金屬硅酸鹽。
有利的是，利用輻射源進行加熱允許在其整個體積內(nèi)以基本上相同的 速率來加熱材料，即，其使得能夠進行容積式加熱。來自輻射源的熱能通 過加熱過的材料以電磁方式進行轉(zhuǎn)移。因此，加熱速率并不會受到在對流 加熱或傳導(dǎo)加熱過程中出現(xiàn)的通過材料轉(zhuǎn)移熱的速率的限制，并且極大地 改善了熱分布的均勻性。加熱時間可以減少至小于采用對流加熱或傳導(dǎo)加 熱所需的加熱時間的1%。
示例性的輻射源包括無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線和Y 射線。在一個實施方案中，輻射源是微波輻射源。微波力口熱的兩種主要機 理是偶極極化和傳導(dǎo)機理。偶極極化是一種通過其在極性分子內(nèi)產(chǎn)生熱的 過程。當(dāng)施加電磁場時，當(dāng)極性分子試圖與場同相對準(zhǔn)時，電磁場的振蕩 本性導(dǎo)致4l性分子移動。然而，極性分子經(jīng)歷的分子間力有效地阻止了這 種對準(zhǔn)，導(dǎo)致極性分子隨意移動并產(chǎn)生熱。由于對電流產(chǎn)生阻力，所以傳 導(dǎo)機理導(dǎo)致熱的產(chǎn)生。電磁場的震蕩本性造成導(dǎo)體內(nèi)的電子或離子的震 蕩，使得產(chǎn)生電流。電流面臨的內(nèi)阻導(dǎo)致熱的產(chǎn)生。因此，與可能導(dǎo)致只 加熱材料的外表面的常規(guī)的加熱方式相比，微波可以用于在材料內(nèi)部均勻 地產(chǎn)生高溫。以選自由以下組成的組的范圍的功率來施加孩i波約30 w到約180 kw、約30 w到約150 kw、約30 w到約120 kw、約30 w到約100 kw、約 30 w到約50 kw、約30 w到約25 kw、約30 w到約15 kw、約30 w到約 10 kw、約30 w到約5 kw、約30 w到約2 kw、約30 w到約1200 w、約 50 w到約1200 w、約100 w到約1200 w、約200 w到約1200 w、約300 w 到約1200 w、約400 w到約1200 w、約500 w到約1200 w、約600 w到 約1200 w、約700 w到約1200 w、約800 w到約1200 w、約900 w到約 1200 w、約1000 w到約1200 w、約30 w到約1100 w、約30 w到約100 w、 約30 w到約80 w、約30 w到約60 w、約30 w到約40 w、約40 w到約 120 w、約60 w到約120 w、約80 w到約120 w、約100 w到約120 w、 約70 w到約100 w以及約50 w到約70 w。
孩i波的典型頻率可以在約300 MHz到約300 GHz的范圍內(nèi)。此范圍可 以分成0.3 GHz到3 GHz的特高頻范圍、3 GHz到30 GHz的超高頻范圍 以及30 GHz到300 GHz的極高頻范圍。孩￡波的常用來源是以約0.915 GHz、 2.45 GHz或5.8 GHz的頻率發(fā)射孩么波輻射的孩么波爐。以選自由以下 組成的組的范圍的頻率來施加微波約0.3GHz到約300GHz、約0.3 GHz 到約200 GHz、約0.3 GHz到約100 GHz、約0.3 GHz到約50 GHz、約0.3 GHz到約10 GHz、約0.3 GHz到約5.8 GHz、約0.3 GHz到約2.45 GHz、 約0.3 GHz到約0.915 GHz以及約0.3 GHz到約0.9 GHz。
在一個實施方案中，微波加熱進行約10分鐘到2小時范圍內(nèi)的時間段。
加熱過程可以在基本上堿性的pH條件下進行。在一個實施方案中， pH是在至少8.5的范圍內(nèi)。有利的是，pH是在9到IO的范圍內(nèi)。這對從 反應(yīng)物混合物中共沉淀粘土顆粒l是供了最佳環(huán)境。在一個實施方案中，向 反應(yīng)物溶液混合物中添加金屬氫氧化物溶液以獲得所述堿性的pH條件。
金屬鹽中的金屬可以是多價金屬。此金屬可以選自由堿金屬、堿土金 屬、元素周期表的第IIIA族、第VDA族和第W族的金屬組成的組。示例性 的金屬包括鈉、鉀、鋰、鎂、鈣、鋁、鐵和錳。
金屬鹽中的陰離子可以是卣化物。示例性的陰離子包括氯化物和氟化物。
可以選擇金屬鹽和金屬硅酸鹽以合成所述粘土顆粒，所述粘土顆粒選
