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Info
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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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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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。
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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)
- (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1133663A JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1133663A JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02311311A true JPH02311311A (ja) | 1990-12-26 |
JPH0669886B2 JPH0669886B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=15110018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1133663A Expired - Lifetime JPH0669886B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | リチウム含有カオリナイト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0669886B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP1133663A patent/JPH0669886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0669886B2 (ja) | 1994-09-07 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |