CZ294411B6 - Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby - Google Patents

Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ294411B6
CZ294411B6 CZ1997648A CZ64897A CZ294411B6 CZ 294411 B6 CZ294411 B6 CZ 294411B6 CZ 1997648 A CZ1997648 A CZ 1997648A CZ 64897 A CZ64897 A CZ 64897A CZ 294411 B6 CZ294411 B6 CZ 294411B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
chalcoalumite
compound
water
reaction
compounds
Prior art date
Application number
CZ1997648A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ64897A3 (en
Inventor
Akira Okada
Kanako Shimizu
Kazushige Oda
Original Assignee
Kyowa Chemical Industry Co., Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd filed Critical Kyowa Chemical Industry Co., Ltd
Publication of CZ64897A3 publication Critical patent/CZ64897A3/cs
Publication of CZ294411B6 publication Critical patent/CZ294411B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/181—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00—Compounds of copper
    • C01G3/006—Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/006—Compounds containing, besides zinc, two ore more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/74—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by peak-intensities or a ratio thereof only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
    • C01P2004/52—Particles with a specific particle size distribution highly monodisperse size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Syntetická sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, představovaná vzorcem I, kde M.sup.2+.n. znamená nejméně jeden z prvků Cu, Ni, Co a Mg, a znamená 0,3 < a < 2,0, x znamená 0 .<=. x < 1,0, s podmínkou že x < a, b znamená 10 < b < 14, A.sup.n-.n. znamená jeden nebo dva anionty vybrané z následujících SO.sub.4.n..sup.2-.n., HPO.sub.4.n..sup.2-.n., CO.sub.3.n..sup.2-.n., CrO.sub.4.n..sup.2-.n., SiO.sub.3.n..sup.2-.n., SO.sub.3.n..sup.2-.n., NO.sub.3.n..sup.-.n., OH.sup.-.n. a Cl.sup.-.n. c znamená 0,4 < c < 2,0, a m znamená celé číslo od 1 do 4; a způsob její výroby.ŕ

Description

Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby
Oblast techniky
Tento vynález se týká nových sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu a způsobu jejich výroby, tj. sloučenin používaných jako neutrálizátorů a inaktivátorů kyselých látek, zbývajících v plastických hmotách a kaučucích, jako infračervených absorbátorů pro zemědělství, jako antibakteriálních činidel, deodorantů, tepelných stabilizátorů PVC, jako činidel pro odstraňování fosfátových a chromátových iontů, obsažených v průmyslových odpadních vodách, a také pro záznamová média, používající tiskařské barvy.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že v případě v minerálu chalkoalumitu se vyskytuje následující sloučeniny (viz tabulku JCPDS - Spojené komise pro standardy pro práškovou difrakční metodu):
Chalkoalumit: CuA14SO4(OH)i2.3H2O
Mbobomkulit: (Ni, Cu)A14[(NO3)2(SO4)](OH)i2.3H2O
Niklalumit: (Ni, Cu)A14[(SO4)(NO3)](OH)12.3H2O
Problémy řešené vynálezem
Byly zkoumány fyzikálně chemické vlastnosti výše uvedených sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu, a byly zjištěny některé jejich zajímavé vlastnosti. Sloučenina chalkoalumit má totiž takovou krystalovou strukturu, že dvojmocný kationt částečně zaujme prázdné místo (vakanci) v hydroxidu hlinitém, který má vrstevnatou strukturu (Al(OH)3:gibbsit); mezi vrstvami [M2+A14(OH)i2]2+ s pozitivním elektrickým nábojem jsou obsaženy sulfátové ionty a molekuly vody; ze skutečnosti, že na pevném povrchu se adsorbuje anionické barvivo (jak ukazuje obr. 2), lze dokázat, že povrch má pozitivní elektrický náboj.
V přírodních minerálech byly nalezeny Cu a Ni jako dvojmocné kovové prvky, tvořící chalkoalumitovou strukturu, zatímco v syntetických sloučeninách, majících strukturu chalkoalumitu podle vynálezu dvojmocnými kovovými prvky jsou buď zinek sám, nebo spolu s Cu, ni, Co nebo Mg.
Bylo tudíž prokázáno, že Zn, Cu, Ni, Co a Mg jako dvojmocné kovové prvky mohou tvořit chalkoalumitovou struktur, a že ji může tvořit samotný zinek nebo měď, nebo že se tyto dva prvky mohou vzájemně nahradit. Může také existovat sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, v níž je Zn a/nebo Cu jako hlavní kov, jehož část je nahrazena niklem, kobaltem a/nebo hořčíkem.
Mimoto ve sloučenině o vzorci I (viz dále), znázorňujícím syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, část aniontů (An‘) má iontovýměnnou schopnost, takže anionty SO42' a NO3 mohou být nahrazeny jinými, blížícími se jim tvarem a velikostí. Z aniontů vhodných k náhradě se lze zmínit o aniontech (HPO4 2‘, CrO42 ) tvořících tetraderickou (čtyřstěnovou) strukturu, a aniontech (CO32', NO3-) tvořících rovinnou trojúhelníkovou koordinaci a o aniontech (SO32 ), tvořících rovnostěnně trigonálně pyramidální strukturu.
Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, ve složení daném vzorcem
I (viz dále), v nichž aniontem (A') je SO4 2', NO3‘ nebo ď či podobně, projevují velkou rozpustnost, a tuto rozpustnost je možno ve vodných systémech kontrolovat (upravovat) náhradou těchto aniontů jinými anionty, jako jsou např. CO3 2', SO3 2’ a OH'.
Přírodní sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, obsahující Cu a/nebo Ni jako dvojmocný kovový prvek, vykazují barvu specifickou podle daného prvku, a tudíž mají nízkou užitnou hodnotu, mohou však být používány např. jako antibakteriální činidla, deodoranty nebo zhášedla (retandanty hoření) plastických hmot.
