凹凸棒土專利研究概況

程三飛 董 娟 李淑娟 黃克勤

（國家知識產權局專利局專利審查協作湖北中心，湖北 武漢430070）

凹凸棒土，又稱坡縷石或坡縷縞石，是一種具鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。由于凹凸棒石粘土具有良好的膠體性質和吸附脫色能力,目前被廣泛使用。專利是能夠反映科學技術發展水平最新動態的情報文獻[1]。本文通過對凹凸棒石在吸附劑、催化、分子篩原料和干燥劑領域的專利進行分析和研究，以了解該領域最新的技術動態。

1 吸附劑

凹凸棒土經過改性后能夠顯著提高凹凸棒土的吸附性能，如CN201010204328，申請日：20100618。該申請先將所述凹凸棒土與水配制成凹凸棒土懸浮液；然后將二氧化硅懸浮液或硅溶膠與制得的凹凸棒土懸浮液混合均勻，再將所得到的混合液噴霧干燥，得到所述二氧化硅/凹凸棒土復合粉末。這種方法制備的凹凸棒土/二氧化硅復合粉末不含有機組分、具有良好吸附性、分散性能，并且大大降低了制造成本，是一種理想的多孔型無機納米吸附劑。

另有專利CN201310122019，申請日：20130410也提供了改性凹凸棒土提高其吸附性的方法，操作簡便，不需引入新的組分。以水熱法對凹凸棒石進行處理，優化反應溫度，反應時間和原料的濃度等處理參數，使凹凸棒石的吸附性能得以明顯提升。與天然凹凸棒石相比，水熱處理之后的凹凸棒石比表面積提升明顯，對水中亞甲基藍的吸附平衡量顯著提高。凹凸棒石原礦對亞甲基藍的平衡吸附量為220mg/g，110oC水熱處理12h后的凹凸棒石對亞甲基藍的吸附最好，吸附平衡量達到277.5mg/g，相比原礦提高了26%。

改性凹凸棒石表面嫁接有機官能團，對水中有機污染物的吸附能力顯著提高，可用于水中有機污染物的深度處理。CN201210550251，申請日：20121218，提供了一種改性條件溫和，工藝過程簡單的改性凹凸棒土的方法。以廉價的天然凹凸棒石粘土和生物質纖維素碳源為原料，通過非均相水熱合成法制備凹凸棒石/炭納米復合材料，使得凹凸棒石晶體表面負載具有親有機特性的含-CH官能團無定形炭。與天然未改性凹凸棒石粘土相比，改性凹凸棒石吸附劑對水中有機污染物苯酚的脫除率可提高3～5倍以上，對水中亞甲基藍脫除率為97-99%，對亞甲基藍吸附平衡時間大大縮短。

為了提高凹凸棒土對水中磷、As、F的吸附性能，CN200810020199，申請日：20080328，在凹凸棒石礦物表面負載鋁氫氧化物或負載鋁和鐵氫氧化物混合物。本發明復合吸附劑對，可以用于生活污水處理廠排水的深度處理除磷、富營養化水體除磷、高砷或高氟地下水的處理。

CN201110355812，申請日：20111111，將分子印跡技術與凹凸棒土相結合，可以提高凹凸棒土的選擇性吸附性能。該申請以原人參二醇型皂苷群的主要代謝產物G-CK為模板分子，以化學改性的納米凹凸棒石為基質，合成表面分子印跡材料；再以此表面分子印跡材料作為純化載體進行動態固相萃取及靜態吸附，從粗提取物和代謝樣品中定向分離、富集G-CK分子，由此提高目標化合物的收率，克服天然藥物成分及其代謝產物常規分離純化載體的缺點及存在的問題。

2 催化及合成

凹凸棒土礦物具有較大的比表面積,集合體發育微細孔隙構造,凹凸棒土礦物還具有良好的粘結性、可塑性、耐酸堿性和熱穩定性等性質，在催化劑領域得到廣泛的應用。

凹凸棒土在催化及合成領域多用作載體。如CN201410046943，申請日：20140211，提供了一種用于綠色催化Diels-Alder反應（環加成反應）用的凹凸棒石粘土基固體催化劑的制備方法。以凹凸棒石粘土、氯化鋅為原料，采用固相反應法（高速球磨法）將適量的氯化鋅負載到凹凸棒石粘土內孔之中；然后經焙燒活化作用，得到凹凸棒石粘土基C22-環脂肪三酸酯合成用催化劑。所制備的固體催化劑與產物容易分離，減少了設備腐蝕和環境污染；負載型催化劑中，ZnCl2與凹土表面發生化學鍵合作用，形成了新的非晶態物質，活性大于ZnCl2活性與凹土活性的簡單之和。

CN201210359863，申請日：20120925，涉及一種粉煤灰-凹凸棒石鐵錳基低溫脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑以粉煤灰和凹凸棒石混合后擠壓成型制得載體，在載體上負載上鐵氧化物和錳氧化物制得催化劑。所用的粉煤灰是火力發電廠排放的固體廢棄物，將工業廢料加以利用，不僅大大降低了脫硝催化劑的制備成本，還具有較好的環境效益。

CN200710019610，申請日：20070120，將催化活性組份Pt、Pd、Fe和La以金屬鹽的形式通過共沉淀法負載在復合載體上，復合載體為凹凸棒土和硅藻土，該申請摒棄了易致癌的Ni和易生成反式酸的Cu，工藝簡單，性能穩定，可重復使用。

CN201210409228，申請日：20121024，將粘土經高溫焙燒后，粉碎過篩，含鋁的堿性溶液和含鋁的酸性溶液中分別加入高溫焙燒粘土，然后采用在適宜的條件下并流成膠，經過濾，水洗，干燥后得到含硅氧化鋁干膠，再經過成型、干燥、焙燒，得到催化劑載體，該方法能夠使粘土與生成的氧化鋁粒子有機地結合在一起，調節了催化劑的孔結構以及酸性，所得催化劑的酸性適宜、孔分布集中。適用于重油或渣油加氫脫金屬、加氫脫硫或加氫轉化催化劑。

3 分子篩原料

CN201210262817，申請日：20120726，涉及一種多功能催化組合物，以重量百分比計，所述催化組合物包括：1%～70%的介孔硅鋁材料，1%～60%的氣化活性組分，0%～70%的粘土和5%～98%的以氧化物計的耐熱無機氧化物。該催化組合物用于重質石油烴裂化氣化，氣化溫度低。

4 干燥劑

CN201110203780，申請日：20110721，其技術方案的要點是，顆粒狀集裝箱干燥劑由白云石凹凸棒石粘土、硫酸、高粘凹凸棒石粘土粉、氯化鈣和高吸水樹脂組成。先將白云石凹凸棒石粘土進行酸化處理，再與高粘凹凸棒石粘土粉進行攪拌混合、壓片及熱處理后與氯化鈣和高吸水樹脂共同粉碎，包裝為顆粒狀集裝箱干燥劑。將顆粒狀集裝箱干燥劑放置在集裝箱內。

5 總結

我國凹凸棒土的資源儲量很大,但是由于發現的較晚,其開發利用水平較低,以致于使這種經濟意義重大的礦藏以原土的形式廉價地出口,造成資源的浪費。因此,加大對凹凸棒土的研究，有效利用這種資源具有重大的意義。

［1］累迪.專利地圖在專利情報分析中的應用[J].情報探索，2011（2）：59-61.