JPH02311311A - リチウム含有カオリナイト - Google Patents

リチウム含有カオリナイト

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JPH02311311A
JPH02311311A JP13366389A JP13366389A JPH02311311A JP H02311311 A JPH02311311 A JP H02311311A JP 13366389 A JP13366389 A JP 13366389A JP 13366389 A JP13366389 A JP 13366389A JP H02311311 A JPH02311311 A JP H02311311A
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kaolinite
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lithium
amorphous
hydrothermal synthesis
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Ritsuro Miyawaki
宮脇 律郎
Shinji Watamura
信治 渡村
Hiroyuki Mizuta
水田 博之
Masaki Maeda
雅喜 前田
Yasuo Shibazaki
靖雄 芝崎
Shinichi Maruyama
真一 丸山
Soichiro Samejima
宗一郎 鮫島
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JINKOU NENDO GOSEI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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JINKOU NENDO GOSEI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Agency of Industrial Science and Technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックス原料として多用されるカオリナイ
トを天然原料と同等の特性を具備するように人工的に水
熱合成したリチウム含有カオリナイトに関するものであ
る。
〔従来の技術〕
これまで不定形シリカと不定形アルミナの混合原料を出
発物質としたカオリナイトの水熱合成法は、主に水熱処
理温度、処理時間、原料と溶媒の比率等の水熱処理条件
について検討されてきた。このなかで、人工カオリナイ
トの収率を高める技術についてはかなりの成果が見られ
、 る。例えば、「粘土科学」第25巻、第2号、61
頁〜70頁、1985年、渡村信治。また、高圧容器を
用いた窯業原料の脱鉄法(特開昭62−7(1253)
は天然の雑粘土に塩化アルミニウムを加えてカオリナイ
トに変換する方法であり、そのカオリナイトの結晶性は
逆に良好になり過ぎる傾向があった。しかし結晶性(格
子欠陥)や結晶粒子サイズを制御したカオリナイトの合
成法は未だ確立されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、セラミックス原料として可塑性に富む
天然粘土に近い結晶性、粒子サイズを持つ人工カオリナ
イトを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
即ち本発明の要旨とする所は積層面内に格子欠陥を有し
、理想化学組成のカオリナイトのような四面体・八面体
両層間の歪を緩和し、積層を促進させた、リチウム含有
カオリナイトに係わりこれにより所期の目的を収めたも
のである。
本発明のリチウム含有カオリナイトは次の合成方法に従
って製造することができる。不定形シリカと不定形アル
ミナの混合原料を出発物質とした水熱合成において、リ
チウムイオンを添加することにより、積層面(0面)内
方向に欠陥を生じ、酸素4配位珪素四面体層(以下これ
を四面体層と称する)・酸素6配位アルミニウム八面体
層(以下これを八面体層と称する)の両層間の歪を緩和
させた天然カオリナイトに近い人工カオリナイトを合成
することができる。
本発明の合成法における水熱処理は、珪素及びアルミニ
ウム源としての出発物質である不定形シリカと不定形ア
ルミナの混合粉末原料にリチウムイオンを含む水溶液を
混合して圧力容器内に密封することによって行われる。
処理温度は150〜300°Cて、処理時間は1〜30
日間程度である。通常はリチウムイオン濃度が0.05
〜0.5mol//の水溶液を使用して水熱処理するこ
とにより、リチウムイオンを添加しない場合に 3一 対し、面内方向に欠陥の有るカオリナイトを合成するこ
とができる。処理完了後、水で十分に洗浄濾別して、人
工カオリナイトを得る。原子吸光分析により、人工カオ
リナイトはAl/L i (atomic ratio
) =0.001〜0.IのLiを含有していることが