Na druhé straně syntetické sloučeniny chalkoalumitu podle vynálezu, obsahují zinek samotný nebo hlavně zinek jako dvojmocný kovový prvek, nebylo dosud vůbec známé, a protože jsou bezbarvé s nízkou toxicitou a poměrně nenákladné, mají vysokou užitnou hodnotu a nacházejí nejrůznější použití, jako např. absorbátory infračerveného záření pro zemědělské filmy, tepelné stabilizátory PVC, záznamová média pro tryskové tiskárny (zvyšování stálosti vodorozpustných anionických barviv), neutrálizátory a inaktivátory kyselých látek, zbývajících v plastických hmotách a kaučucích, a dále k odstraňování fosfátových a chromátových iontů z průmyslových odpadních vod, a jako podklad k nanášení barviv a antibakteriálních látek.
Tudíž bezbarvé syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, které obsahují samotný zinek nebo převážně Zn jako dvojmocný kovový prvek, mohou být použity v širším měřítku v porovnání s obvyklými přírodními sloučeninami, majícími strukturu chalkoalumitu.
Vlastnosti syntetických sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, v nichž část nebo všechen dvojmocný kovový prvek, tvořící chalkoalumitovou strukturuje nahražen zinkem (ve srovnání s chalkoalumitovými sloučeninami typu CuAl4- nebo (Cu,Ni)Al4 - existující v přírodě) lze popsat následovně:
(i) jejich barva je bledší než u přírodních sloučenin, nebo bílá (bezbarvý systém).
(ii) Co, Ni a Cu jsou prvky s vysokým katalytickým účinkem, které silně působí na urychlení rozkladu nebo porušení organických sloučenin nebo polymerů, které s nimi přijdou do styku. Náhrada zinkem tudíž skýtá stabilnější a bezpečnější sloučeniny, které mohou být použity pro různé plastické hmoty.
(iii) Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu (typu Zn, Al4) podle vynálezu, jsou stabilními sloučeninami. Zejména chalkoalumitové sloučeniny, obsahující jako komponentu Cu nebo Cu a Ni, vyskytující se také v přírodních minerálech, jsou nestabilní, a potvrdilo se např. to, že při působení ionexu - vodného roztoku uhličitanu sodného se jejich krystalová struktura poruší (viz referenční příklad 1).
Podstata vynálezu
Prvním cílem (předmětem) tohoto vynálezu je tudíž vytvořit novou syntetickou sloučeninu, mající strukturu chalkoalumitu v bezbarvém systému, obsahující jako dvojmocný kovový prvek samotný zinek nebo převážně zinek.
Druhým cílem tohoto vynálezu je vytvořit nové syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu bezbarvého systému, obsahující zinek samotná nebo převážně zinek jako dvojmocný kovový prvek, které by měly na pevném povrchu pozitivní náboj a vykazovaly specifickou anexovou aktivitu.
Třetím cílem tohoto vynálezu je vytvořit nové syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu bezbarvého systému, obsahující zinek samotný nebo převážně zinek jako dvojmocný kovový prvek, jejichž rozpustnost ve vodě je řízena.
-2CZ 294411 B6
Čtvrtým cílem tohoto vynálezu je vytvořit syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu stabilnější a bezpečnější než chalkoalumitové sloučeniny, vyskytující se v přírodě.
Pátým cílem tohoto vynálezu je vypracovat výhodný postup přípravy výše uvedených nových syntetických sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu.
Ještě další cíle (předměty) tohoto vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu.
Bylo zjištěno, že výše uvedené cíle tohoto vynálezu splňuje syntetická sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu obecného vzorce I (Zna_x 2+Mx2+)Al43+(OH)b(A n-)c. mH20 (I ), kde M2+ znamená nejméně jeden z prvků Cu, Ni, Co a Mg, a znamená 0,3 < a < 2,0 x znamená 0 < x < 1,0, s podmínkou že x < a, b znamená 10 < b < 14,
A- znamená jeden nebo dva anionty, vybrané z následujících
SO4 2‘, HPO42’, CO32 , CrO42’, SiO32', SO32’, NO3~, OH“ a Cl“ c znamená 0,4 < c 2,0, a m znamená celé číslo od 1 do 4.
Způsob výroby syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu výše uvedeného vzorce I, spočívá v provedení společné srážecí reakce při reakčním pH 4 až 7 a teplotě 10 až 50 °C se solí hliníku rozpustnou ve vodě, se sloučeninou zinku rozpustnou ve vodě v rozmezí pH 4 až 7, a je-li třeba, také se sloučeninou jednoho nebo více prvků z řady Ni, Cu, Co a Mg rozpustnou ve vodě při pH 4 až 7, a potom v podrobení srážecí hydrotermické reakci ve výše uvedeném rozmezí pH a teplotě 80 až 170 °C, nebo postup výroby syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu o výše uvedeného vzorce I, spočívá v přípravě sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu o výše uvedeného vzorce i, v níž An‘ je SO42-, a potom se část SO42' nahradí aniontem, zvoleným z řady hpo42; co32’, Cro42; sío32; so32; no3; oh, cr.
Podrobný popis vynálezu
Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, jsou v dalším popsány podrobněji.
Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, ve složení podle výše uvedeného vzorce I lze identifikovat analýzou chemického složení a práškovou difrakční rentgenografií (XRD). Na základě tabulky JCPDS (Spojené komise pro standardy pro práškovou difrakci) jsou v následující tabulce uvedeny čtyři hlavní mřížkové parametry (1 ď° m)
-3CZ 294411 B6
Tabulka 1
Sloučenina chalkalumitu Číslo dle JCPSDS Mřížkový parametr 10'l0m Chemický vzorec
Chalkoalumit 25-1430 8,50x 4,259 4,183 7,902 CuAl4SO4 (OH)12.3H2O
Chalkoalumit 8-142 8,92x 8,29x 4,24x4,369 CuA14SO4 (OH)12.3H2O
Mbobomkulit 35-696 8,55x4,274 7,872 4,552 (Ni, Cu) Al4 [(NO3)2 (SO4)] (OH)12.3H2O
Niklalumit 35-698 8,54x4,276 7,882 2,002 (Ni, Cu)A14[(NO3)(SO4)] (OH)12. 3H2O
V každé syntetické sloučenině, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, se vytvořila super mřížka, založená na struktuře A1(OH)3 (gibbsitu), a difrakční čára, odpovídající mřížkové rovině (300), byla metodou XRD detekována při 20 (čáru Cu Ka)=62,4 až 62,6°, což je difrakční čára, založená na pravidelné konfiguraci atomů Al výše zmíněné struktury gibbsitu.
Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, lze vyrobit následujícím postupem: ve vodě rozpustnou sůl hliníku a sloučeninu zinku, rozpustnou ve vodě v rozmezí pH 4 až 7, a je-li třeba i sloučeninu jednoho nebo více prvků, zvolených z řady Ni, Cu, Co a Mg, rovněž rozpustnou ve vodě v rozmezí pH 4 až 7, podrobíme při reakčním pH 4 až 7 společné srážecí reakci při teplotě 10 až 50 °C, s výhodou 20 až 40 °C, a potom výsledná sraženina při výše uvedeném rozmezí reakčního pH se podrobí hydrotermické reakci při teplotě 80 až 170 °C, s výhodo 100 až 150 °C.
Jako sloučeniny Zn, Ni, Cu, Co a Mg rozpustné ve vodě v rozmezí pH 4 až 7 a ve vodě rozpustné soli hliníku, používané pro výrobu syntetických sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, lze uvést např. sloučeniny zinku, rozpustné ve vodě při reakčním pH 4 až 7, jako je chlorid zinečnatý, dusičnan zinečnatý, síran zinečnatý, Zn-acetát a oxid zinečnatý;
sloučeniny niklu, jako je chlorid nikelnatý, síran nikelnatý, dusičnan nikelnatý a octan nikelnatý; sloučeniny mědí, jako je chlorid měďnatý, dusičnan měďnatý, síran měďnatý a octan měďnatý; sloučeniny kobaltu, jako je chlorid, dusičnan a síran kobaltnatý;
sloučeniny hořčíku, rozpustné ve vodě v rozmezí pH 4 až 7, jako je chlorid, dusičnan, síran a octan hořečnatý, a dále oxid hořečnatý a hydroxid hořečnatý;
sloučeniny hliníku, jako je chlorid hlinitý, dusičnan hlinitý, síran hlinitý a hlinitan sodný, atd.
Z alkalických sloučenin, používaných k úpravě reakčního pH na rozmezí 4 až 7, lze příkladně uvést hydroxid sodný, hydroxid draselný, uhličitan sodný a draselný, čpavkovou vodu, plynný amoniak, oxid hořečnatý, hydroxid hořečnatý, zásaditý uhličitan hořečnatý, hydroxid vápenatý, atd., a těchto alkalických sloučenin se obvykle používá v množství 0,97 až 1,1 ekvivalentů, počítáno na celkové množství dvojmocných kovových iontů a hliníkového iontu.
Při výrobě syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, je nutno reakci provést při reakčním pH v rozmezí 4 až 7. Ciní-li reakční pH 4 nebo méně, vytvoří se hydroxid(y) dvojmocného kovu(ů), což způsobí vznik směsné vrstvy (hydrotalcitového typu) komplexního hydroxidu(ů), v němž (v nichž část kationtu(ů) hydroxidu(ů) dvojmocného kovu(ů) je nahrazena trojmocným kationtem(ty), tedy hydroxidem hlinitým.
Provede-li se reakce v atomovém poměru dvojmocného kovového iontu(ů)/tj. (Zna_x 2+Mx 2+) ze vzorce I / k iontu Al3+, tedy (Zna_x2+Mx2+)/Al3+ rovném 0,75 až 0,50, vytvoří se krystalická sloučenina chalkoalumitu. Když se dále reakce provede ještě lépe, tedy v uvedeném atomovém
-4CZ 294411 B6 poměru v rozmezí 0,15 až 0,37, vytvoří se chalkoalumitová sloučenina s velmi dobrým růstem krystalů. Výhodný atomový poměr mezi Zn2+ a M2+ (Cu, Ni, Co, Mg), je 0 < M2+/Zn2+ < 0,5.
Při výrobě syntetických sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, není teplota srážecí reakce nijak zvlášť omezena, avšak je hospodárné provést tuto reakci při teplotách v rozmezí 10 až 50 °C po dobu 10 minut až 2 hodiny, a je výhodné provést reakci při 20 až 40 °C.
Při hydrotermické reakci a při reakční teplotě 80 °C a nižší vytvoří nedostatečná chalkoalumitová struktura, a při teplotě 170 °C a vyšší se nežádoucně vytvoří boehmit a 3AI2O3.4S03.IO až 15 H2O. Správná reakční doba je 1 až 24 hod, s výhodou 3 až 12 hod.
A dále, vyrobíme-li nejprve chalkoalumitovou sloučeninu o vzorci I, v níž aniontem (An ) je SO42“, a potom část SO42· nahradíme aniontem, zvoleným z řady HPO42’, CO32·, CrO42', SiO35 , SO3 2‘, NO3', OH“ a Cl“, pak snadno získáme sloučeninu, mající strukturu chalkoalumitu, obsahující uvedený aniont.
Substituční reakce se provede přidáním sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, o vzorci I, v níž aniontem (An ) je SO4 2' k vodnému roztoku soli takového aniontů nebo hydroxidu alkalického kovu při teplotě 20 až 80 °C a mícháním směsi po dobu několika minut až 1 hod. V takovém případě soli tohoto aniontů nebo hydroxidu alkalického kovu se použije v takovém množství, aby ekvivalentní podíl aniontů k atomům Al ze vzorce i činil 0,5 až 1,0.
Syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, je možno podle vynálezu výhodně vyrobit následujícím postupem. Takovou sloučeninu vyrobíme totiž reakcí spolusrážení vodného roztoku síranu(ů), dusičnanu(ů), nebo chlorid(ů) jednoho nebo více prvků, zvolených z řady Zn, Ni, Cu, Co, Mg a Al, s jednou nebo více sloučeninami, zvolenými z řady amoniak, hydroxid sodný, hydroxid draselný, hydroxid hořečnatý, oxid hořečnatý, hlinitan sodný a oxid zinečnatý při reakčním pH 4 až 7 a teplotě 10 až 50 °C, a potom podrobíme výsledný koprecipitát hydrotermické reakci při výše uvedeném reakčním pH a teplotě 80 až 170°C, s výhodou 100 až 150 °C.
