CN1149178C - 合成的铜矾石型化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及下面的化学式(1)Ma-x/2 2+Lix 1+Al4 3+(OH)b(An-)c·mH2O (1)(式中M2+表示Zn2+、Cu2+、Ni2+和Mg2+二价金属离子中的至少一种a表示0.6＜a＜1.2x表示0＜x＜1.4b表示1＜b＜13An-表示从SO4 2-、HPO4 2-、CO3 2-、SiO3 2-、SO3 2-、HPO4-、H2PO4 -、NO3 -、OH-中选择一种以上c表示0.5＜c＜1.2m表示1-4的数)表示的合成铜矾石型化合物及其制备方法。本发明的合成铜矾石型化合物可用于酸性物质的吸附剂、离子交换剂、农用薄膜的紫外线吸附剂、陈臭剂、喷墨记录用介质。

Description

合成的铜矾石型化合物及其制备方法
本发明涉及新型合成的铜矾石型化合物和其制备方法。
更详细地说涉及适用于酸性物质吸附剂、阴离子交换体、农用薄膜的紫外线吸收剂、除臭剂、用于喷墨记录介质等的新型的合成铜矾石型化合物及其制备方法。
目前已知的铜矾石化合物如下。
1)天然存在的物质是通过JCPDS[Joint Committee On Power DiffractionStandards]卡片记载的铜矾石(Chalcoalumite)：CuAl4SO4(OH)12.3H2O、Mbobomkulite：(Ni，Cu)Al4[(NO3)2(SO4)](OH)12.3H2O、耐酸铝镍：(Ni，Cu)Al4[(SO4)(NO3)](OH)12.3H2O。
2)在本发明者以前的专利申请平8-73094(发明名称：合成铜矾石类化合物及其制备方法)中作为组成元素的二价金属离子，公开了除天然存在的Cu2+和Ni2+之外，还有Zn2+、Co2+和Mg2+，而作为组成元素的阴离子公开了除了天然存在的SO4 2-和NO3 -之外，还有HPO4 2-、CO3 2-、SO3 2-、SiO3 2-、CrO4 2-和Cl-。
本发明者们发现能够通过将构成铜矾石结构的目前已知的二价金属离子的一部分用一价锂离子(Li1+)取代合成新型铜矾石型化合物。即本发明的新型的铜矾石型化合物是用通式(1)：
M2+ a-x/2Lix 1+Al4 3+(OH)b(An-)c·mH-H2O(1)
式中M2+表示Zn2+、Cu2+、Ni2+和Mg2+等的二价金属离子中的至少一种
a表示0.6＜a＜1.2
x表示0＜x≤1.04
b表示11＜b＜13
An-表示一种以上选自SO4 2-、HPO4 2-、CO3 2-、SiO3 2-、SO3 2-、HPO3 2-、H2PO4 -、NO3 -、OH-的离子
c表示0.5＜c＜1.2
m表示1-4的数表示的合成的铜矾石型化合物。
本发明的新型合成铜矾石型化合物与目前已知的铜矾石化合物一样，固体表面带有正电荷，因此能吸附带负电荷的酸性染料(参见图2)，而且SO4 2-型化合物的一部分阴离子是SO4 2-和阴离子的形、大小的电荷和能形成络离子等的类似的其他阴离子，例如HPO4 2-、CrO4 2-、SO3 2-、HPO3 2-、SiO3 2-等进行交换。而且通过与一价锂离子(Li1+)取代，与目前已知的铜矾石化合物相比，具有增加了阴离子交换量等特征(参见图3)。
可通过粉末X射线衍射(XRD)方法鉴定铜矾石化合物。下面表示目前已知的铜矾石化合物的JCPDS(Joint Committee On Power DiffractionStandards)卡片的编号和主要的4个晶格面间隔d(埃)。
    铜矾石化合物   JCPDS编号   晶格间隔[d(埃)]     化学式
    铜矾石(Chalcoalumite)   25-1430     8.50x、4.2594.188、7.902  CuAl4SO4(OH)12·3H2O
    铜矾石(Chalcoalumite)   8-142     8.92x、8.29x4.24x、4.369  CuAl4SO4(OH)12·3H2O
(Mbobomkulite)   35-696     8.55x、42747.872、4.552   (Ni，Cu)Al4[(NO3)2(SO4)(OH)]12·3H2O
    耐酸铝镍(Nickelalumite)   35-698     8.54x、4.2767.882、2.002     (Ni，Cu)Al4[(NO3)(SO4)(OH)]12·3H2O
本发明的合成铜矾石型化合物在Al(OH)3(三水铝矿)结构的基础上形成晶格结构，采用XRD方法在2θ(Cu Ka线)为62.4-62.6度附近检测出与该化合物的晶格面(300)[面间隔d(埃)＝1.486]相应的衍射线，这就是上述三水铝矿结构中的Al原子规则排列产生的衍射线。