確認された。
〔作用〕
カオリナイトの結晶構造は、四面体層と八面体層から成
っている(第1図)。しかしながら実際の四面体層と八
面体層には若干の大きさの差があるため、これら2種の
層が積層するためには歪が生じ、結晶学的応力かかかり
、結晶の成長が抑制されている。例えば、rAme+i
canMineralogisl (アメリカ合衆国鉱
物学会誌)」、第44巻、78頁〜114頁、1959
年、Thomas F、   BaIes このため、
天然のカオリナイトは一般に板状の微粒子で産出し、大
きな単結晶は非常に希である。リチウムイオンの存在下
でカオリナイトを合成すると、アルミニウムよりイオン
半径の大きいリチウムイオンの置換と八面体層 4 一 孔席への占有により八面体層が膨張し、歪が緩和され、
積層方向への成長が促進されたと考えられる。このため
面内方向ではアルミニウム及びリチウムの配列が無秩序
化し結晶度が低下したにもかかわらず、四面体・八面体
両層間の寸法の差が縮まったため層状構造の積層が促進
されたと考えられる。一方、通常のカオリナイトで八面
体層内方向に向いているO)1基は、リチウムの占有に
より立体障害が生じ、面外方向に向くためより多くのO
H基がカオリナイト表面に出るため、水分子との親和性
が向上し、可塑含水率が改善され可塑性の向上に寄与し
ていると考えられる。
〔実施例〕
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
・ 実施例 コロイダルシリカとアルミナゾルをアルミニウムと珪素
の原子比がカオリナイトの化学組成と等しい1:1にな
るよう混合し、乾燥した粉末を以下の水熱合成の出発原
料とした。上述の粉末4gと(1,1mol/A+濃度
の塩化リチウム溶液16m1をテフロン製圧力容器(容
積25m1)中に封入し、これを電気炉で230℃に5
日間保持し、冷却後試料を取り出した。第2図中にある
ように20(CuKα) =12.4°伺近の001 
ピークの回折強度がリチウムを0.05〜0.5mol
/A添加して合成した場合、無添加の場合にくらべて強
くなっている。さらにこれらの回折線の半値幅がリチウ
ム添加により小さくなっている(第2図)。
この半値幅から5ehe++e「の式に基づいて算出し
た結晶粒子サイズ(第3図)は、明らかにリチウムイオ
ン添加により0[1]方向の結晶粒子サイズが大きくな
ることを示している。一方、積層面内の欠陥の度合を示
す経験的指数であるf1inckley指数は0.30
〜0.35で、リチウムを添  ・加しないで合成され
た人工カオリナイトの085に比べ、可塑性に富みセラ
ミックス原料として優秀な本山本節や蛙目粘土(0,2
5)に近い値を示す(第4図)。さらに可塑性に深く係
わる可塑合水率(PI)値(「粘土1学」、第24巻、
第2号、47項〜55項、1984年、芝崎端雄、参照
)は36と、リチウム無添加で合成したカオリナイトの
42に対し、天然の木節粘土の32.あるいは蛙目粘土
の32に近い値となっている。
【図面の簡単な説明】
第1図はカオリナイトの結晶構造を示した説明図、第2
図は本発明の実施例品の粉末X線回折パターンを示した
線図、第3図は同上の結晶粒子サイズとLiC1濃度と
の関係を示した図表、第4図は本発明のカオリナイト、
他の人工カオリナイトおよび天然カオリナイトのHin
ckleyIndexを示した図表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)積層面内に格子欠陥を有し、理想化学組成のカオ
    リナイトのような四面体・八面体両層間の歪を緩和し、
    積層を促進させた、リチウム含有カオリナイト。
JP1133663A 1989-05-26 1989-05-26 リチウム含有カオリナイト Expired - Lifetime JPH0669886B2 (ja)

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JPH0669886B2 JPH0669886B2 (ja) 1994-09-07

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JPH05178608A (ja) * 1991-12-25 1993-07-20 Agency Of Ind Science & Technol 均一粒子径、高結晶度、高純度合成カオリナイト及びその製造方法

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WO1997000828A1 (fr) * 1995-06-23 1997-01-09 Fuji Chemical Industry Co., Ltd. Nouveau composite hydroxyde/silicates condenses, procede de production de ce composite, absorbeur d'infrarouge et film pour l'agriculture

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