DE1207356B - Process for the production of synthetic mordenite with a pore size of at least 5 AAangstroem - Google Patents
Process for the production of synthetic mordenite with a pore size of at least 5 AAangstroemInfo
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- C01B33/2861—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of mordenite type, e.g. ptilolite or dachiardite
Description
Verfahren zur Herstellung von synthetischem Mordenit mit Porenweite von mindestens 5 Angström Die Hauptpatentanmeldung N 21018 IVa/12 i (deutsche Auslegeschrift 1197 855) betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Mordenit durch hydrothermale Bildung von Natriumaluminiumsilicatkristallen und ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine in Wasser unlösliche, amorphe Kieselsäure und eine Natriumaluminat enthaltende, 27 bis 380/,ige Natriumsilicatlösung auf eine Temperatur bis 190'C erhitzt, wobei je Teil Kleselsäure 1/, bis % Teil Natriumaluminat und auf 1 Teil Natriumaluminat 5 bis 6 Teile Natriumsilicatlösung verwendet werden. An Stelle der amorphen Kieselsäure und des Natriumaluminats kann man in diesem Falle auch ein in Wasser unlösliches, vulkanisches Natriumalun-üniumsilicatglas verwenden, wobei je Teil vulkanisches Glas 1,5 bis 2 Teile Natriumaluminatlösung zu verwenden sind. Als vulkanisches Glas wird Bimsstein bevorzugt. Ein Teil der Natriumsilicatlösung kann durch eine Natriumhydroxydlösung ersetzt sein. Auf diese Weise erhält man synthetische Mordenite, die sich als Molekularsieb für die Adsorption von Molekülen größer als 4 A eignen. Die bekannten Molekularsiebe auf Basis von Zeolithen und natürlichen Mordeniten gestatten nur die Adsorption von Molekülen bis 4 A. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt nun die Herstellung von synthetischen Mordeniten mit einer Porenweite von mindestens 5 A, so daß sich diese als Molekularsiebe für die Adsorption von Molekülen über 5 A eignen.Process for the production of synthetic mordenite with a pore size of at least 5 angstroms The main patent application N 21018 IVa / 12 i (German Auslegeschrift 1197 855) relates to a process for the production of synthetic mordenite by hydrothermal formation of sodium aluminum silicate crystals and is characterized in that one is insoluble in water , amorphous silica and a 27 to 380% sodium silicate solution containing sodium aluminate are heated to a temperature of up to 190 ° C, 1 / to % part sodium aluminate per part and 1 part sodium aluminate 5 to 6 parts sodium silicate solution. In this case, instead of the amorphous silica and the sodium aluminate, a water-insoluble, volcanic sodium aluminum-aluminum silicate glass can be used, 1.5 to 2 parts of sodium aluminate solution being used per part of volcanic glass. Pumice stone is preferred as the volcanic glass. Part of the sodium silicate solution can be replaced by a sodium hydroxide solution. In this way, synthetic mordenites are obtained, which are suitable as molecular sieves for the adsorption of molecules larger than 4 A. The known molecular sieves based on zeolites and natural mordenites only allow the adsorption of molecules up to 4 A. The process according to the invention now succeeds in producing synthetic mordenites with a pore size of at least 5 A, so that they can be used as molecular sieves for the adsorption of molecules over 5 A.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen
Mordenits mit einer Porenweite von mindestens 5 A durch hydrothermale Bildung
von Natriumaluminiumsilicatkristallen unter Verwendung von zumindest eines Teils
der Silicatkomponente in Form von wasserunlöslicher, fester Kieselsäure nach Patentanmeldung
N 21018 IVa/12i und ist dadurch gekennzeichnet, daß man im* Ansatz ein Verhältnis
Das Problem, welches dem erfindungsgemäßexi Verfahren zugrunde hegt, ist darin zu sehen, einen synthetischen Mordenit mit größerer, möglichst nahe an die theoretische herankommende Porenweite herzustellen. Derartige weitporige oder »offene# Mordenite haben auch viel größere Anwendungsgebiete als die engporigen mit einer Kanalweite von nur 4 Ä# Sie gestatten daher auch den Durchtritt größerer Moleküle. Der theoretische Kanaldurchmesser derartiger Netzwerke aus Aluminiumoxyd-Kieselsäure-Tetraedern liegt bei 6,6 A, wie wissenschaftliche Untersuchungen an Zeolithen ergeben haben. Ein in der Praxis anwendbares und in großtechnischem Maßstab hersteRbares Molekularsieb mit einem nutzbaren Porendurchmesser von mehr als 4 Ä, insbesondere mehr als 5 A, ist jedoch bisher noch nicht gelungen.The problem on which the method according to the invention is based is to be seen in the production of a synthetic mordenite with a larger pore size that is as close as possible to the theoretical pore size. Such wide-pored or "open # mordenites" also have much larger areas of application than the narrow-pore ones with a channel width of only 4 Å # They therefore also allow the passage of larger molecules. The theoretical channel diameter of such networks of alumina-silica tetrahedra is 6.6 Å, as scientific studies on zeolites have shown. A molecular sieve which can be used in practice and can be produced on an industrial scale and has a useful pore diameter of more than 4 Å , in particular more than 5 Å, has not yet been successful.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient zumindest für einen Teil der Silicatkomponente eine wasserunlösliche, feste Kieselsäure, vorzugsweise ein vulkanisches Glas, wie Bimsstein. Diese Kieselsäurekomponente wird in Anwesenheit von Wasserglaslösung beim Wasserdampfsättigungsdruck entsprechend der Temperatur in einem Autoklav einer hydrothermalen Kristallisation unterzogen. Für eine vollständige Reaktion bei tragbarer Reaktionszeit liegt die Temperatur für die hydrothermale Kristallisation erfindungsgemäß zwischen 75 und 260'C, vorzugsweise 120 und 190'C. So kristallisieren beispielweise die Reaktionspartner innerhalb von 24 Stunden bei 175'C bereits vollständig.In the process according to the invention, a water-insoluble, solid silica, preferably a volcanic glass such as pumice stone, is used for at least part of the silicate component. This silica component is subjected to hydrothermal crystallization in an autoclave in the presence of water glass solution at the water vapor saturation pressure corresponding to the temperature. For a complete reaction with an acceptable reaction time, the temperature for the hydrothermal crystallization is, according to the invention, between 75 and 260.degree. C., preferably 120 and 190.degree. For example, the reactants crystallize completely within 24 hours at 175 ° C.
Die Korngröße des zu verwendenden vulkanischen Glases, insbesondere Bimsstein, liegt vorzugsweise unter 5 V.. Die verwendbare Wasserglaslösung - hat üblicherweise eine Konzentration von 27 bis 38 OfO, wobei ein Molverhältnis von ungefähr 23 0/0 Na,0 und 77 % Si0, vorliegt. Dieses Molverhältnis entspricht dem Punkt N in dem Dreiphasendiagramm des Systems Si02 - A1201 - Na20-Das Verhältnis von vulkanischem Glas iu Natriumsilicat kann über weite Bereiche schwanken. Im allgemeinen rechnet man auf 1 Gewichtsteil Wasserglaslösung obiger Konzentration 1/, bis % Teile vulkanisches Glas. Beispiel 1 Es wurde ITeil feingemahlener Bimsstein als Silicatkomponente mit 2Teilen 320/()iger Wasserglaslösüng 24Stunden bei 150'C in einem Autoklav hydrothermal behandelt. Man erhielt einen synthetischen, kristallinen Mordenit, dessen chemische Analyse weitgehend identisch war mit der des eingesetzten Bimssteins. In folgender Tabelle sind die Analysenwerte für den eingesetzten Bimsstein, wie er im Handel erhältlich ist, und den erfindungsgemäß erhaltenen synthetischen Mordenit zusammenstellt-.The grain size of the to be used volcanic glass, in particular pumice, is preferably less than 5 V .. The usable water glass solution - typically has a concentration from 27 to 38 OFO, wherein a molar ratio of about 23 0/0 Na, 0, and 77% Si0 present, . This molar ratio corresponds to the point N in the three-phase diagram of the system Si02 - A1201 - Na20-The ratio of volcanic glass to sodium silicate can vary over wide ranges. In general, in terms of 1 part by weight of water glass solution concentration above 1 / until% part volcanic glass. EXAMPLE 1 One part of finely ground pumice stone as a silicate component was treated hydrothermally in an autoclave with 2 parts of 320 / () water glass solution for 24 hours at 150.degree. A synthetic, crystalline mordenite was obtained, the chemical analysis of which was largely identical to that of the pumice stone used. The table below shows the analysis values for the pumice stone used, as it is commercially available, and the synthetic mordenite obtained according to the invention.