本发明的合成铜矾石型化合物可以通过下面的方法制备。就是说可以通过将水溶性铝盐、锂盐和一种以上选自Zn、Cu、Ni和Mg的元素的pH在约4-7范围内的水溶性化合物在反应pH值约4-7、温度为10-50℃条件下与碱进行共沉淀反应，接着将得到的共沉淀物直接在上述反应的pH范围内和约80-170℃的温度，最好是约100-150℃的温度下进行约1-24小时的水热反应的方法，或者在与上述相同的条件下将共沉淀物过滤，用水洗涤，之后将固体在水中悬浮，在pH为约4-7、约80-170℃，最好是100-150℃的温度下进行1-24小时的水热反应的方法来制备。
更详细地说是在其中Li1+的量为以原子比Li1+/M2+低于5.0，最好是低于3.0，M2+的量以原子比M2+/Al3+为0.05-0.25，最好是0.10-0.22的含有一种以上的选自Zn2+、Cu2+、Ni2+和Mg2+的金属离子和Li1+和Al3+的各种金属离子的水溶液中，在反应pH为约4-7范围内、在约10-50℃的温度下搅拌的同时加入碱进行共沉淀反应，加入碱的量相对于一价、二价和三价金属离子的总量为0.85-1.1当量。可以通过将生成的沉淀物直接在上述反应的pH范围内、在约80-170℃，最好是100-150℃的温度下进行约1-24小时的水热反应的方法，或者在与上述相同的条件下过滤共沉淀物，用水洗涤，之后将固体在水中形成悬浮物，在上述范围内的pH下，在约80-170℃的温度下，最好是约100-150℃的温度下进行1-24小时的水热反应的方法制备。
而且，本发明的合成铜矾石型化合物最好通过将一种以上选自Zu。Cu、Ni和Mg的元素的pH值约4-7的范围内的水溶性化合物、Li和Al的硫酸盐、硝酸盐或者氯化物的水溶液和一种以上选自氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氧化镁、铝酸钠和氧化锌的化合物，以一定的比例混合的，使将pH约4-7的悬浮液在反应pH为约4-7，温度约为80-170℃条件下进行约1-24小时的水热反应制备。
另外，本发明的含有作为阴离子的SO4 2-的合成铜矾石型化合物可以将一部分阴离子SO4 2-与一种选自HPO4 2-、CO3 2-、SO3 2-、HPO3 2-、SiO3 2-、NO3 -、H2PO4 -和OH-的阴离子进行离子交换。还可以通过在反应时加入含有除了作为自的的SO4 2-之外的其他阴离子的盐的水溶液，插入一部分阴离子。
因此，含有除本发明的这种SO4 2-之外的其他阴离子的台成铜矾石型化合物可以通过制备上述通式(1)中的An-是SO4 2-的铜矾石型化合物，再将该化合物的一部分SO4 2-用一种选自HPO4 2-、CO3 2-、SiO3 2-、SO3 2-、HPO3 2-、NO3 -、H2PO4 -和OH-的阴离子取代换而制备。取代反应是在这些阴离子的盐或者碱金属氢氧化物等的水溶液中，在约为20-80℃的温度下加入通式(1)的(An-)是SO4 2-的铜矾石型化合物，搅拌几分钟-约1小时。在这种情况下，该阴离子的盐或者碱金属氢氧化物的用量为该阴离子的当量相对于式(1)的Al原子为0.25-1.0。
在本发明的合成铜矾石型化合物的制备方法中，对共沉淀反应时的温度没有特别的限制，但是温度为约10-50℃成本低，最好是在20-40℃温度下进行反应约10分钟-约2小时。
水热反应的温度低于约80℃，不能形成铜矾石的完整结构，高于约170℃，会生成不希望的一水软铝石凝胶和3Al2O3·4SO3·10-15H2O。
水热反应时间通常可以是1小时-约24小时，最好是约3小时-约12小时。
制备本发明的合成铜矾石型化合物时，共沉淀反应和水热反应需要在反应pH为约4-7时进行反应。反应pH低于约4时，共沉淀物的溶解性增加，同时收率减少，而反应pH高于约7时，由于生成了二价金属氢氧化物，一部分二价金属氢氧化物的阳离子会被三价阳离子取代，生成水滑石型层状复合氢氧化物和铝的氢氧化物的混合物。而且根据上面的描述，在锂离子和二价金属离子的原子比Li1+/M2+低于5.0，最好低于3.0，而且二价金属离子和铝离子的原子比M2+/Al3+是0.05-0.25，最好是0.10-0.22时进行反应时，生成结晶状的铜矾石型化合物。
提供Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Li1+和Al3+等各种金属离子的原料的例子是氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、氧化锌、氢氧化锌、醋酸锌那样，pH为约4-7范围的水溶性锌化合物、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜、氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、铝酸钠、氯化镁、硝酸镁、硫酸镁、醋酸镁，还可以是氧化镁、氢氧化镁等pH约4-7范围的水溶性镁化合物的例子。
