JP2704421B2 - 鎖状横造粘土鉱物の製造方法 - Google Patents
鎖状横造粘土鉱物の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セピオライト、アタパルジャイト等の鎖状
構造粘土鉱物を簡便に製造する方法に関するものであ
る。
構造粘土鉱物を簡便に製造する方法に関するものであ
る。
セピオライト、アタパルジャイト等の鎖状構造粘土鉱
物は、化学反応の触媒、クロマトグラフィーなどの吸着
剤、各種混合物の分離膜、およびレオロジーコントロー
ル剤等として使用されている。
物は、化学反応の触媒、クロマトグラフィーなどの吸着
剤、各種混合物の分離膜、およびレオロジーコントロー
ル剤等として使用されている。
例えば、セピオライトは、（Mg8-y-zRy 3+Xz）（Si
12-xRx 3+）O30（OH）４（OH2）4Q2+ （ｘ−ｙ＋2z）/2・
（H2O）８の一般式（式中、ＲはAl、Feの少なくとも１
種、ＱはCa、Ｘは格子欠陥、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ四面
体イオンの置換、八面体イオンの置換、八面体イオンの
欠陥を表す。）で表される繊維状鉱物であり、繊維方向
に3.7Å×9.3Åの大きさのトンネルを有している。この
トンネル内にはMg2+に配位した結合水、吸着水、交換性
陽イオン等が存在している。セピオライトは、このよう
な構造を有しているため、吸着剤や地熱開発用泥水等と
して使用されている。
12-xRx 3+）O30（OH）４（OH2）4Q2+ （ｘ−ｙ＋2z）/2・
（H2O）８の一般式（式中、ＲはAl、Feの少なくとも１
種、ＱはCa、Ｘは格子欠陥、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ四面
体イオンの置換、八面体イオンの置換、八面体イオンの
欠陥を表す。）で表される繊維状鉱物であり、繊維方向
に3.7Å×9.3Åの大きさのトンネルを有している。この
トンネル内にはMg2+に配位した結合水、吸着水、交換性
陽イオン等が存在している。セピオライトは、このよう
な構造を有しているため、吸着剤や地熱開発用泥水等と
して使用されている。
この鎖状構造粘土鉱物は、合成が難しく、一般に天然
のものが使用されている。合成方法としては、B.Siffer
t,R.Weyらによる報告がある（Comptes rendes vol.254,
p.p.1460〜1464,1962年）。彼らの報告によると、珪酸
と塩化マグネシウムとに水酸化ナトリウムを加えて室温
で３週間放置するとセピオライトを合成できるとしてい
る。しかしながら、珪酸と塩化マグネシウムと水酸化ナ
トリウムの反応生成物は、大部分が非晶質であり、セピ
オライトが生成したとしてもごく微量である。
のものが使用されている。合成方法としては、B.Siffer
t,R.Weyらによる報告がある（Comptes rendes vol.254,
p.p.1460〜1464,1962年）。彼らの報告によると、珪酸
と塩化マグネシウムとに水酸化ナトリウムを加えて室温
で３週間放置するとセピオライトを合成できるとしてい
る。しかしながら、珪酸と塩化マグネシウムと水酸化ナ
トリウムの反応生成物は、大部分が非晶質であり、セピ
オライトが生成したとしてもごく微量である。
また、N.I.Nesterchuk,T.A.Makarovaらも、塩化マグ
ネシウムとメタ珪酸ナトリウムとから得られる珪酸マグ
ネシウムを250℃で３〜５時間オートクレーブ中で反応
させてセピオライトを合成する方法について報告してい
る（Zap.Vses.Mineral Obshchst 1973年，102（２）,23
2〜４）。しかしながら、この方法でもその生成物の粉
末Ｘ線回折により明らかなように結晶性の悪いものしか
得られず、効率よくセピオライトを得るのは困難であ
る。
ネシウムとメタ珪酸ナトリウムとから得られる珪酸マグ
ネシウムを250℃で３〜５時間オートクレーブ中で反応
させてセピオライトを合成する方法について報告してい
る（Zap.Vses.Mineral Obshchst 1973年，102（２）,23
2〜４）。しかしながら、この方法でもその生成物の粉
末Ｘ線回折により明らかなように結晶性の悪いものしか
得られず、効率よくセピオライトを得るのは困難であ
る。
〔第１発明の説明〕 本第１発明（請求項（１）に記載の発明）は、上記従
来技術の問題点に鑑みなされたもので、セピオライト等
の鎖状構造粘土鉱物を簡便に製造することができる方法
を提供しようとするものである。
来技術の問題点に鑑みなされたもので、セピオライト等
の鎖状構造粘土鉱物を簡便に製造することができる方法
を提供しようとするものである。
本第１発明の鎖状構造粘土の製造方法は、珪酸金属塩
ゲルを、予め鎖状構造粘土鉱物が懸濁してなり、室温で
のpHが３〜11の水溶液に懸濁させると共に350℃以下で
加熱することを特徴とするものである。
ゲルを、予め鎖状構造粘土鉱物が懸濁してなり、室温で
のpHが３〜11の水溶液に懸濁させると共に350℃以下で
加熱することを特徴とするものである。
本第１発明によれば、鎖状構造粘土鉱物を安定して簡