Zusammensetzung
Aus der in obiger Tabelle angegebenen Analyse läßt sich folgende Summenformel aufstellen: (Na,K,Ca/2)2A12Si,()11 - 2,8 aq.The following empirical formula can be established from the analysis given in the table above: (Na, K, Ca / 2) 2A12Si, () 11 - 2.8 aq.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren hat man es ganz in der Hand, welche chemische Zusammensetzung des Mordenits man wünscht. Die Beeinflussung der Zusammensetzung des fertigen Mordenits läßt sich durch Auswahl der entsprechenden Silicatkomponente im. Ausgangsmaterial erreichen. Dies ist von Bedeutung bei der Anwendung der Mordenite als Molekularsiebe, da bekanntlich die Molekularsiebeigenschaften durch Art und relative Menge der in den Kristallen vorhandenen Alkali- und/oder Erdalkaliionen und des Verhältnisses A1201: Si02 beeinflußt werden kann. Demnach kann man durch Auswahl eines -entsprechenden vulkanischen Glases oder einer anderen Silikatkomponente nach der Erfindung mit der für das Molekularsieb gewünschten chemischen Analyse ein Produktmit den angestrebten Eigenschaften herstellen. Dadurch werden die normalerweise auftretenden Schwierigkeiten vermieden, wenn Substanzgernische angewandt werden und die Ergebnisse nicht immer vollständig reproduzierbar sind.The method according to the invention makes it entirely up to you which chemical composition of the mordenite you want. The composition of the finished mordenite can be influenced by selecting the appropriate silicate component in the. Achieve starting material. This is important when the mordenites are used as molecular sieves, since it is known that the molecular sieve properties can be influenced by the type and relative amount of the alkali and / or alkaline earth metal ions present in the crystals and the A1201: SiO2 ratio. Accordingly, by selecting an appropriate volcanic glass or another silicate component according to the invention, with the chemical analysis desired for the molecular sieve, a product with the desired properties can be produced. This avoids the difficulties that normally arise when mixtures of substances are used and the results are not always completely reproducible.
Die erfindungsgemäß hergestellten Mordenite sind in derArt derZeolitheund können als Ionenaustauscher, Molekularsiebe, Katalysatoren, Katalysatorträger und auch für organische Katalysaroren angewandt werden. Die Säurehydrolyseprodukte eignen sich besonders als Katalysatoren, Trockenmittel usw. in saurem Medium.The mordenites made in accordance with the present invention are of the zeolite type and Can be used as ion exchangers, molecular sieves, catalysts, catalyst supports and can also be used for organic catalysts. The acid hydrolysis products are suitable particularly suitable as catalysts, desiccants, etc. in an acidic medium.
Die unten näher besprochenen synthetischen Natriummordenite sind als
lonenaustauscher für ein-, zwei- und dreiwertige Kationen den natürlichen Mordeniten
überlegen. Ihre Eigenschaften für viele dieser Anwendungszwecke werden wesentlich
verbessert, indem sie mit einer Säure behandelt werden, uni einen beträchtlichen
Teil der Alkalimetallkomponente zu entfernen. Hierzu kann man jede starke Säure,
beispielsweise Schwefel-, Salz-, Bromwasserstoff-, Salpeter-, Phosphorsäure usw.,
verwenden; bevorzugt wird Salzsäure. Beispiel 2 100 Teile synthetischer Mordenite,
hergestellt nach Beispiel 1, wurden mit 400 Teilen 1 n-HCI bei Raumtemperatur
% Stunde lang behandelt. Das so behandelte Material hatte folgende Analyse:
Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte lassen sich regenerieren durch Desorption des Wassers bei einfachem Erwämen. Sie können ohne Veränderung ihrer Kristallstruktur bis etwa 700'C erhitzt werden.The products produced according to the invention can be regenerated by desorption of the water with simple heating. They can be heated to around 700 ° C without changing their crystal structure.