用于沉淀一价、二价和三价金属离子的碱的例子可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氨气、氧化镁、氢氧化镁等，这些碱性化合物的用量相对于一价、二价和三价金属离子总量为0.85-1.1当量。
本发明的合成铜矾石型化合物作为塑料的添加剂使用时，具有良好的与树脂的相溶性和加工性，可以用至少一种选自高级脂肪酸类、阴离子表面活性剂、磷酸酯、硅烷、钛酸酯和铝系偶合剂和多元醇的脂肪酸酯的表面活性剂来处理粒子的表面。
具体地说，作为表面活性剂最好采用硬脂酸、油酸、芥子酸、棕榈酸、月桂酸等高级脂肪酸类和这些高级脂肪酸的碱金属盐、硬脂酰醇、油酰醇等高级醇的硫酸酯盐、聚乙二醇醚的硫酸酯盐、酰胺硫酸酯盐、醚键磺酸盐、酯键磺酸盐、氨基烷基烯丙基硫酸盐、烷氧基烷基烯丙基硫酸盐等阴离子系表面活性剂类、正磷酸和油醇、硬脂酰醇等一酯或者二酯或者二者的混合物，这些酸型的或者碱金属盐或者铵盐等的磷酸酯、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基-乙氧基)硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶合剂类、异丙基三异硬脂酰钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、异丙基三癸基苯磺酰基钛酸酯等钛酸酯系偶合剂类、乙酰烷氧基铝二丙烯酯等的铝系偶合剂类。
表面处理的方法是湿法和干法。湿法是往合成铜矾石型化合物的浆料中加入液态或者乳液状的上述表面活性剂，在搅拌下在约为100℃的温度下充分混合。而干法是往合成铜矾石型化合物的粉末中采用亨希尔混合器等混合机加入液态的或者乳液状或者固体表面活性剂，在加热或者不加热情况下充分混合。另外表面活性剂的用量相对于合成铜矾石型化合物的重量可以为0.1-约15重量％。
附图的简单说明
图1是实施例2的合成铜矾石型化合物的XRD测定图。
图2是表示由实施例2和对比例1的各种合成铜矾石型化合物和铜矾石化合物的酸性染料(萘酚黄-S)的吸附等温线(30℃，处理6小时)。
图3是表示由实施例3、实施例4和对比例1的各个合成铜矾石型化合物和合成铜矾石型化合物的HPO4 2-吸附等温线(30℃，处理1小时，试剂为Na2HPO4·12H2O)。
下面根据实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
将一级试剂硫酸锌(ZnSO4.7H2O)11.5克、特级试剂硫酸锂(Li2SO4.H2O)1.28克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液97毫升溶解在去离子水中，制成总量为700毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入氢氧化镁(市售品，含量为99.6％)17.6克。搅拌约30分钟后[得到的悬浮液的pH为5.80(28℃)]放入容量为0.98升的高压装置中，在120℃进行4小时的水热反应。冷却之后[悬浮液的pH为4.90(24.3℃)]过滤沉淀物，用水洗涤后用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。干燥物的收率为24.3克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
将生成物进行XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.55埃             6.11              1.486
    4.27               5.45              1.463
    4.19               5.11
    7.90               4.80
    6.72               3.06
    6.39               2.52
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.64Li0.34Al4.0(OH)11.48(SO4)0.89·2.7H2O
实施例2