Použije-li se syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, jako aditiva pro plastické hmoty, je možno pro zlepšení její kompatibility a zpracovatelnosti podrobit ji povrchové úpravě nejméně jedním povrchově aktivním činidlem ze skupiny vyšších mastných kyselin, anionických povrchových činidel a esterů mastných kyselin a polyhydrických alkoholů.
Jako výhodná povrchová činidla lze specificky uvést vyšší mastné kyseliny, jako je kyselina stearová, olejová, eruková, palmitová a laurová a soli alkalických kovů a těchto vyšších mastných kyselin; dále sulfáty vyšších alkoholů, jako je stearylalkohol a oleylalkohol; anionické povrchově aktivní látky, jako jsou soli sulfátových esterů, amidicky vázané soli sulfátových esterů, étericky vázané sulfonátové soli, esterově vázané sulfonátové soli, amidicky vázané alkylarylsulfonátové a étericky vázané alkylarylsulfonáty; mono- nebo diestery mezi kyselinou ortofosforečnou a oleylalkoholem, stearylalkoholem a podobně, nebo směsi těchto esterů nebo solí alkalických kovů nebo jejich amino-solí; silanová vázací činidla, jako je vinyletoxysilan, vinyltris(2metoxy-etoxy)silan γ-aminopropyl-trimetoxysilan; titanátová vázací činidla, jako je izopropyltrizostearoyltitanát, izopropyl- tris (dioktyl-pyrofosfáto) titanát a izopropyl- tridecyl- benzensulfonyl-titanát; hliníková vázací činidla, jako je acetoalkoxyaluminium-diizopropylát; atd. Co se týče metod povrchové úpravy, máme metodu mokrou a suchou. Při mokré metodě se k břečce syntetické chalkoalumitové sloučeniny přidá povrchově aktivní činidlo v kapalném nebo emulzním stavu a směs se dostatečně promísí za stálého míchání při teplotě až do 100 °C. Při suché metodě se do míchačky, jako je Henschelův mixér, vloží prášek syntetické chalkoalumitové sloučeniny a přidá se povrchově aktivní látka v kapalném, emulzním nebo pevném stavu, a směs se dostatečně promísí za případného ohřátí. Povrchově aktivní činidlo se s výhodou použije v množství 0,1 až 15 % hmotnosti syntetické sloučeniny chalkoalumitu.
-5CZ 294411 B6
Účinky vynálezu
Tento vynález poskytuje takové nové syntetické sloučeniny chalkoalumitu v bezbarvém systému, jejichž pevný povrch má pozitivní náboj a specifickou schopnost výměny aniontů, a jejichž rozpustnost lze řídit, a tyto syntetické sloučeniny chalkoalumitu jsou zlepšeny a mají větší užitnou hodnotu než dosud známé přírodní sloučeniny chalkoalumitu, takže lze očekávat jejich využití vrůzných oborech.
Přehled obrázků na výkrese
Obr. 1 je rentgenogram (XRD) syntetické sloučeniny chalkoalumitu z příkladu 5.
Obr. 2 znázorňuje adsorpční izotermy přímého barviva (chlorazolová čerň LF, C35H27N9Na2O7S2) na syntetické chalkoalumitové sloučenině z příkladu 4, příkladu 5, referenčního příkladu 1 a KW-1100 (hydrotalcit schopný výměny aniontů, Mg4 5A12(OH)13CO3.3,5H2O - produkt prodávaný firmou Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) (podmínky adsorpce: působení při 30 °C po dobu 6 hodin).
Obr. 3 znázorňuje rentgenogram (XRD) produktu, získaného zpracováním chalkoalumitové sloučeniny z referenčního příkladu 1 stejným způsobem jako v příkladu 5.
Příklady provedení vynálezu
Vynález je dále popsán n a základě příkladů.
Příklad 1
600 ml vodného roztoku 0,161 mol/1 síranu hlinitého. 1. jakosti bylo vloženo do kádinky obsahu 1 litr a za silného míchání roztoku v homogenizačním mixéru při teplotě místnosti bylo přidáno 4,73 g oxidu zinečnatého (běžný na trhu). Směs byla míchána po dobu 30 minut a pH výsledné suspenze sraženiny činilo 6,67 (při 27,1 °C). Suspenze pak byla přenesena do autoklávu objemu 0,98 litrů a podrobena hydrotermické reakci při 120 °C po dobu 4 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činila 6,17 (13,7 °C). Potom byla suspenze zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl koláč rozemlet a proset na sítu 100 mesh (ok).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (lff10 m) byly:
8,53
4,26
4,18
7,92
6,73
6,40
6,12
5,45
5,12
4,80
3,06
2,52
1,486
1,463
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zni 02A14(OH) 12,4(804)0,82 . 3,5 H2O
-6CZ 294411 B6
Příklad 2
Rozpustíme 20 g sek. fosforečnanu sodného (hydrofosfátu dvojsodného) 1. jakost (Na2HPO4.12H2O) a deionizované vodě, celkový objem doplní mu na 600 ml, roztok přelijeme do kádinky obsahu 1 litr a udržujeme při teplotě 35 °C. Za stálého míchání v homogenizátoru přidáváme 23 g syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, získané v příkladu 1, a směs necháme reagovat při 35 °C po dobu 30 minut. Reakční směs se přefiltruje za sníženého tlaku a filtrační koláč se promyje vodou a potom acetonem a suší při 75 °C po dobu 15 hodin. Vysušený koláč se rozemele a proseje sítem 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (lff10 m) byly:
8,51 6,13 1,486
4,26 5,46 1,463
4,18 5,12
7,91 4,80
6,72 3,06
6,40 2,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zn0 88AI4(OH)12 24(C04)(HP04)o,28.2,6 H2O
Příklad 3
11,3 g chromanu draselného (K2CrO4). 1. jakosti bylo rozpuštěno v deionizované vodě, celkový objem byl doplněn na 600 ml a roztok přenesen do kádinky obsahu 1 litr a udržován na teplotě 35 °C. Za stálého míchání roztoku v homogenizátoru bylo přidáno 23 g syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, získané v příkladu 1, a směs byla podrobena reakci při 35 °C po dobu 30 minut. Reakční směs byla zfíltrována za sníženého tlaku, filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Potom byl rozemlet a proséván sítem 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (1040 m) byly:
8,54 6,14 1,486
4,27 5,46 1,463
4,19 5,13
7,92 4,80
6,74 3,06
6,40 2,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zn094Al4(OH))2,i2(S04)o,66(Cr04)0,2o(C03)o,o2.2,2H2O
Příklad 4
14,4 g síranu zinečnatého (ZnSO4.7H2O) 1. jakosti a 34,2 g síranu hlinitého A12(SO4)3 1. jakosti bylo rozpuštěno v deionizované vodě, a po doplnění celého objemu na 500 ml byl roztok přenesen do kádinky objemu 1 litr. Ze silného míchání roztoku na homogenizátoru bylo při teplotě místnosti přidáno 177 ml 3,4N roztoku NaOH 1. jakosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činila 6,54 (28 °C). Suspenze byla potom přenesena do autoklávového přístroje obsahu 0,98 litrů a podrobena hydrotermické reakci při 130 °C po dobu 4 hodin. pH suspenze po vychlazení byl 4,49 (25,3 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku, filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Vysušený koláč byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (1CT10 m) byly:
8,56 6,14 1,486
4,27 5,47 1,463
4,19 5,43
7,92 4,81
6,73 3,06
6,40 2,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zn0,88Al4(OH)12(SO4)0,88.3,1 H2O
Příklad 5
5,3 g uhličitanu sodného (Na2CO3) 1. jakosti bylo rozpuštěno v deionizované vodě a po doplnění na celkový objem 600 ml byl roztok přenesen do kádinky obsahu 1 litr a udržován při teplotě 35 °C. Za stálého míchání na homogenizátoru bylo přidáno 22,6 g syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, získané v příkladu 6, a směs byla podrobena reakcí při 35 °C po dobu 30 minut. Reakční směs byla zfiltrována za sníženého tlaku, filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Vysušený koláč byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh). Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (SRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu. Výsledky XRD-měření jsou znázorněny na obr. 1.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (1O10 m):
8,53 6,13 1,486
4,26 5,46 1,463
4,18 5,12
7,91 4,79
6,72 3,06
6,40 2,52
Chemický vzorec stanovil chemickou analýzou je následující:
Zno,82Al4(OH)i2,68(S04)o,32(C03)o i6. 1,8H2O
-8CZ 294411 B6
Příklad 6
V deionizované vodě bylo rozpuštěno 3,75 g síranu měďnatého (CuSO4.5H2O) 1. jakosti, 10,1 g síranu zinečnatého (ZnSO4.7H2O) 1. jakosti a 34,2 g síranu hlinitého A12(SO4) 1. jakosti, celkový objem byl doplněn na 500 ml a roztok byl přenesen do kádinky obsahu 1 litr, ze silného míchání roztoku na homogenizátoru bylo přidáno 177 ml 3,4N roztoku NaOH 1. jakosti při teplotě místnosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činila 6,43 (26 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 130 °C po dobu 6 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činidla 4,51 (27,4 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difřakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů 1 (Γ10 m byly:
8,56
4,27
4,19
7,96
6,74
6,43
6,13
5,48
5,15
4,80
3,06
2,52
1,486
1,463
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
(Zno,68Cuoi3o)Al4(OH)i244(S04)o,72(C03)o.o4 3,2H2O
Příklad 7
V deionizované vodě bylo rozpuštěno 9,2 g síranu zinečnatého (ZnSO4.7 H2O), 6,7 g chloridu nikelnatého (NiCl2.6H2O) 1. jakosti a 34,2 g síranu hlinitého (A12(SO4)3) 1. jakosti, celkový objem byl doplněn na 500 ml a roztok byl přenesen do kádinky obsahu 1 litr. Ze silného míchání roztoku na homogenizátoru bylo přidáváno 182 ml 3,4N roztoku NaOH 1. jakosti při teplotě místnost a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činila
6.57 (26,5 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 130 °C po dobu 12 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činila 4,10 (25,7 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difřakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (1ΟΓ10 m) byly:
8.58 6,141,486
4,28 5,471,463
4,195,11
7,944,82
6,713,06
6,382,52
-9CZ 294411 B6
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
(Zno)62NÍo,52)A14(OH)]2,36(S04)o,96 2,9H2O
Příklad 8
V deionizované vodě bylo rozpuštěno 10,1 g síranu zinečnatého (ZnSCV 7 H2O) 1. jakosti, 3,6 g chloridu kobaltnatého (CoCl2. 6H2) 1. jakosti a 34,2 g síranu hlinitého (A12(SO4)3 1. jakosti, celkový objem byl doplněn na 500 ml a roztok byl přenesen do kádinky obsahu 1 litr. Ze silného míchání roztoku na homogenizátoru bylo přidáváno 177 ml 3,4N roztoku NaOH 1. jakosti při teplotě místnosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činidla 6,69 (27,3 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 130 °C po dobu 4 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činidla 4,47 (30 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh). Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (1CT10 m) byly:
8,55 6,14 1,486
4,27 5,47 1,463
4,19 5,13
7,92 4,80
6,73 3,06
6,41 2,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
(Zno,68Co0,28)Al4(OH)i2,2(S04)0,86 · 2,8H2O
Příklad 5
Do kádinky obsahu 1 litr bylo vloženo 700 ml vodného roztoku síranu hlinitého 1. jakosti o koncentraci 0,166 mol/1. Za usilovného míchání na homogenizátoru bylo při teplotě místnosti přidáno 4,73 g oxidu zinečnatého běžné jakosti a 18 g hydroxidu hořečnatého běžné jakosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činidla 6,98 (28,8 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 120 °C po dobu 6 hodin. Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (ÍO-10 m) byly:
8,50 6,13 1,486
4,26 5,47 1,463
4,18 5,14
7,92 4,79
6,74 3,06
6,38 2,52
-10CZ 294411 B6
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
(ZnMgo>02)A14(OH)12igg(S04)o,58 · 2,1H2O
Příklad 10
Do kádinky obsahu 1 litr bylo vloženo 600 ml vodného roztoku síranu hlinitého 1. jakosti o koncentraci 0,20 mol/1. Za usilovného míchání na homogenizátoru bylo při teplotě místnosti přidáno 24,41 g oxidu zinečnatého běžné (tržní) jakosti při teplotě místnosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činidla 6,03 (25,1 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 120 °C po dobu 4 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činidla 4,23 (25,4 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh). Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (10’10 m) byly:
8,56 6,111,486
4,27 5,481,463
4,185,12
7,954,78
6,713,06
6,402,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zno,34A14(OH)10,56(S04)i,o6 · 3,6H2O
Příklad 11
Do kádinky obsahu 1 litr bylo vloženo 600 ml vodného roztoku síranu hlinitého 1. jakosti o koncentraci 0,158 mol/1. Za usilovného míchání na homogenizátoru bylo při teplotě místnosti přidáno 24,4 lg oxidu zinečnatého běžné jakosti při teplotě místnosti a směs byla míchána po dobu 30 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činidla 6,76 (27,5 °C). Potom byla směs přenesena do autoklávu o obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 120 °C po dobu 6 hodin. Hodnota pH suspenze po ochlazení činila 4,86 (22,4 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku a filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Po vysušení byl rozemlet a proséván na sítu 100 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina chalkoalumitu.