Die nach den Beispielen 1 und 2 hergestellten synthetischen Mordenite absorbieren in nennenswerten Mengen n-Heptan, Benzol und Cyclöhexan. Sie sind also geeignet zur Adsorption von Molekülen mit einem Querschnitt größer als 5 A. Im allgemeinen haben die Mordenite, aus denen die Alkalikomponente Weitgehend entfernt ist, ein höheres Adsorptionsvermögen für große organische Moleküle. So besitzt ein mit Säure in die Wasserstofform übergeführter, synthetischer Mordenit - hergestellt aus Bimsstein oder einer amorphen Kieselsäure - Molekularsiebeigenschaften für organische Moleküle größer als 5 A. The synthetic mordenites produced according to Examples 1 and 2 absorb significant amounts of n-heptane, benzene and cyclohexane. They are therefore suitable for the adsorption of molecules with a cross-section greater than 5 A. In general, the mordenites, from which the alkali component is largely removed, have a higher adsorption capacity for large organic molecules. For example, a synthetic mordenite converted into the hydrogen form with acid - made from pumice stone or an amorphous silica - has molecular sieve properties for organic molecules greater than 5 A.
Die meisten Zeolithe, auch die synthetischen, zersetzen sich im sauren Medium, aber die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren - beispielsweise nach Beispiel 1 - hergestellten, hochkieselsäurehaltigen Mordenite werden nur zum Teil von der Säure angegriffen, d. h., es wird der Natrium- und Kaliumgehalt herabgesetzt, ohne jedoch die Kristallstruktur - also das Gefüge - zu zerstören. Durch diese Säurebehandlung erreicht man eine vollständige oder teilweise Entfernung austauschbarer Ionen, wobei das Aluminium-Siliciurn-Sauerstoff-Netzwerk aufrechterhalten wird. Diese einzigartige Eigenschaft für zeolithische Minerale und synthetisierte Mordenite führt zu einem mikroporösen Material entsprechend Beispiel 2 mit einer spezifischen Oberfiäche von 350 ni2/g (Brunauer-Emmet-Teller-Verfahren mit Hilfe der Adsorption von Stickstoff). Das erfindungsgemäße Material behält auch bei 3tägigern Erhitzen auf 700'C seine Eigenschaften bei. Das nach Beispiel 2 hergestellte Produkt ist hervorragend geeignet für die Anwendung in sauren Systemen, wo handelsübliche Zeolithe nicht mehr brauchbar sind.Most zeolites, also synthetic, decompose in an acidic medium, but the process of the invention - produced high silica mordenites are attacked only in part by the acid, d - for example, according to Example. 1 . h, it is decreased without, however, the crystal structure of the sodium and potassium content - so the structure - to destroy. This acid treatment achieves complete or partial removal of exchangeable ions, the aluminum-silicon-oxygen network being maintained. This unique property for zeolitic minerals and synthesized mordenites leads to a microporous material according to Example 2 with a specific surface area of 350 ni2 / g (Brunauer-Emmet-Teller method with the aid of adsorption of nitrogen). The material according to the invention retains its properties even when heated to 700 ° C. for 3 days. The product prepared according to Example 2 is outstandingly suitable for use in acidic systems where commercially available zeolites can no longer be used.
Durch die Säurebehandlung nach Beispiel 2 tritt nur die Alkalimetallkomponente aus. Es ist aber durch Anwendung stärkerer Säuren auch möglich, den Aluminiumgehalt des Produktes allmählich herabzusetzen. So kann man das Aluminiumoxyd teilweise entfernen, indem man eine 6 n-H,SO4 1 Stunde einwirken läßt, man erhält dann ein Silicium-Aluminium-Sauerstoff-Netzwerk, welches ein ausgezeichneter Katalysator und Katalysatorträger für saure Medien ist.As a result of the acid treatment according to Example 2, only the alkali metal component escapes. However, it is also possible to gradually reduce the aluminum content of the product by using stronger acids. So you can partially remove the aluminum oxide by allowing a 6 nH, SO4 to act for 1 hour, you then get a silicon-aluminum-oxygen network, which is an excellent catalyst and catalyst support for acidic media.
An Stelle des oben beschriebenen vulkanischen Glases als Kieselsäurekomponente kann man aber auch eine sehr feine, amorphe Kieselsäure und ein Natriumaluminat verwenden und bei relativ tiefen Temperaturen, z. B. 75 bis 175'C, einen synthetischen Mördenit erhalten, in dem dieses Gemisch wieder mit einer Wasserglaslösung der hydrothernialen Kristallisation unterzogen wird. Werden Natriumaluminat oder andere lösliche Aluminate angewandt, so liegt normalerweise der Anteil an Aluminat bei % bis 1/, Teil je Gewichtsteil Wasserglaslösung bzw. % bis 1/, Teil Gewichtsteil Kieselsäure.Instead of the above-described volcanic glass as the silica component, a very fine, amorphous silica and a sodium aluminate can also be used and at relatively low temperatures, e.g. B. 75 to 175'C, a synthetic Mördenite obtained in which this mixture is again subjected to hydrothernial crystallization with a water glass solution. If sodium aluminate or other soluble aluminates are used, the proportion of aluminate is normally from % to 1 /, part per part by weight of waterglass solution or % to 1 /, part by weight of silica.
Beispiel 3 340 Teile amorphe Kieselsäure wurden mit 100 Teilen Natriumaluminat (1,1 Na,0 - A1,0, - 3 H,0) und 590Teileneiner28"/,igenWasserglaslösung24Stunden in einem Autoklav hydrothermal behandelt. Der erhaltene Mordenit entsprach der Formel Na,Al,Sil,Om - (H,0)4,1 zum Unterschied von natürlichem Mordenit (Ca/21 Na, K).AI2S',-1,0"-24 - (H20)6,7 und dementsprechend dem synthetischen Mordenit des Beispiels 1 mit ihrem Gehalt an Calcium, Kalium und Natrium. Die Analyse des aus amorpher Kieselsäure erhaltenen Mordenits nach einer Säurebehandlung zeigt eine Herabsetzung des Natriumgehalts von 0,0611/0 im Rohmaterial auf 0,0811/, in dem Mordenit und gleichzeitig eine geringe Herabsetzung des Aluminiumgehaltes gegenüber dem Kieselsäuregehalt nach Trocknen bei 110'C. Der so erhaltene Mordenit läßt sich ähnlich verwenden wie der im Beispiel 1 hergestellte.Example 3 340 parts of amorphous silica were hydrothermally treated with 100 parts of sodium aluminate (1.1 Na, 0 - A1.0, - 3 H, 0) and 590 parts of a 28 "/, water glass solution for 24 hours in an autoclave. The mordenite obtained corresponded to the formula Na, Al , Sil, Om - (H, 0) 4.1 in contrast to natural mordenite (Ca / 21 Na, K) .AI2S ', - 1.0 "-24 - (H20) 6.7 and accordingly the synthetic mordenite des Example 1 with its calcium, potassium and sodium content. The analysis of the mordenite obtained from amorphous silica after acid treatment shows a reduction in the sodium content from 0.0611 / 0 in the raw material to 0.0811 / in the mordenite and, at the same time, a slight reduction in the aluminum content compared to the silica content after drying at 110 ° C. The mordenite thus obtained can be used in a manner similar to that prepared in Example 1.
Auch dieser synthetische Mordenit läßt sich mit Säure behandeln entsprechend den Anweisungen des Beispiels 2, wodurch man einen alkalimetallfreien Mordenit der Formel I-12A12Sil0()24 - (1-120)6,7 erhält. Das Kristallwasser kann zwischen 0 und etwa 6,7 Mol schwanken. Ein mit Schwefelsäure in die Wasserstofform übergeführter synthetischer Mordenit aus anlorpher Kleselsäure besitzt eine spezifische Oberfläche von 445 m2/g, bestimmt nach der Stickstoffmethode.This synthetic mordenite can also be treated with acid according to the instructions in Example 2, whereby an alkali metal-free mordenite of the formula I-12A12Sil0 () 24 - (1-120) 6.7 is obtained. The water of crystallization can vary between 0 and about 6.7 mol. A synthetic mordenite made from chlorophoreous silicic acid converted into the hydrogen form with sulfuric acid has a specific surface area of 445 m2 / g, determined by the nitrogen method.
Die n-Heptanzahl der erfindungsgemäß hergestellten Mordenite
im Vergleich zu den handelsüblichen synthetischen Zeolithen sowie des natürlichen
Mordenits gehen aus folgender Tabelle hervor:
Folgende Beispiele zeigen die verschiedensten Ausgangsmaterialien, -und zwar sowohl hinsichtlich der festen Silicatkomponente als auch der Aluminatkomponente, wobei man erfindungsgemäß aus den verschiedensten Ausgangsmaterialien immer zu sehr ähnlichen Mordeniten kommt.The following examples show the most diverse starting materials, - both in terms of solid silicate component as well the aluminate component, according to the invention being made from a wide variety of starting materials always comes to very similar Mordenites.