将一级试剂硫酸锌(ZnSO4.7H2O)8.63克、特级试剂硫酸锂(Li2SO4.H2O)2.56克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液97毫升溶解在去离子水中，制成总量为700毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入氧化镁(市售品，含量为97％)12.47克，搅拌约90分钟。将反应悬浮液[pH为5.93(28.4℃)]过滤，用水洗涤之后用去离子水将固体配制成700毫升的悬浮液。将其放入容量为0.98升的高压装置中，在140℃进行4小时的水热反应。冷却之后[悬浮液的pH为5.72(28.1℃)]过滤沉淀物，用水洗涤后用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。干燥物的收率为21.7克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定(参照图1)，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.56埃             6.12                  1.486
    4.27               5.47                  1.463
    4.19               5.13
    7.92               4.81
    6.73               3.06
    6.42                  2.52
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.51Li0.41Al4.0(OH)12.0(SO4)0.72·1.5H2O
实施例3
将特级试剂硝酸锌(Zn(NO3)2.6H2O)8.92克、特级试剂硝酸锂(LiNO3)4.14克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液117毫升溶解在去离子水中，调制成总量为600毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中，用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入3.4N的一级试剂氢氧化钠溶液212毫升，搅拌约30分钟。将反应悬浮液[pH为6.39(32.3℃)]过滤，用水洗涤，之后用去离子水将共沉淀物配制成700毫升的悬浮液。将其放入容量为0.98升的高压装置中，在140℃进行4小时的水热反应。冷却之后[悬浮液的pH为5.97(27.7℃)]过滤沉淀物，用水洗涤后用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。干燥物的收率为26.9克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.54埃            6.10              1.486
    4.27              5.45              1.463
    4.19              5.10
    7.87              4.78
    6.71              3.06
    6.39              2.52
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.46Li0.72Al4.0(OH)12.08(SO4)0.76(CO3)0.02·1.5H2O
实施例4
将特级试剂氯化锌(ZnCl2)4.09克、特级试剂氯化锂(LiCl)3.82克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液146毫升溶解在去离子水中，调制成总量为600毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入3.4N的一级试剂氢氧化钠溶液265毫升，搅拌约30分钟。将反应悬浮液[pH为6.42(33.1℃)]过滤，用水洗涤，用去离子水将共沉淀物配制成700毫升悬浮液。将其放入容量为0.98升的高压装置中，在140℃进行4小时的水热反应。冷却之后[悬浮液的pH为5.75(28.7C)]过滤沉淀物，用水洗涤后用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。干燥物的收率为34.1克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.58埃            6.12               1.486