便に製造することができる。従って、工業的なスケール
での鎖状構造粘土鉱物の合成が可能である。また、本発
明を天然の鎖状構造粘土の改質に用いることもできる。
便に製造することができる。従って、工業的なスケール
での鎖状構造粘土鉱物の合成が可能である。また、本発
明を天然の鎖状構造粘土の改質に用いることもできる。
〔第１発明のその他の発明の説明〕 以下、本第１発明をより具体的にしたその他の発明を
説明する。
説明する。
本発明の鎖状構造粘土鉱物の製造方法は、鎖状構造粘
土鉱物の水熱処理（水溶液中で加熱して該粘土鉱物を合
成する処理）条件下における安定性を十分に検討し、そ
のような条件のもとで珪酸金属塩ゲルをエピタキシャル
に結晶成長させようとするものである。
土鉱物の水熱処理（水溶液中で加熱して該粘土鉱物を合
成する処理）条件下における安定性を十分に検討し、そ
のような条件のもとで珪酸金属塩ゲルをエピタキシャル
に結晶成長させようとするものである。
例えば、天然のセピオライトは、通常よく用いられる
水熱処理の条件では必ずしも安定ではなく、例えば鉱化
剤として用いられるフッ化ナトリウムや緩衝剤として用
いられるリン酸イオン、あるいはホウ酸イオンの存在下
では分解が促進されるという性質もある。しかし、純水
に塩化マグネシウムあるいは塩化ポリアリルアンモニウ
ムを溶解させた水溶液などの中では比較的安定でありそ
のような水溶液中では珪酸金属塩ゲルは天然セピオライ
トの上に結晶成長すると考えられる。また、珪酸金属塩
ゲルとして珪酸マグネシウムを用い、該珪酸マグネシウ
ムゲルの組成Si/Mg比を1.5〜3.0に調整し、これを200℃
に水熱処理すると、ゲルが繊維状に結晶成長することか
らこの水熱処理の条件はセピオライトが結晶成長しやす
い条件になっている。従って、このような条件下で反応
懸濁液中に核として天然セピオライトが存在すると効率
よくセピオライトが成長すると考えられる。
水熱処理の条件では必ずしも安定ではなく、例えば鉱化
剤として用いられるフッ化ナトリウムや緩衝剤として用
いられるリン酸イオン、あるいはホウ酸イオンの存在下
では分解が促進されるという性質もある。しかし、純水
に塩化マグネシウムあるいは塩化ポリアリルアンモニウ
ムを溶解させた水溶液などの中では比較的安定でありそ
のような水溶液中では珪酸金属塩ゲルは天然セピオライ
トの上に結晶成長すると考えられる。また、珪酸金属塩
ゲルとして珪酸マグネシウムを用い、該珪酸マグネシウ
ムゲルの組成Si/Mg比を1.5〜3.0に調整し、これを200℃
に水熱処理すると、ゲルが繊維状に結晶成長することか
らこの水熱処理の条件はセピオライトが結晶成長しやす
い条件になっている。従って、このような条件下で反応
懸濁液中に核として天然セピオライトが存在すると効率
よくセピオライトが成長すると考えられる。
このように、本発明は、鎖状構造粘土が安定に存在す
る条件のもとで珪酸金属塩ゲルを、予め存在させた鎖状
構造粘土鉱物を結晶成長の核として水熱処理することに
より鎖状構造粘土鉱物を効率よく製造するものである。
この鎖状構造粘土鉱物が安定に存在する水熱処理条件
は、処理溶液のpHが室温（25℃）において３〜11、温度
が350℃以下という範囲である。
る条件のもとで珪酸金属塩ゲルを、予め存在させた鎖状
構造粘土鉱物を結晶成長の核として水熱処理することに
より鎖状構造粘土鉱物を効率よく製造するものである。
この鎖状構造粘土鉱物が安定に存在する水熱処理条件
は、処理溶液のpHが室温（25℃）において３〜11、温度
が350℃以下という範囲である。
ここで、鎖状構造粘土鉱物とは、酸素を配位子とする
金属イオン八面体のリボンの表裏を珪酸四面体でサンド
イッチした2:1型珪酸塩で、珪酸四面体が金属イオン八
面体のリボンの端で反転構造をとるために四角形のトン
ネルが鎖状の軸方向に走っているものである。天然に産
するものとしては、セピオライト、アタパルジャイト等
が例示される。
金属イオン八面体のリボンの表裏を珪酸四面体でサンド
イッチした2:1型珪酸塩で、珪酸四面体が金属イオン八
面体のリボンの端で反転構造をとるために四角形のトン
ネルが鎖状の軸方向に走っているものである。天然に産
するものとしては、セピオライト、アタパルジャイト等
が例示される。
本発明において、珪酸金属塩ゲルは、鎖状構造粘土鉱
物合成の前駆体となるものであり、珪酸マグネシウムゲ
ル、珪酸アルミニウムゲル等が挙げられ、そのらのうち
の少なくとも１種を用いる。その中でも一般式SiMxO
２＋2x/n・yH2O（式中、Ｍは六配位をとる金属元素、例
えば、Mg、Al、Fe、Co、Zn等のうちの少なくとも１種、
ｎはＭイオンの価数、ｘ＝0.1〜10、ｙは水和水の数）
で表されるものを用いるのが望ましい。このゲルは、溶
液のpHを一定に保つ緩衝作用を有しており、pHを安定化
することにより、水熱処理時の固相／液相のSiと金属イ
オンの比をバランスさせることができる。
物合成の前駆体となるものであり、珪酸マグネシウムゲ
ル、珪酸アルミニウムゲル等が挙げられ、そのらのうち
の少なくとも１種を用いる。その中でも一般式SiMxO
２＋2x/n・yH2O（式中、Ｍは六配位をとる金属元素、例
えば、Mg、Al、Fe、Co、Zn等のうちの少なくとも１種、