自由水晶石(chryolite)、斜綠泥石(chlinochlore )、高嶺石、綠脫石、鈉 云母、金云母、葉蠟石、綠土、滑石、蛭石及其混合物組成的組。示例性 的綠土粘土包括膨潤土、貝得石、鋰蒙脫石、蒙脫石、皂石、硅鎂石及其 混合物。
該方法可以進一步包括用于從反應(yīng)物溶液混合物中去除粘土顆粒的 步驟。然后，可以干燥去除的粘土顆粒以基本上從其中去除外來水。在一 個實施方案中，干燥是在約250。C的溫度下進行約8小時。
粘土顆粒的粒度可以在納米范圍到微米范圍內(nèi)。在一個實施方案中， 粘土顆粒的平均粒度在40nm到120nm的范圍內(nèi)。
附圖筒述
附圖闡釋了公開的實施方案且起到解釋所公開實施方案的原理的作 用。然而，應(yīng)該理解，附圖設(shè)計為只用于闡釋的目的而不是作為本發(fā)明限 制的定義。


圖1是用于混合反應(yīng)物以形成反應(yīng)物溶液混合物的方法和用于輻射微 波的微波爐的示意圖，微波用于從微波爐中的反應(yīng)物溶液混合物共沉淀合 成的粘土顆粒。
圖2是用于合成粘土顆粒的方法流程圖。
圖3是由實施例2中獲得的試驗樣品與Laponite (Southern Clay Particles, Inc., Texas )進4亍比4交的X射線書f射圖。
圖4是由實施例3中獲得的試驗樣品與Laponite (Southern Clay Particles, Inc., Texas )進行比4交的X射線衍射圖。
圖5是由實施例4中獲得的試'險樣品與Laponite (Southern Clay Particles, Inc., Texas )進行比較的X射線衍射圖。
圖6是由實施例5中獲得的試驗樣品與Laponite (Southern Cky
9Particles, Inc., Texas )進行比較的X射線衍射圖。
實施方案的詳細公開內(nèi)容
參考圖1,顯示了兩個罐(IO、 20),且每一個罐內(nèi)分別設(shè)置了混合器 (12、 22)用于混合每一個罐內(nèi)分別包含的溶液。罐10包含金屬鹽溶液， 在罐10內(nèi)通過混合器12均勻地混合金屬鹽溶液。同時，在罐20內(nèi)通過 混合器22均勻地混合金屬硅酸鹽。使用所示的各自的泵(16、 26)將由 兩個罐(10、 20)分別獲得的金屬鹽溶液流14與金屬硅酸鹽溶液流24泵 送入反應(yīng)罐30中。
反應(yīng)罐30包括混合器32以使得能夠均勻地混合由金屬鹽溶液流14 與金屬硅酸鹽溶液流24獲得的反應(yīng)物。反應(yīng)罐30還包括堿性進料流34, 這允許向反應(yīng)罐30所包含的溶液中添加諸如氫氧化鈉的堿，由此增大pH 至堿性條件。
從反應(yīng)罐30由此獲得的反應(yīng)物溶液混合物經(jīng)由泵56通過流54被泵 送入罐52中。罐52由能夠經(jīng)受住微波輻射而不會進行任何物理或化學(xué)變 化的材料制成。將罐52包含在用作輻射源的微波爐40內(nèi)，輻射源用于輻 射微波來加熱罐52內(nèi)包含的反應(yīng)物溶液混合物。
微波爐40包括不能透過其內(nèi)產(chǎn)生的輻射或微波的壁42。將其內(nèi)包含 反應(yīng)物溶液混合物的罐52置于微波爐40的受控環(huán)境44中，且暴露于微 波爐40內(nèi)產(chǎn)生的微波輻射。受控環(huán)境44中的微波輻射是以約0.3 GHz到 300 GHz的頻率和30 w到180 kw的功率發(fā)射的樣i波場。
由微波場釋放的能量開始并促進了罐52內(nèi)包含的反應(yīng)物溶液混合物 中的反應(yīng)物之間的化學(xué)發(fā)應(yīng)。這導(dǎo)致了由反應(yīng)物溶液混合物來共沉淀合成 粘土顆粒。然后，罐52內(nèi)由此獲得的合成的粘土顆粒與溶劑的混合物通 過產(chǎn)物混合物流36進入到過濾罐38中。
在過濾罐38內(nèi)洗滌并過濾產(chǎn)物混合物以獲得濾液46和殘余物48,濾 液46即溶劑，而殘余物48即合成的粘土顆粒。
圖2顯示了用于合成合成的粘土顆粒的方法流程圖。合成方法通常包括在堿性pH條件下混合50反應(yīng)物(金屬鹽溶液與金屬硅酸鹽溶液)以形 成反應(yīng)物溶液混合物的步驟。然后，將反應(yīng)物溶液混合物置于微波爐中以 允許^人反應(yīng)物溶液混合物共沉淀60合成的粘土顆粒。洗滌和過濾70步驟 進一步處理從共沉淀60步驟由此獲得的產(chǎn)物混合物。接著，將過濾過的 產(chǎn)物在約250。C的溫度下進行干燥80約8小時。于是，獲得了呈基本上純 態(tài)的干燥過的合成粘土顆粒。