    4.28              5.46               1.463
    4.19              5.11
    7.93              4.80
    6.71              3.06
    6.40              2.52
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.34Li1.04Al4.0(OH)12.06(SO4)0.83·1.8H2O
实施例5
将特级试剂硫酸铜(CuSO4.5H2O)10.0克、特级试剂硫酸锂(Li2SO4.H2O)3.42克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液129毫升溶解在去离子水中，制成总量为600毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入3.4N的一级试剂氢氧化钠溶液235毫升，搅拌约30分钟。将反应悬浮液[pH为6.63(34.8℃)]过滤，用水洗涤，用去离子水将共沉淀物配制成700毫升悬浮液。将其放入容量为0.98升的高压装置中，在140℃进行4小时的水热反应。冷却之后[悬浮液的pH为5.30(26.5℃)]过滤沉淀物，用水洗涤，用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。干燥物的收率为29克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.53埃            6.07             1.486
    4.26              5.45             1.463
    4.19              5.10
    7.89              4.79
    6.71              3.05
    6.39                   2.51
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Cu0.56Li0.50Al4.0(OH)12.16(SO4)0.73·3.2H2O
实施例6
将特级试剂磷酸氢钠(Na2HPO4.12H2O)17.9克用去离子水溶解，制成总量为600毫升的溶液，之后放入1升的烧杯中，保持35℃的温度。用搅拌机搅拌，同时加入在实施例2中得到的合成铜矾石化合物21.7克，在35℃反应30分钟。过滤沉淀物，用水洗涤之后用丙酮洗涤，在75℃干燥15小时。干燥物的收率为20.4克。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.50埃            6.12             1.486
    4.26              5.46             1.463
    4.18              5.12
    7.90              4.79
    6.71              3.05
    6.39              2.51
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.54Li0.42Al4.1(OH)12.08(HPO4)0.49(SO4)0.19(CO3)0.02·1.1H2O
对比例1
将一级试剂氯化锌和硫酸铝用去离子水溶解，采用分别为0.16摩尔/升和0.32摩尔/升的混合溶液和适量的一级试剂的3.4N的碱性苏打水溶液。连续取出反应悬浮液，往反应槽(容量约为1升)中加入500毫升去离子水搅拌，同时采用定量泵同时加入氯化锌和硫酸铝的混合溶液和碱性苏打溶液，适当地继续进行反应。将反应悬浮液的pH保持在6.0±0.2(溶液温度为32℃)。过滤700毫升悬浮液，用水洗涤，之后用去离子水将共沉淀物配制成总量为700毫升的悬浮液。将其放入容量为0.98升的高压装置中，在140℃进行4小时的熟化。冷却之后过滤沉淀物，用水洗涤，用丙酮洗涤，之后在75℃干燥15小时。粉碎干燥物，用100目的筛过筛。
根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.93Al4.0(OH)11.98(SO4)0.94·3.1H2O
实施例7
将一级试剂硫酸锌(ZnSO4.7H2O)8.63克、特级试剂硫酸锂(Li2SO4.H2O)2.56克和浓度为1.03摩尔/升的硫酸铝水溶液97毫升溶解在去离子水中，制成总量为700毫升的溶液。将其放入1升的烧杯中用高速搅拌机激烈搅拌，同时在室温下加入3.4N一级试剂氢氧化钠溶液i77毫升，搅拌约30分钟。悬浮液的pH为6.71(32.4℃)]。过滤，用水洗之后用去离子水将固体配制成700毫升悬浮液。将其放入高压装置中，在140℃进行4小时的水热反应。冷却之后悬浮液的pH为6.12(25℃)。过滤，用水洗涤之后，依次用浓度为0.05摩尔/升的碳酸钠水溶液800毫升洗涤，再用水洗涤。接着在1升的容器中加入洗涤过的固体和去离子水600毫升，用搅拌机使其悬浮，在80℃加热。在200毫升的烧杯中加入1.2克硬脂酸钠(纯度为86％)和150毫升去离子水，在约80℃加热，将溶解的溶液在搅拌情况下加入到悬浮液中，在80℃保持30分钟。过滤，用水洗涤后在75℃干燥24小时，粉碎干燥物之后，用100目的金属网过筛。干燥物的收率为20克。根据对生成物的XRD测定，通过化学分析确定铜矾石型化合物。
根据XRD测定主要的d(埃)值
    8.48埃            6.37            3.05
    4.26              6.10            2.51
    4.19              5.43            1.481
    7.85              5.10            1.460
    6.70              4.78
根据化学分析得到的化学式如下所示：
Zn0.56Li0.41Al4(OH)12.49(SO4)0.33(CO3)0.19·1.5H2O
本发明提供了新型的合成铜矾石型化合物，这些化合物根据其结构、组成、物理特性能够在许多领域内用作酸性物质的吸附剂、阴离子交换体、农用薄膜的紫外线吸收剂、除臭剂、喷墨记录介质等多种用途。

Claims (6)

1.一种合成的铜矾石型化合物，用化学式1表示：
M2+ a-x/2Lix 1+Al4 3+(OH)b(An-)c·mH2O           (1)
式中M2+表示Zn2+、、Cu2+、Ni2+和Mg2+的二价金属离子中的至少一种
a表示0.6＜a＜12
x表示0＜x≤1.04
b表示11＜b＜13
An-表示一种以上选自SO4 2-、HPO4 2-、CO3 2-、SiO3 2-、SO3 2-、HPO3 2-、H2PO4 -、NO3 -、OH-的离子
c表示0.5＜c＜1.2
m表示1-4的数。
2.权利要求1记载的合成铜矾石型化合物，其中合成铜矾石型化合物的粒子表面用至少一种选自高级脂肪酸类、阴离子表面活性剂、磷酸酯、硅烷、钛酸酯和铝系偶合剂的表面活性剂处理。
3.权利要求1记载的合成铜矾石型化合物的制备方法，它是由水溶性铝盐、锂盐和一种以上的选自Zn、Cu、Ni和Mg的元素的pH在约4-7范围内的水溶性化合物在pH为约4-7、温度为约10-50℃的条件下与碱进行共沉淀反应，接着使共沉淀物在上述反应的pH范围内和约80-170℃的温度下水热反应生成。
4.权利要求3记载的合成铜矾石的制备方法，它是通过往含有一种以上选自Zn2+、Cu2+、Ni2+和Mg2+的金属离子和Li1+和Al3+的各个金属离子的水溶液，该水溶液中含有Li1+的量为原子比Li1+/M2+为5.0以下，M2+的量为原子比M2+/Al3+为0.05-0.25，在搅拌、温度约为10-50℃条件下加入反应pH在约4-7范围内的相对于一价、二价和三价金属离子的总量为0.85-1.1当量的碱，将生成的共沉淀物在上述pH范围内、在约80-170℃温度下进行约1-24小时的水热反应，或者在与上述相同的条件下将共沉淀物过滤，用水洗涤，之后将固体在水中形成悬浮物，在上述范围内的pH下、约80-170℃的温度下进行1-24小时的水热反应制备合成铜矾石的方法。
5.权利要求1记载的合成铜矾石型化合物的制备方法，它是通过将一种以上的选自Zn、Cu、Ni和Mg的元素的pH在约4-7范围内的水溶性化合物、Li和Al的硫酸盐、硝酸盐或氯化物的水溶液和一种以上选自氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氧化镁、铝酸钠和氧化锌的化合物铵一定比例混合，将形成的pH为约4-7的悬浮液在反应pH为约4-7、温度为80-170℃条件下进行约1-24小时的水热反应制备合成铜矾石的方法。
6.权利要求1记载的合成铜矾石型化合物的制备方法，它是通过制备权利要求1中化学式(1)中的An-是SO4 2-的铜矾石型化合物，接着将该化合物中的一部分SO4 2-用一种选自HPO4 2-、CO3 2-、SiO3 2-、SO3 2-、HPO3 2-、NO3 -、H2PO4 -和OH-的阴离子取代制备合成铜矾石的方法。
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