Beispiel 4 7Gewichtsprozent Aluminiumhydroxyd AI(OH), 76,2Gewichtsprozent einer 37,50/jgen Wasserglaslösung und 16,8 Gewichtsprozent Diatomeenerde wurden gemischt und 16 Stunden bei 170'C Wasserdampf-Sättigungsdruck im Autoklav behandelt.Example 4 7 percent by weight of aluminum hydroxide Al (OH), 76.2 percent by weight of a 37.50 per cent water-glass solution and 16.8 percent by weight of diatomaceous earth were mixed and treated in the autoclave at 170 ° C. for 16 hours.
Beispiel 5 Es wurden die Maßnahmen des Beispiels 4 wiederholt, jedoch nur Rohbauxit 24 Stunden lang bei 175'C im Autoklav behandelt.Example 5 The measures of Example 4 were repeated, but only raw bauxite was treated for 24 hours at 175.degree. C. in the autoclave.
Beispiel 6 12,5Gewichtsprozent Kaolinit, 76,5Gewichtsprozent einer 37,50/,igen Wasserglaslösung und llGewichtsprozent Diatomeenerde wurden gemischt und 16 Stunden bei 170'C unter Wasserdampf-Sättigungsdruck im Autoklav behandelt.Example 6 12.5 percent by weight kaolinite, 76.5 percent by weight of a 37.50% water glass solution and 11 percent by weight diatomaceous earth were mixed and treated for 16 hours at 170 ° C. under saturated steam pressure in the autoclave.
Beispiel 7 17,1 Gewichtsprozent Pyrophilit, 78 Gewichtsprozent einer 37,5%igen Wasserglaslösung und 4,9 Gewichtsprozent Diatomeenerde wurden gemischt und 16 Stunden bei 170'C bei Wasserdampf-Sättigungsdruck behandelt.Example 7 17.1 percent by weight of pyrophilite, 78 percent by weight of a 37.5% strength waterglass solution and 4.9 percent by weight of diatomaceous earth were mixed and treated for 16 hours at 170 ° C. at saturated water vapor pressure.
Beispiel 8 33,7Gewichtsprozent expandierterPerlit und 50,3 Gewichtsprozent einer 28,40/,igen Wasserglaslösung wurden gemischt und 17 Stunden bei 175'C bei Wasserdampfdruck im Autoklav behandelt.Example 8 33.7% by weight of expanded pearlite and 50.3 % by weight of a 28.40% water glass solution were mixed and treated for 17 hours at 175 ° C. at steam pressure in the autoclave.
Beispiel 9 12,2Gewichtsprozent Moscovitglimmer, 76,6Gewichtsprozent einer 37,50/,igen Wasserglaslösung und 11,2 0/,) Diatomeenerde wurden gemischt und 16 Stunden bei 170'C unter Wasserdampfdruck im Autoklav behandelt.Example 9 12.2 percent by weight of moscovite mica, 76.6 percent by weight of a 37.50% water glass solution and 11.2% by weight diatomaceous earth were mixed and treated for 16 hours at 170 ° C. under steam pressure in an autoclave.
Es wurden Versuche unternommen, wo Mordenit als Hauptphase, jedoch mit nennenswerten Mengen eines anderen kristallinen Materials erhalten wurde.Attempts have been made where mordenite is the main phase, however with appreciable amounts of another crystalline material.
Beispiel 10 6,1 Gewichtsprozent Kaliumaluminat, 5,1 Gewichtsprozent Natriumaluminat, 39Gewichtsprozent einer 27,70/,igen Kaliumsilicatlösung, 22,6 Gewichtsprozent einer 37,5%igen Wasserglaslösung und 27,2Gewichtsprozent Diatomeenerde wurden gemischt und 17 Stunden bei 175'C unter Wasserdampf-Sättigungsdruck im Autoklav behandelt.Example 10 6.1 percent by weight potassium aluminate, 5.1 percent by weight sodium aluminate, 39 percent by weight of a 27.70% strength potassium silicate solution, 22.6 percent by weight of a 37.5% waterglass solution and 27.2% by weight diatomaceous earth were mixed and kept at 175 ° C. for 17 hours Treated water vapor saturation pressure in the autoclave.