Hlavní hodnoty mřížkových parametrů (IO10 m) byly:
8,50 6,101,486
4,25 5,461,463
4,185,10
7,914,79
6,703,06
6,402,52
- 11 CZ 294411 B6
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zn1,5A14(OH)12,92(SO4)l,04.3H2O
Příklad 12
Jelikož pH při tvorbě chalkoalumitových sloučenin je v rovnovážném stavu na kyselé straně, je jejich rozpustnost ve vodě vysoká. Při některých použitích tudíž je nutno řídit (kontrolovat) jejich rozpustnost ve vodě. Toto řízení je možno provést nahrazením části aniontů jako je SO4 2' v chalkoalumitové sloučenině aniontem, např. CO3 2' nebo podobně. K demonstrování této specifičnosti byly porovnány rozpustnosti ve vodě u syntetických sloučenin, majících strukturu chalkoalumitu, získaných v příkladech 4 a 5.
(Metoda testu)
100 ml deionizované vody a l,00g vzorku (syntetické sloučeniny mající strukturu chalkoalumitu) bylo vloženo do 300-nl Erlenmeyerovy baňky se zabroušenou zátkou, baňka byla těsně uzavřena a třepána při 30 °C po dobu 1 hod. Obsah byl na odstředivce rozdělen na pevnou a kapalnou fázi a eluát byl stále použit. Množství (v ppm) iontů v eluátu bylo kvantitativně stanoveno metodou vysokofrekvenční kombinační plazmové analýzy.
(Výsledky)
Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce, z níž je patrné, že nahrazením části SO4 2' v syntetické sloučenině, mající strukturu chalkoalumitu, aniontem CO3 2' se její rozpustnost ve vodě značně snížila.
Tabulka 2
Vzorek Eluované množství 10’4 % hmotn.
Zn ion Cu ion Al ion SO4 ion pH (25 °C)
Zn0,88A14(OH)12(S04)o,88 · 3,1H2O (Př. 1) 28,0 0,05 a méně 40,3 5,70
Zno82 A U(OH) 12i68( S04)oj32C03)o, 16 · 1,8H2O (Př. 5) 0,9 0,5 a méně 7,1 7,62
CuA14 (OH)12 36(SO4)0,82.2,5H2O (Ref. Př. 1) 22,5 0,9 26,9 5,37
Příklad 13
V deionizované vodě byl rozpuštěn síran zinečnatý (ZnSO4.7H2O) a síran hlinitý, obojí 1. jakosti, a to tak, aby vzniklo příslušné množství smíšeného roztoku, obsahujícího 0,16mol/l síranu zinečnatého a 0,32 mol/1 síranu hlinitého, a bylo připraveno příslušné množství 3,4N vodného roztoku NaOH. 500 ml deionizované vody bylo vloženo do reakční nádoby obsahu 1 litr, z níž lze nepřetržitě odebírat reakční suspenzi; do této nádoby byl současně vlit smíšený roztok síranu zinečnatého a hlinitého a roztoku NaOH, a potom za současného míchání s použitím kvantitativních čerpadel, přičemž hodnota pH reakční suspenze byla udržována na 6,0 ± 0,2 (teplota kapaliny: 32 °C ± 1 °C) a reakce pokračovala po dobu 3 hodin. Bylo zfiltrováno 700 ml reakční suspenze, filtrační koláč (sraženina) byl promyt vodou a byla k němu přidána deionizovaná voda na objem 700 ml. Suspenze byla přenesena do autoklávu objemu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci po dobu 4 hodiny. Hodnota pH suspenze po ochlazení činidla 4,20 (28 °C). Suspenze byla zfiltrována, filtrační koláč byl promyt vodou a vložen do kádinky obsahu 1 litr
-12CZ 294411 B6 spolu se 600 ml deionizované vody, mícháním byla vytvořena suspenze, která byla zahřáta na 80 °C. Do této suspenze byl vlit roztok, získaný vložený 2,4 g stearátu sodného (86% čistý) a 150 ml deionizované vody do kádinky obsahu 200 ml, zahřátý na 80 °C, a směs byla po 30 minut udržována na 80 °C. Směs byla zfiltrována, filtrační koláč byl promyt vodou a sušen při 75 °C po dobu 24 hodin a vysušený byl rozemlet a proséván na nerezovém sítu 100 ok (mesh). Výsledný suchý prášek byl silně hydrofobní, který po vložení do vody a zamíchání nevykazoval afinitu k vodě, ale plaval na vodě. Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu.
Hlavními mřížkovými parametry (1O10 m) byly:
8,54
4,27
4,19
7,90
6,72
6,40
6,12
5,46
5,11
4,80
3,06
2,52
1,486
1,463
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
Zn0,92Al4(OH)12>1(S04)o,87 · 3.1 H2O (obsahující 5,3 % kyseliny stearové)
Referenční příklad 1
12,5 g síranu měďnatého (CuSO4.5H2O) a 34,2 g síranu hlinitého (A12(SO4)3), obojí 1. jakosti, bylo rozpuštěno v deionizované vodě, jejíž celkový objem byl doplněn na 500 ml. Za usilovného míchání na homogenizační míchačce bylo přilito 182 ml 3,31 N roztoku NaOH 1. jakosti při teplotě místnosti, a směs byla míchána po dobu asi 20 minut. Hodnota pH výsledné suspenze sraženiny činidla 6,53 (27,8 °C). Potom byla suspenze přenesena do autoklávu obsahu 0,98 litru a podrobena hydrotermické reakci při 130 °C po dobu 4 hodin. pH suspenze po ochlazení činidla 5,16 (22,9 °C). Suspenze byla zfiltrována za sníženého tlaku, filtrační koláč byl promyt vodou a potom acetonem a sušen při 75 °C po dobu 15 hodin. Vysušený koláč byl rozemlet a proséván na sítu 1000 ok (mesh).
Produkt byl práškovou difrakční rentgenografií (XRD) a chemickou analýzou identifikován jako sloučenina chalkoalumitu.
Hlavní mřížkové parametry (ÍO-10 m) byly:
8,51 6,111,486
4,25 5,451,463
4,185,11
7,924,80
6,723,06
6,402,52
Chemický vzorec stanovený chemickou analýzou je následující:
CuAl4(OH)12 36(S04)o,82 2,5H2O
-13CZ 294411 B6
Výše uvedená sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, byla zpracována stejným způsobem, jako v příkladu 5. Difrakční rentgenogram je uveden na obr. 3. Z obr. 3 je patrné, že zpracováním chalkoalumitové sloučeniny z referenčního příkladu 1 stejným způsobem jako v příkladu 5 se její krystalová struktura poruší. Na druhé straně je zřejmé, že zpracováním sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu podle vynálezu, s uhličitanem sodným se její krystalová struktura uchová, jak dokazuje obr, 1, a že je mnohem stabilnější, než chalkoalumitová sloučenina v referenčním příkladu 1.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Syntetická sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, obecného vzorce I (Zna_x 2+Mx2+)Al43+(OH)b(A)c. mH20 (I ), kde
    M2+ znamená nejméně jeden z prvků Cu, Ni, Co a Mg, a znamená 0,3 < a < 2,0 x znamená 0 < x < 1,0, s podmínkou že x < a, b znamená 10 < b < 14,
    A' znamená jeden nebo dva anionty vybrané z následujících so4 2; hpo42; co32; Cro42·, sío32‘, so32_, no3_, OH- a Cf c znamená 0,4 < c < 2,0, a m znamená celé číslo od 1 do 4.
  2. 2. Syntetická sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, podle nároku 1, vyznačující se t í m , že povrch této syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, obecného vzorce I podle nároku 1 je podroben povrchové úpravě nejméně jedním povrchově působícím činidlem, zvoleným ze skupiny látek, obsahujících mastné kyseliny, anionické povrchově aktivní látky, estery kyseliny fosforečné, sílaný, titanáty a hlinité pojivé sloučeniny.
  3. 3. Způsob výroby syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, obecného vzorce I podle nároku 1,vyznačující se tím, že sloučenina hliníku, rozpustná ve vodě, sloučenina zinku, rozpustná ve vodě při pH v rozmezí 4 až 7, a jeli třeba, i sloučenina jednoho nebo více prvků z řady Ni, Cu, Co a Mg, rozpustná ve vodě při pH v rozmezí 4 až 7, se podrobí společnému vysrážení při reakčním pH v rozmezí 4 až 7 a při teplotě 10 až 50 °C, přičemž se sraženina podrobí hydrotermické reakci při reakčním rozmezí pH jak výše uvedeno a při teplotě 80 až 170 °C.
  4. 4. Způsob výroby syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se vyrobí sloučenina, mající strukturu chalkoalumitu, vzorce I podle nároku 1, v níž An‘je SO42- způsobem podle nároku 3, kde část SO42’ aniontů sloučeniny se nahradí jedním aniontem, zvoleným z řady HPO42', CO32‘, CrO42’, SiO32', SO3 2', NOý, OH‘ a Cf.
    - 14CZ 294411 B6
  5. 5. Způsob výroby syntetické sloučeniny, mající strukturu chalkoalumitu, podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nechá reagovat vodný roztok síranů, dusičnanů nebo chloridů jednoho nebo více prvků zvolených z řady Zn, Ni, Cu, Co, Mg a Al s jednou nebo více 5 sloučeninami z řady amoniak, hydroxid sodný, hydroxid draselný hydroxid hořečnatý, oxid hořečnatý, hlinitan sodný a oxid zinečnatý, a to při reakčním pH v rozmezí 4 až 7 a teplotě 80 až 170 °C po dobu 1 až 24 hodin.
CZ1997648A 1996-03-05 1997-03-03 Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby CZ294411B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7309496 1996-03-05
JP04496097A JP3574725B2 (ja) 1996-03-05 1997-02-14 合成チヤルコアルマイト化合物およびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ64897A3 CZ64897A3 (en) 1997-09-17
CZ294411B6 true CZ294411B6 (cs) 2004-12-15

Family

ID=26384924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1997648A CZ294411B6 (cs) 1996-03-05 1997-03-03 Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5861133A (cs)
EP (1) EP0794152B1 (cs)
JP (1) JP3574725B2 (cs)
KR (1) KR100472120B1 (cs)
CN (1) CN1090152C (cs)
AT (1) ATE273930T1 (cs)
CA (1) CA2199109C (cs)
CZ (1) CZ294411B6 (cs)
DE (1) DE69730256T2 (cs)
ES (1) ES2225909T3 (cs)
ID (1) ID17184A (cs)
NO (1) NO318296B1 (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01279005A (ja) * 1988-04-22 1989-11-09 Keiichiro Ogawa 微細粉末包装用補助容器及びその製造方法
DE19743606A1 (de) * 1997-10-02 1999-04-15 Hydro Agri Deutschland Gmbh Verwendung von Mineralien, die Anionen, insbesondere NO3, reversibel binden, als Dünge- und Bodenverbesserungsmittel sowie zur Reinigung und Aufbereitung von Wässern
US5941037A (en) * 1997-11-21 1999-08-24 W. R. Grace & Co.-Conn Oxygen scavenging hydrotalcite and compositions containing same
JP3762571B2 (ja) 1998-07-27 2006-04-05 協和化学工業株式会社 新規な微粒状合成チャルコアルマイト化合物、その製造法、該微粒状合成チャルコアルマイト化合物を含有する保温剤及び農業用フィルム
KR100706591B1 (ko) * 1999-10-18 2007-04-11 교와 가가꾸고교 가부시키가이샤 수성 잉크용 염료 정착제, 잉크젯 기록 매체 및 다공질하이드로탈사이트 화합물
JP2002003848A (ja) * 2000-04-12 2002-01-09 Mizusawa Ind Chem Ltd 難燃剤
JP2002129141A (ja) * 2000-10-25 2002-05-09 Fuji Chem Ind Co Ltd 赤外線吸収剤および農業用フィルム
JP4983408B2 (ja) * 2000-12-27 2012-07-25 住友化学株式会社 ポリプロピレン系樹脂組成物
US20090108233A1 (en) 2004-12-24 2009-04-30 The Univeristy Of Queensland Preparation of suspensions
US9206053B2 (en) 2004-12-24 2015-12-08 The University Of Queensland Preparation of suspensions
KR101222747B1 (ko) * 2005-04-08 2013-01-16 교와 가가꾸고교 가부시키가이샤 알루나이트형 화합물 입자, 그 제조 방법 및 그 이용
US11111154B2 (en) 2012-09-28 2021-09-07 Scg Chemicals Co., Ltd. Aqueous miscible organic-layered double hydroxide
GB201217348D0 (en) * 2012-09-28 2012-11-14 Scg Chemicals Co Ltd Modification of layered double hydroxides
GB201405543D0 (en) 2014-03-27 2014-05-14 Isis Innovation High surface area layered double hydroxides

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3796792A (en) * 1969-12-12 1974-03-12 Kyowa Chem Ind Co Ltd Composite metal hydroxides
DE2846614C3 (de) * 1978-10-26 1982-05-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung von Methanol
JPS57156419A (en) * 1981-03-24 1982-09-27 Kyowa Chem Ind Co Ltd Remedy for sideropenia
DE3280059D1 (de) * 1982-05-26 1990-01-18 Dow Chemical Co Verfahren zum entfernen von uebergangsmetallionen aus waessriger loesung mit hilfe eines, kristallines uebergangsmetallaluminat enthaltenden, ionen austauscherharzes.
US5214090A (en) * 1990-02-01 1993-05-25 Nippon Gohsei Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Resin composition and use thereof
US5518704A (en) * 1993-07-06 1996-05-21 Aristech Chemical Corporation Nickel and cobalt containing hydrotalcite-like materials having a sheet-like morphology and process for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP0794152A3 (en) 1998-05-06
AU1488697A (en) 1997-09-11
NO318296B1 (no) 2005-02-28
JP3574725B2 (ja) 2004-10-06
ID17184A (id) 1997-12-11
CA2199109A1 (en) 1997-09-05
ATE273930T1 (de) 2004-09-15
CN1165115A (zh) 1997-11-19
NO970933L (no) 1997-09-08
JPH101311A (ja) 1998-01-06
EP0794152A2 (en) 1997-09-10
NO970933D0 (no) 1997-02-28
CN1090152C (zh) 2002-09-04
ES2225909T3 (es) 2005-03-16
CZ64897A3 (en) 1997-09-17
CA2199109C (en) 2005-05-17
DE69730256T2 (de) 2004-12-30
KR100472120B1 (ko) 2005-05-16
EP0794152B1 (en) 2004-08-18
KR19980069704A (ko) 1998-10-26
DE69730256D1 (de) 2004-09-23
AU719111B2 (en) 2000-05-04
US5861133A (en) 1999-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Taylor The rapid formation of crystalline double hydroxy salts and other compounds by controlled hydrolysis
Tezuka et al. Studies on selective adsorbents for oxo-anions. Nitrate ion-exchange properties of layered double hydroxides with different metal atoms
US4351814A (en) Hydrotalcites having a hexagonal needle-like crystal structure and process for production thereof
CZ294411B6 (cs) Syntetická sloučenina mající strukturu chalkoalumitu a způsob její výroby
CN105753022B (zh) 一种镁基层状复合氢氧化物的制备方法
US6960328B2 (en) Zirconium phosphate and method of making same
CA2190390C (en) Nickel and cobalt containing hydrotalcite-like materials having a sheet-like morphology and process for production thereof
Khaldi et al. New varieties of zinc–chromium–sulfate lamellar double hydroxides
KR100775602B1 (ko) 하이드로탈사이트의 제조방법
US7022302B2 (en) Process for preparing hydrotalcite and brucite type posite charged layers
JPH0653566B2 (ja) 結晶質リン酸ジルコニウムの製造方法
CN110467226A (zh) 一种铁基水滑石的制备方法
EP0844214B1 (en) Synthetic chalcoalumite-type compounds and processes for producing the same
JP7323943B2 (ja) 層状複水酸化物結晶の製造方法
KR100486669B1 (ko) 층상복합금속수화물의 제조 방법
Gao et al. Aggregation-based growth of faceted Bi 2 Fe 4 O 9 micro-cuboids with a remarkable visible light photo-Fenton catalytic activity
KAMEI et al. Research Trends in the Synthesis of Inorganic Compounds from Seawater or Raw Materials Originating from Seawater
CZ287179B6 (cs) Způsob výroby syntetického hydrotalcitu
Wiid Exploratory Study of Single and Multi-Step Dissolution-Precipitation Synthesis of Carbonate Containing Hydrocalumite
JPS5835931B2 (ja) 繊維状ハイドロタルサイト類化合物及びその製法
SK285072B6 (sk) Spôsob prípravy hydrotalcitu a hydrotalcitu podobných zlúčenín

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090303