實施例
將進一步描述本發(fā)明的非限制性的實施例，這些實施例不應(yīng)該被解釋 為以任何方式來限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
第一罐填裝了 69 g氯化4美(99%純度)、2.12 g氯化鋰(99%純度) 和500 ml的水。將88 g石圭酸鈉溶液(每100 g， 29 g Si20和8.9 g Na20 ) 稀釋在500 ml水中。持續(xù)攪拌下在30分鐘時間內(nèi)，在第一罐和第二罐中 分別均勻地混合反應(yīng)溶液，然后將其轉(zhuǎn)移入反應(yīng)罐中。接著，逐滴添加0.11 M氫氧化鈉以將反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合物的pH增大至9.5。攪動反應(yīng) 輝內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合物30分鐘。將反應(yīng)罐容納在功率高達1000 w,且 以2.45 GHz的頻率發(fā)射微波輻射30分鐘的微波爐內(nèi)。用水洗滌產(chǎn)物混合 物并過濾。在25(TC下干燥過濾產(chǎn)物8小時。沉淀物的分析表明沉淀物顆 粒是合成的粘土且具有約30nm的平均粒度。這表明沒有任何對流加熱的 微波加熱是通過其合成粘土顆粒的可行方式。
實施例2
第 一罐填裝了 49.94 g氯化鎂(99 %純度)、4.45 g氯化鋰(99 %純度) 和900 ml的水。將166 g石圭酸鈉溶液(每100 g, 29 g Si20和8.9 g Na20 ) 稀釋在900 ml水中。持續(xù)攪拌下在30分鐘時間內(nèi)，在第一罐和第二罐中 分別均勻地混合反應(yīng)溶液，然后將其轉(zhuǎn)移入反應(yīng)罐中。接著，逐滴添加0.11 M氫氧化鈉以將反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合物的pH增大至9.5。將反應(yīng)罐 容納在功率高達5000 w，且以2.45 GHz的頻率運行的微波爐內(nèi)。接著，4吏反應(yīng)罐經(jīng)受1100w功率的樣i波輻射達10分鐘，然后是330w功率達50 分鐘。用水洗滌產(chǎn)物混合物并過濾。在25(TC下干燥過濾產(chǎn)物8小時。
圖3顯示了根據(jù)上述試驗方案獲得的試驗產(chǎn)品(標(biāo)記為"樣品7")與 市售產(chǎn)品Laponite ( Southern Clay Particles, Inc., Texas )(標(biāo)記為"標(biāo)準(zhǔn)品
r)進行比較的x射線衍射圖。如圖3所示，所獲得的試驗產(chǎn)品的x射線
衍射圖類似于Laponite⑧的X射線衍射圖。因此，已經(jīng)顯示出根據(jù)此處的 公開內(nèi)容獲得的試驗產(chǎn)品(合成的粘土顆粒)的三維原子結(jié)構(gòu)與市售產(chǎn)品 是可比擬的。
實施例3
根據(jù)實施例2中的步驟重復(fù)試驗，直到將反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合 物的pH調(diào)節(jié)至9.5的步驟。在此實施例中，接著，使反應(yīng)罐經(jīng)受3800 w 功率的微波輻射達10分鐘，然后是1100w功率達30分鐘。用水洗滌產(chǎn)物 混合物并過濾。在250。C下干燥過濾產(chǎn)物8小時。
圖4顯示了才艮據(jù)上述試a^方案獲得的試驗產(chǎn)品(標(biāo)記為"Wim-T30") 與市售的產(chǎn)品Laponite ( Southern Clay Particles, Inc.， Texas )(才示i己為"才示 準(zhǔn)品1")進行比較的X射線衍射圖。如圖4所示，所獲得的試驗產(chǎn)品的X 射線衍射圖類似于Laponite⑧的X射線衍射圖。因此，已經(jīng)顯示出根據(jù)此 處的公開內(nèi)容獲得的試驗產(chǎn)品(合成的粘土顆粒)的三維原子結(jié)構(gòu)與市售 產(chǎn)品是可比擬的。
實施例4