ｎはＭイオンの価数、ｘ＝0.1〜10、ｙは水和水の数）
で表されるものを用いるのが望ましい。このゲルは、溶
液のpHを一定に保つ緩衝作用を有しており、pHを安定化
することにより、水熱処理時の固相／液相のSiと金属イ
オンの比をバランスさせることができる。
鎖状構造粘土鉱物のSiと金属塩との割合（Si/金属
塩）は、同型置換の割合によっても異なるが、ほぼ1.5
であるので、珪酸金属塩ゲル中のSiと金属塩との割合
（Si/金属塩）もこの値に近いことがよく、1.0〜3.0の
範囲が望ましい。
塩）は、同型置換の割合によっても異なるが、ほぼ1.5
であるので、珪酸金属塩ゲル中のSiと金属塩との割合
（Si/金属塩）もこの値に近いことがよく、1.0〜3.0の
範囲が望ましい。
珪酸金属塩ゲルの合成法としては、例えば、珪酸ナト
リウムの水溶液を鉱酸で中和することによって得られる
珪酸と、塩化マグネシウム等の水溶性金属塩とを酸性の
pH領域で混合して均一な水溶液とし、この水溶液にアル
カリを添加する方法がある。ここで、珪酸ナトリウム水
溶液の中和に用いる鉱酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等
が挙げられる。また、珪酸と水溶性金属塩とを混合する
時のpHは７以下、特に３以下の酸性領域が望ましい。こ
の混合水溶液にアルカリを添加する場合、混合水溶液を
アルカリ水溶液により滴定するようにして添加するのが
よい。なお、アクリル添加終了時のpHは、ゲルを好収率
で得るためには8.0以上、更に望ましくは8.2〜9.0の範
囲内がよい。例えば、0.6重量％のSiO2と0.3Mの塩化マ
グネシウムとを反応させて珪酸マグネシウムゲルを合成
する場合、アルカリ添加終了時のpHが８未満では、生成
物のゲル組成はSi/Mg＞10（重量比）でほとんどシリカ
ゲルであるのに対して、pHが９付近では、Si/Mg＝3/2の
珪酸マグネシウムゲルとなった。また、生成物ゲルの赤
外線吸収スペクトルのSi−Ｏ伸縮振動のピークは、pHが
9.5を越える領域では1200cm-1の吸収がほとんど消失
し、シリケートの骨格が鎖状構造から板状構造へと移行
することが示唆されている。従って、鎖状構造の粘土を
合成するための前駆体ゲルとしては、pHが9.5以下で合
成することが望ましい。
リウムの水溶液を鉱酸で中和することによって得られる
珪酸と、塩化マグネシウム等の水溶性金属塩とを酸性の
pH領域で混合して均一な水溶液とし、この水溶液にアル
カリを添加する方法がある。ここで、珪酸ナトリウム水
溶液の中和に用いる鉱酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等
が挙げられる。また、珪酸と水溶性金属塩とを混合する
時のpHは７以下、特に３以下の酸性領域が望ましい。こ
の混合水溶液にアルカリを添加する場合、混合水溶液を
アルカリ水溶液により滴定するようにして添加するのが
よい。なお、アクリル添加終了時のpHは、ゲルを好収率
で得るためには8.0以上、更に望ましくは8.2〜9.0の範
囲内がよい。例えば、0.6重量％のSiO2と0.3Mの塩化マ
グネシウムとを反応させて珪酸マグネシウムゲルを合成
する場合、アルカリ添加終了時のpHが８未満では、生成
物のゲル組成はSi/Mg＞10（重量比）でほとんどシリカ
ゲルであるのに対して、pHが９付近では、Si/Mg＝3/2の
珪酸マグネシウムゲルとなった。また、生成物ゲルの赤
外線吸収スペクトルのSi−Ｏ伸縮振動のピークは、pHが
9.5を越える領域では1200cm-1の吸収がほとんど消失
し、シリケートの骨格が鎖状構造から板状構造へと移行
することが示唆されている。従って、鎖状構造の粘土を
合成するための前駆体ゲルとしては、pHが9.5以下で合
成することが望ましい。
また添加するアルカリとしては、水酸化ナトリウム、
アンモニア等が挙げられる。形成する珪酸塩ゲルのSiと
金属塩との割合は、添加するアルカリの量で調整するこ
とができる。滴定により添加する場合のアルカリ水溶液
の濃度としては、0.01〜5N、更に好ましくは0.05〜5Nと
するのがよい。
アンモニア等が挙げられる。形成する珪酸塩ゲルのSiと
金属塩との割合は、添加するアルカリの量で調整するこ
とができる。滴定により添加する場合のアルカリ水溶液
の濃度としては、0.01〜5N、更に好ましくは0.05〜5Nと
するのがよい。
上記の珪酸と水溶性金属塩とから珪酸塩ゲルが生成す
る反応は、例えば水溶性金属塩の金属がマグネシウム
（Mg）の場合、滴定曲線の解析から、次式のようにOH-
イオンが珪酸と反応して珪酸アニオンを生じ、これがMg
2+と反応してゲル化が進行すると考えられる。
る反応は、例えば水溶性金属塩の金属がマグネシウム
（Mg）の場合、滴定曲線の解析から、次式のようにOH-
イオンが珪酸と反応して珪酸アニオンを生じ、これがMg
2+と反応してゲル化が進行すると考えられる。
Si（OH）４＋OH-→ Si（OH）3O-＋H2O Si（OH）3O-＋Mg2+→ Si（OH）3OMg+ （式中、珪酸をSi（OH）４と表したが、実際にはSi（O
H）４が重縮合したオリゴマーを含んでいることが多