Beispiel 11 3,7 Gewichtsprozent Kaliumaluminat, 6,3 GewichtsprozentNatriumaluminat, 24,4 Gewichtsprozent einer 27,70/jgen Kahumsilicatlösung, 27,8 Gewichtsprozent einer 26,40/,igen Wasserglaslösung und 25,8 Gewichtsprozent Diatomeenerde wurden gemischt und 16 Stunden bei 170'C unter Wasserdampf-Sättigungsdruck im Autoklav behandelt.Example 11 3.7 percent by weight potassium aluminate, 6.3 percent by weight sodium aluminate, 24.4 percent by weight of a 27.70 per cent potassium silicate solution, 27.8 per cent by weight of a 26.40 per cent water glass solution and 25.8 per cent by weight diatomaceous earth were mixed and 16 hours at 170 'C treated under saturated steam pressure in the autoclave.
Es hat sich gezeigt, daß für die hydrothermale Behandlung Temperaturen bis 260'C geeignet sind. Bevorzugt werden jedoch Temperaturen zwischen 120 und 190'C. Bei höheren Temperaturen ist man im allgemeinen hinsichtlich des verwendeten Ansatzes stärker beschränkt als bei tieferen Temperaturen.It has been shown that temperatures of up to 260 ° C. are suitable for the hydrothermal treatment. However, temperatures between 120 and 190 ° C. are preferred. At higher temperatures, the approach used is generally more restricted than at lower temperatures.
Die Figur zeit das ternäre Diagramm des Systems Na.OSiO,AI,0" in welches die erfindungsgemäß hergestellten Mordenite fallen. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mordenite eignen sich besonders Ansätze, in welchen ein Oxydverhältnis entsprechend der Fläche zwischen den Punkten KLMNO in diesem Dreiecksdiagramm vorliegt, also Na,O: SiO, = 0,07 bis 0,03, S'02. AI,0, = 6 bis 180 Na20 - AI,0, = 1 oder darüber.The figure shows the ternary diagram of the system Na.OSiO, AI, 0 "in which the mordenites produced according to the invention fall. Approaches in which an oxide ratio corresponding to the area between the points KLMNO is present in this triangular diagram are particularly suitable for producing the mordenites according to the invention , i.e. Na, O: SiO, = 0.07 to 0.03, S'02.Al, 0, = 6 to 180 Na20 - Al, 0, = 1 or above.
Der Wassergehalt des Ansatzes ist wichtig und wird auf den Na,0-Gehalt bezogen. Das Verhältnis H20: Na20 soll zwischen 6 und 300 liegen.The water content of the batch is important and is related to the Na, 0 content. The ratio H20: Na20 should be between 6 and 300 .
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen, synthetischen Mordenite
mit einer Kanalweite von mindestens 5 Ä wird ein Ansatz entsprechend der
Fläche b c de im Dreiecksdiagramm, Na20 - Si02
- A1203
bevorzugt angewandt. Man erhält auf diese Weise Mordenite höchster
Reinheit, und zwar aus amorpher Kieselsäure. Speziell bevorzugt werden die Zusammensetzungen
entsprechend der Punkte a und c in dem Dreiecksdiagramm, also ungefähr der Rezeptur
des Beispiels 1, wo Bimsstein als Silicatkomponente angewandt wurde. Bei
der Berechnung des Ansatzes für den entsprechenden Punkt in dem Dreiecksdiagramm
Na,0 - Si02 - AI,0" wurden bei Anwendung eines vulkanischen Glases
die Oxyde Ca0, K20 und MgO mit Na20 äquivalent gesetzt, In folgenden Tabellen I
und Il ist dann noch das molare Verhältnis der Oxydkomponenten an den Punkten
b c de und innerhalb des verwendbaren Bereiches zusammengestellt:
Aus obigem geht hervor, daß man als Ausgangsmaterial für die Synthese der erfindungsgemäßen weitporigen Modernite die verschiedensten Silicat- und auch Aluminatkomponenten verwenden kann.From the above, it can be seen that the starting material for the synthesis the wide-pored Modernite according to the invention the most varied of silicate and also Can use aluminate components.
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