根據(jù)實施例2中的步驟重復(fù)試驗，直到將反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合 物的pH調(diào)節(jié)至9.5的步驟。在此實施例中，接著，使反應(yīng)罐經(jīng)受1100w 功率的微波輻射達10分鐘，然后是800 w功率達4分鐘。用水洗滌產(chǎn)物混 合物并過濾。在25(TC下干燥過濾產(chǎn)物8小時。
圖5顯示了根據(jù)上述試驗方案獲得的試驗產(chǎn)品(標(biāo)記為 "wkl—1T10wk0—8T30")與市售的產(chǎn)品Laponite ( Southern Clay Particles, Inc.， Texas )(標(biāo)記為"標(biāo)準(zhǔn)品1")進行比較的X射線衍射圖。如圖5所示， 所獲得的試驗產(chǎn)品的X射線衍射圖類似于Laponite 的X射線衍射圖。因此，已經(jīng)顯示出根據(jù)此處的公開內(nèi)容獲得的試驗產(chǎn)品(合成的粘土顆粒) 的三維原子結(jié)構(gòu)與市售產(chǎn)品是可比擬的。
實施例5
根據(jù)實施例2中的步驟重復(fù)試驗，直到將反應(yīng)罐內(nèi)的反應(yīng)物溶液混合 物的pH調(diào)節(jié)至9.5的步驟。在此實施例中，接著，使反應(yīng)罐經(jīng)受3800 w 功率的微波輻射達IO分鐘，然后是1100w功率達16分鐘。用水洗滌產(chǎn)物 混合物并過濾。在250。C下干燥過濾產(chǎn)物8小時。
圖6顯示了根據(jù)上述試驗方案獲得的試驗產(chǎn)品(標(biāo)記為 "wk3800T10wkll00T16")與市售的產(chǎn)品Laponite (Southern Clay Particles, Inc., Texas)(標(biāo)記為"標(biāo)準(zhǔn)品1")進行比較的X射線衍射圖。如 圖6所示，所獲得的試驗產(chǎn)品的X射線衍射圖類似于Laponite⑧的X射線 衍射圖。因此，已經(jīng)顯示出根據(jù)此處的公開內(nèi)容獲得的試驗產(chǎn)品(合成的 粘土顆粒)的三維原子結(jié)構(gòu)與市售產(chǎn)品是可比擬的。
應(yīng)用
將會理解，所公開的方法是連續(xù)的方法。
將會理解，所公開的方法并不包括使用高壓或高溫。這有效地降低了 資金成本和操作成本。
將會理解，所公開的方法產(chǎn)生了均勻的粒度、形狀和組成的合成的粘 土顆粒。
將會理解，所公開的方法需要更少的時間來生產(chǎn)合成的粘土顆粒。由 于釆用了輻射源，而不是常規(guī)的加熱方法來共沉淀合成的粘土顆粒，所以 這樣是可能的。
將會理解，所公開的方法產(chǎn)生了呈基本上純態(tài)的合成的粘土顆粒。而 且，所公開的方法并不要求復(fù)雜的純化步驟來獲得純的合成的粘土顆粒。
將會理解，所公開的方法產(chǎn)生了具有若干種商業(yè)應(yīng)用的合成的粘土顆 粒。合成的粘土顆粒可以用作或可以用于制造水溶液中的流變改性劑、成
13膜劑、催化劑或催化劑的基本成分、納米復(fù)合材料或能量存儲納米復(fù)合材 料、光電子儀器、光致發(fā)光二極管和有機發(fā)光二極管以及諸如濕度傳感器 或生物傳感器的傳感器。
4艮明顯，在閱讀前述乂>開內(nèi)容之后，本發(fā)明的各種其他修改和改動對 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明顯的，而并不偏離本發(fā)明的主旨和范圍，且預(yù) 期所有這樣的修改和改動都將落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于合成粘土顆粒的方法，所述方法包括在各種條件下利用輻射源來加熱金屬鹽與金屬硅酸鹽的反應(yīng)物溶液混合物以形成所述粘土顆粒的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括從由硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、 硅酸鈹、硅酸鎂和硅酸鉤組成的組中選擇所述金屬硅酸鹽的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括使用相對于所述金屬鹽摩爾過 量的金屬硅酸鹽的所述反應(yīng)物溶液混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輻射源是微波輻射源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其包括以30 