い。） このようにして合成したゲルは、ろ過で集め、充分に
水で洗浄して副生するナトリウム塩を除いてから本発明
の水熱処理に用いるのがよい。塩化ナトリウム、硫酸ナ
トリウムなどのナトリウム塩は鎖状構造粘土鉱物の分解
を促進するので、できる限り除いておくのが望ましい。
また、合成した珪酸金属塩ゲルは乾燥せずにそのまま水
熱処理用の水溶液に懸濁して、水熱処理を行ってもよ
い。
H）４が重縮合したオリゴマーを含んでいることが多
い。） このようにして合成したゲルは、ろ過で集め、充分に
水で洗浄して副生するナトリウム塩を除いてから本発明
の水熱処理に用いるのがよい。塩化ナトリウム、硫酸ナ
トリウムなどのナトリウム塩は鎖状構造粘土鉱物の分解
を促進するので、できる限り除いておくのが望ましい。
また、合成した珪酸金属塩ゲルは乾燥せずにそのまま水
熱処理用の水溶液に懸濁して、水熱処理を行ってもよ
い。
なお、珪酸ナトリウムと水溶性金属塩とを水中で直接
反応させることにより珪酸塩ゲルを合成することもでき
るが、前記の方法の方が、より均一な構造のゲルを得る
ことがきる。
反応させることにより珪酸塩ゲルを合成することもでき
るが、前記の方法の方が、より均一な構造のゲルを得る
ことがきる。
本発明において、上記珪酸金属塩ゲルを、pHを調整
し、予め鎖状構造粘土鉱物を存在させた水溶液に懸濁さ
せると共に加熱すること（水熱処理）により鎖状構造粘
土鉱物の製造を行う。
し、予め鎖状構造粘土鉱物を存在させた水溶液に懸濁さ
せると共に加熱すること（水熱処理）により鎖状構造粘
土鉱物の製造を行う。
珪酸金属塩ゲルを懸濁させるのは、水溶液とする。こ
こで、水溶液を用いるのは、特に高温において珪酸と金
属イオンとを溶解させやすく、粘土鉱物の結晶化を促進
させやすいためである。
こで、水溶液を用いるのは、特に高温において珪酸と金
属イオンとを溶解させやすく、粘土鉱物の結晶化を促進
させやすいためである。
水熱処理を行う前に、上記ゲルと予め存在させておい
た鎖状構造粘土鉱物とを十分に混合してできる限り均一
な懸濁液とし、また水熱処理中は懸濁液を連続的に撹拌
することが望ましい。
た鎖状構造粘土鉱物とを十分に混合してできる限り均一
な懸濁液とし、また水熱処理中は懸濁液を連続的に撹拌
することが望ましい。
結晶成長の核として加える鎖状構造粘土鉱物の割合
は、珪酸金属塩ゲルの乾燥重量100重量部に対して１〜5
0重量部とするのが好ましい。水熱処理の反応は、ゲル
と鎖状構造粘土鉱物の２つの固体の不均一反応であるの
で、この反応の間、連続して撹拌等を行い、固体同士が
よく接触するようにするのがよい。結晶核として加える
鎖状構造粘土鉱物の割合が１重量部未満では、固体同士
の接触が十分に起こらないので好ましくない。また50重
量部を越える場合には、核として加えた鎖状構造粘土鉱
物当たりの収率が低下するために望ましくない。
は、珪酸金属塩ゲルの乾燥重量100重量部に対して１〜5
0重量部とするのが好ましい。水熱処理の反応は、ゲル
と鎖状構造粘土鉱物の２つの固体の不均一反応であるの
で、この反応の間、連続して撹拌等を行い、固体同士が
よく接触するようにするのがよい。結晶核として加える
鎖状構造粘土鉱物の割合が１重量部未満では、固体同士
の接触が十分に起こらないので好ましくない。また50重
量部を越える場合には、核として加えた鎖状構造粘土鉱
物当たりの収率が低下するために望ましくない。
また、添加する鎖状構造粘土鉱物は、製造しようとす
る鎖状構造粘土鉱物と同種なものとするのがよい。
る鎖状構造粘土鉱物と同種なものとするのがよい。
また、上記水溶液中には、鎖状構造粘土鉱物の分解を
促進するような添加物を含まないのがよい。例えば、鎖
状構造粘土鉱物の分解を促進するような添加物として
は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、1,8−ジ
アミノオクタン等が挙げられる。
促進するような添加物を含まないのがよい。例えば、鎖
状構造粘土鉱物の分解を促進するような添加物として
は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、1,8−ジ
アミノオクタン等が挙げられる。
上記水溶液のpHは、室温（25℃）で測定した値で３〜
11の範囲内とする。pHが３未満では、鎖状構造粘土鉱物
中のマグネシウムイオン、アルミウニムイオン等の金属
イオンが溶出してシリカゲルとなってしまい、pHが11を
越えると鎖状構造粘土鉱物の分解が速くなってしまう。
このpHの調整は、珪酸金属塩ゲルのもっているpH緩衝作
用を利用するのがよい。ホウ酸イオン、リン酸イオン等
の通常のpH緩衝剤は鎖状構造粘土鉱物の分解を促進する
ので望ましくない。
11の範囲内とする。pHが３未満では、鎖状構造粘土鉱物
中のマグネシウムイオン、アルミウニムイオン等の金属
イオンが溶出してシリカゲルとなってしまい、pHが11を
越えると鎖状構造粘土鉱物の分解が速くなってしまう。
このpHの調整は、珪酸金属塩ゲルのもっているpH緩衝作
用を利用するのがよい。ホウ酸イオン、リン酸イオン等
の通常のpH緩衝剤は鎖状構造粘土鉱物の分解を促進する
ので望ましくない。
また、前記の珪酸金属塩ゲルを懸濁した水溶液を加熱
する（水熱処理）方法としては、液相の存在下で加熱す
る方法がある。この加熱条件としては、350℃以下とす
る。350℃を越えると、鎖状構造粘土鉱物の分解が著し
い。例えば、セピオライトは200℃においても長時間（5
0時間以上）の水熱処理ではスメクタイトに一部変化す
るので、水熱処理は350℃以下、好ましくは200℃以下の
温度で行う。しかしながら、100℃未満の温度では珪酸
金属塩ゲルの結晶化速度が遅く、好ましくないので、10
0〜200℃の範囲が最も望ましい。
する（水熱処理）方法としては、液相の存在下で加熱す
る方法がある。この加熱条件としては、350℃以下とす
る。350℃を越えると、鎖状構造粘土鉱物の分解が著し
い。例えば、セピオライトは200℃においても長時間（5
0時間以上）の水熱処理ではスメクタイトに一部変化す
るので、水熱処理は350℃以下、好ましくは200℃以下の
温度で行う。しかしながら、100℃未満の温度では珪酸
金属塩ゲルの結晶化速度が遅く、好ましくないので、10
0〜200℃の範囲が最も望ましい。
また、水熱処理の時間としては、１〜100時間が望ま
しい。
しい。
実施例３に示すように、水熱処理の際に水溶性マグネ
シウム塩を加えると、結晶成長が促進され、150℃にお
いても鎖状構造粘土鉱物を合成することができる。従っ
て、水熱処理の水溶液中に該水溶性マグネシウム塩を添
加してもよい。該水溶性マグネシウム塩としては、塩化
マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等
が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いる。
シウム塩を加えると、結晶成長が促進され、150℃にお
いても鎖状構造粘土鉱物を合成することができる。従っ
て、水熱処理の水溶液中に該水溶性マグネシウム塩を添
加してもよい。該水溶性マグネシウム塩としては、塩化
マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等
が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いる。
なお、本発明によれば、鎖状構造粘土鉱物の純度、イ
オン交換容量、結晶サイズなどの制御も可能である。
オン交換容量、結晶サイズなどの制御も可能である。
このように、本発明によって鎖状構造粘土鉱物を効率
よく製造することが可能となり、天然の鎖状構造粘土鉱
物の改質や新規触媒の開発に本発明が役立つと考えられ
る。例えば、トルコ産のセピオライトのあるものは濃い
茶色に着色してその用途が制限されるが、このような茶
色のセピオライトを核として本発明の水熱処理を行うこ
とにより白に近いセピオライトを合成することが可能で
ある。
よく製造することが可能となり、天然の鎖状構造粘土鉱
物の改質や新規触媒の開発に本発明が役立つと考えられ
る。例えば、トルコ産のセピオライトのあるものは濃い
茶色に着色してその用途が制限されるが、このような茶
色のセピオライトを核として本発明の水熱処理を行うこ
とにより白に近いセピオライトを合成することが可能で
ある。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１ オルト珪酸ナトリウム（ナカライテスク社製）15.12g
を蒸留水840mlに溶解し、ここへ4N塩酸を滴下してpH3.0
に調整する。塩化マグネシウム・六水塩48.9gを加えて
溶解させ、この均一溶液に1N水酸化ナトリウム41mlを３
時間かけて撹拌しながら滴下した。滴下後、一晩ゲルを
熟成させた後、吸引ろ過し、ゲルを水で５回洗浄した。
このようにして得たゲル（乾燥重量で250mg）をトルコ
エスキシェヒール産セピオライト73mgと混合し、蒸留水
60mlに懸濁させ（ゲルを含まない懸濁液のpHは8.5）、
テフロン内張りのステンレス製耐圧容器に入れ、直径1c
mのアルミナ球２個を入れて20rpmの速度で容器を揺動さ
せながら200℃で14時間加熱した。室温まで冷却の後、
吸引ろ過により生成物を集めた。生成物は蒸留水で３回
洗浄後、60℃で一晩真空乾燥した。生成物の粉末Ｘ線回
折チャートを第１図に示す。Ｘ線回折のｄ＝12.1Åの
（110）ピークにより，珪素を内部標準として生成物中
のセピオライトの量を定量したところ160mgのセピオラ
イトを含んでいることがわかり、セピオライトが結晶成
長していることが示された。また、示差熱分析の250〜3
50℃の結合水の吸熱ピークの吸熱量からもセピオライト
が結晶成長していることが確認された。
を蒸留水840mlに溶解し、ここへ4N塩酸を滴下してpH3.0
に調整する。塩化マグネシウム・六水塩48.9gを加えて
溶解させ、この均一溶液に1N水酸化ナトリウム41mlを３
時間かけて撹拌しながら滴下した。滴下後、一晩ゲルを
熟成させた後、吸引ろ過し、ゲルを水で５回洗浄した。
このようにして得たゲル（乾燥重量で250mg）をトルコ
エスキシェヒール産セピオライト73mgと混合し、蒸留水
60mlに懸濁させ（ゲルを含まない懸濁液のpHは8.5）、
テフロン内張りのステンレス製耐圧容器に入れ、直径1c
mのアルミナ球２個を入れて20rpmの速度で容器を揺動さ