w到180 kw或30 w到 1200 w范圍內(nèi)的功率來施加所述樣i波的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其包括施加所述微波的步驟，且頻率 是在0.3 GHz到300 GHz的范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其包括施加所述微波達20分鐘到2 小時范圍內(nèi)的時間^^的步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加熱是在基本上堿性的pH 條件下進行的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述pH是在至少8.5的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述pH是在9到IO的范圍內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其包括向所述反應(yīng)物混合物中添加 金屬氫氧化物溶液以獲得所述堿性的pH條件的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬鹽中的所述金屬是多 虧介金屬鹽溶液。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬鹽中的所述金屬選自由堿金屬、堿土金屬、元素周期表的第IIIA族、第vnA族和第wi族的金屬 組成的組。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬鹽中的所述金屬選自 由鈉、鉀、鋰、 <溪、釣、鋁、4失和錳組成的組。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬鹽中的所述陰離子是 離化物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬鹽中的所述陰離子是 氯化物陰離子和氟化物陰離子中的至少一種。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇所述金屬鹽和所述硅酸鹽 的源以合成所述粘土顆4立，所述粘土顆粒選自由水晶石、斜綠泥石、高嶺 石、綠脫石、鈉云母、金云母、葉蠟石、綠土、滑石、蛭石及其混合物組 成的組。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述綠土粘土選自由膨潤土、 貝得石、鋰蒙脫石、蒙脫石、急石、硅鎂石及其混合物組成的組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括從所述反應(yīng)物溶液中去除所 述粘土顆粒的步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其包括干燥所述去除的粘土顆粒以 基本上從其中去除外來水的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述干燥步驟是在約25(TC的 溫度下進行的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述干燥步驟進行約8小時。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述粘土顆粒的粒度是在納米 范圍到微米范圍。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述粘土顆粒的所述粒度是在 40 nm到120 nm的范圍內(nèi)。
25. —種粘土顆粒，其由根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造。
全文摘要
一種用于合成粘土顆粒的方法，該方法包括在各種條件下利用輻射源來加熱金屬鹽與金屬硅酸鹽的反應(yīng)物溶液混合物以形成所述合成的粘土顆粒的步驟。
文檔編號C01B33/40GK101679051SQ200880016156
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者馬赫什·達哈亞海·帕特爾 申請人:莎尤納諾新加坡私人有限公司