せながら200℃で14時間加熱した。室温まで冷却の後、
吸引ろ過により生成物を集めた。生成物は蒸留水で３回
洗浄後、60℃で一晩真空乾燥した。生成物の粉末Ｘ線回
折チャートを第１図に示す。Ｘ線回折のｄ＝12.1Åの
（110）ピークにより，珪素を内部標準として生成物中
のセピオライトの量を定量したところ160mgのセピオラ
イトを含んでいることがわかり、セピオライトが結晶成
長していることが示された。また、示差熱分析の250〜3
50℃の結合水の吸熱ピークの吸熱量からもセピオライト
が結晶成長していることが確認された。
実施例２ 水熱処理の加熱時間を40時間とした以外は、実施例１
と同様にしてセピオライトを製造した。この生成物の粉
末Ｘ線回折チャートを第２図に示す。第２図より明らか
なように、生成物は結晶成長したセピオライトであるこ
とがわかる。
と同様にしてセピオライトを製造した。この生成物の粉
末Ｘ線回折チャートを第２図に示す。第２図より明らか
なように、生成物は結晶成長したセピオライトであるこ
とがわかる。
実施例３ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.326g）と、トルコ産セピオライト76mgと、硫
酸マグネシウム・七水和塩20.2gとをイオン交換水60ml
に超音波照射して懸濁させ（ゲルを含まない懸濁液のpH
は７）、容量100mgのテフロン内張りのステンレス製耐
圧容器に入れて、直径1cmのアルミナ球３個を入れ、150
℃で95時間、20rpmの速度で容器を揺動させ撹拌した。
室温まで冷却後、生成物を水洗し、60℃で一晩真空乾燥
させた。Siを内部標準としてセピオライトの量をＸ線回
折で定量したところ127mgのセピオライトを含むことが
わかり、セピオライトが合成されたことが確認された。
燥重量で0.326g）と、トルコ産セピオライト76mgと、硫
酸マグネシウム・七水和塩20.2gとをイオン交換水60ml
に超音波照射して懸濁させ（ゲルを含まない懸濁液のpH
は７）、容量100mgのテフロン内張りのステンレス製耐
圧容器に入れて、直径1cmのアルミナ球３個を入れ、150
℃で95時間、20rpmの速度で容器を揺動させ撹拌した。
室温まで冷却後、生成物を水洗し、60℃で一晩真空乾燥
させた。Siを内部標準としてセピオライトの量をＸ線回
折で定量したところ127mgのセピオライトを含むことが
わかり、セピオライトが合成されたことが確認された。
比較例１ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.280g）を天然セピオライトと混合せずに、60
mlのイオン交換水に懸濁させ、容量100mlのテフロン内
張りステンレス製耐圧容器に入れて、直径1cmのアルミ
ナ球と共に200℃で50時間揺動させ、水熱処理を行っ
た。生成物は透過電子顕微鏡観察では繊維状であるが、
Ｘ線回折ではセピオライトのピークが極めて小さく、セ
ピオライトの生成の収率が低いことがわかった。
燥重量で0.280g）を天然セピオライトと混合せずに、60
mlのイオン交換水に懸濁させ、容量100mlのテフロン内
張りステンレス製耐圧容器に入れて、直径1cmのアルミ
ナ球と共に200℃で50時間揺動させ、水熱処理を行っ
た。生成物は透過電子顕微鏡観察では繊維状であるが、
Ｘ線回折ではセピオライトのピークが極めて小さく、セ
ピオライトの生成の収率が低いことがわかった。
比較例２ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.250g）をトルコ産セピオライト73mgと混合
し、蒸留水に懸濁させた。これを水熱処理することなく
吸引ろ過で集め、60℃で一晩乾燥した。得られたＸ線回
折のチャートを第３図に示す。第３図よりわかるように
セピオライトの回折ピークは強度が小さく、Siを内部標
準とした定量においてもセピオライトの量は増加してい
ないことがわかった。
燥重量で0.250g）をトルコ産セピオライト73mgと混合
し、蒸留水に懸濁させた。これを水熱処理することなく
吸引ろ過で集め、60℃で一晩乾燥した。得られたＸ線回
折のチャートを第３図に示す。第３図よりわかるように
セピオライトの回折ピークは強度が小さく、Siを内部標
準とした定量においてもセピオライトの量は増加してい
ないことがわかった。
比較例３ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.27g）をトルコ産セピオライト80mgと混合
し、懸濁液を400℃、20時間水熱処理を行った。生成物
は、粉末Ｘ線回折より、スメクタイトであることがわか
った。
燥重量で0.27g）をトルコ産セピオライト80mgと混合
し、懸濁液を400℃、20時間水熱処理を行った。生成物
は、粉末Ｘ線回折より、スメクタイトであることがわか
った。
比較例４ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.25g）をトルコ産セピオライト72mgと混合
し、イオン交換水60mlに懸濁させた。ここへ、セチルト
リメチルアンモニウムブロミド0.55gを加え、200℃で14
時間反応させた。生成物は赤外線吸収スペクトルで2950
cm-1にＣ−Ｈ伸縮伸動が現れ、Ｘ線回折はスメクタイト
のパターンを示し、スメクタイト・セチルトリメチルア
ンモニウムイオンの層間化合物であると考えられる。
燥重量で0.25g）をトルコ産セピオライト72mgと混合
し、イオン交換水60mlに懸濁させた。ここへ、セチルト
リメチルアンモニウムブロミド0.55gを加え、200℃で14
時間反応させた。生成物は赤外線吸収スペクトルで2950
cm-1にＣ−Ｈ伸縮伸動が現れ、Ｘ線回折はスメクタイト
のパターンを示し、スメクタイト・セチルトリメチルア
ンモニウムイオンの層間化合物であると考えられる。
比較例５ 実施例１と同様に調製した珪酸マグネシウムゲル（乾
燥重量で0.25g）をトルコ産セピオライト72mgと混合
し、イオン交換水60mlに懸濁させた。ここへ、ドデシル
硫酸ナトリウム0.87gを加え、200℃で14時間撹拌した。
生成物の赤外線吸収スペクトルは、1100cm-1に吸収を示
し、シリカゲルが主成分であることを示した。セピオラ
イトのマグネシウムイオンが酸によって溶出したものと
考えられる。
燥重量で0.25g）をトルコ産セピオライト72mgと混合
し、イオン交換水60mlに懸濁させた。ここへ、ドデシル
硫酸ナトリウム0.87gを加え、200℃で14時間撹拌した。
生成物の赤外線吸収スペクトルは、1100cm-1に吸収を示
し、シリカゲルが主成分であることを示した。セピオラ
イトのマグネシウムイオンが酸によって溶出したものと
考えられる。
なお、上記実施例、比較例におけるセピオライトの収
率（核として加えたセピオライトの量に対する収率）を
表に示す。
率（核として加えたセピオライトの量に対する収率）を
表に示す。
第１図は実施例１における生成物の粉末Ｘ線回折チャー
ト、第２図は実施例２における生成物の粉末Ｘ線回折チ
ャート、第３図は比較例２における生成物の粉末Ｘ線回
折チャートである。
ト、第２図は実施例２における生成物の粉末Ｘ線回折チ
ャート、第３図は比較例２における生成物の粉末Ｘ線回
折チャートである。
Claims (1)
- 【請求項１】珪酸金属塩ゲルを、予め鎖状構造粘土鉱物
が懸濁してなり、室温でのpHが３〜11の水溶液に懸濁さ
せると共に350℃以下で加熱することを特徴とする鎖状
構造粘土鉱物の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330810A JP2704421B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 鎖状横造粘土鉱物の製造方法 |
| GB8928987A GB2226553B (en) | 1988-12-27 | 1989-12-22 | Process for producing clay mineral of chain structure |
| US07/457,835 US4987106A (en) | 1988-12-27 | 1989-12-27 | Process for producing clay mineral of chain structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330810A JP2704421B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 鎖状横造粘土鉱物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175609A JPH02175609A (ja) | 1990-07-06 |
| JP2704421B2 true JP2704421B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=18236804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63330810A Expired - Fee Related JP2704421B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 鎖状横造粘土鉱物の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4987106A (ja) |
| JP (1) | JP2704421B2 (ja) |
| GB (1) | GB2226553B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2656298B1 (fr) * | 1989-12-27 | 1992-07-24 | Rhone Poulenc Chimie | Nouvelles argiles pontees a grand espacement interfoliaire et leur procede de preparation. |
| JP3307406B2 (ja) * | 1991-01-14 | 2002-07-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 層状シリカ−金属酸化物多孔体の製造方法 |
| US5427711A (en) * | 1991-12-29 | 1995-06-27 | Kao Corporation | Synthesized inorganic ion exchange material and detergent composition containing the same |
| EP0550048B2 (en) * | 1991-12-29 | 1999-07-28 | Kao Corporation | Inorganic ion exchange material and detergent composition |
| US5413978A (en) * | 1993-11-30 | 1995-05-09 | Engelhard Corporation | Catalytically inert particles for blending with petroleum cracking catalyst |
| US5618783A (en) * | 1994-03-03 | 1997-04-08 | Kao Corporation | Synthesized inorganic ion exchange material and detergent composition containing the same |
| US5545599A (en) * | 1994-09-23 | 1996-08-13 | U.S. Borax, Inc. | Process for whitening kaolin |
| AUPN538295A0 (en) * | 1995-09-13 | 1995-10-05 | Australian National University, The | Magnesiosilicate cation exchange compounds |
| US6444601B1 (en) * | 1998-11-12 | 2002-09-03 | Itc, Inc. | Purified attapulgite clay |
| WO2001004054A1 (fr) * | 1999-07-08 | 2001-01-18 | Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd. | Sel polybasique composite modifie par zinc, procede de production de ce sel, et utilisation |
| ES2199666B1 (es) * | 2002-02-25 | 2005-06-01 | Repsol Quimica, S.A. | Procedimiento de produccion de polioleteres. |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2318753A (en) * | 1939-12-01 | 1943-05-11 | Nat Aluminate Corp | Ceramics |
| US4676929A (en) * | 1985-06-10 | 1987-06-30 | Corning Glass Works | Gels, gel products and methods |
| US4777206A (en) * | 1986-04-07 | 1988-10-11 | Corning Glass Works | Article of manufacture composed of gel |
| US4715987A (en) * | 1986-05-12 | 1987-12-29 | Corning Glass Works | Method of treating phyllosilicates |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63330810A patent/JP2704421B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-22 GB GB8928987A patent/GB2226553B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-27 US US07/457,835 patent/US4987106A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4987106A (en) | 1991-01-22 |
| GB2226553A (en) | 1990-07-04 |
| GB2226553B (en) | 1992-07-29 |
| GB8928987D0 (en) | 1990-02-28 |
| JPH02175609A (ja) | 1990-07-06 |
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|---|---|---|---|
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