JPH08268711A - 改質層状ケイ酸塩の製造方法 - Google Patents
改質層状ケイ酸塩の製造方法Info
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- JPH08268711A JPH08268711A JP7410395A JP7410395A JPH08268711A JP H08268711 A JPH08268711 A JP H08268711A JP 7410395 A JP7410395 A JP 7410395A JP 7410395 A JP7410395 A JP 7410395A JP H08268711 A JPH08268711 A JP H08268711A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 組成式
Ｍ2ＳｉxＯ2x+1・ｙＨ2Ｏ
（式中のＭの中の少なくとも１個はアルカリ金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩を、酸性物質で処理
したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩若し
くは水酸化物を用いて処理することにより、改質層状ケ
イ酸塩を製造する方法である。 【効果】 層状ケイ酸塩を改質して、陽イオン交換容量
を向上させた層状ケイ酸塩を効率よく製造することがで
きる。
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩を、酸性物質で処理
したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩若し
くは水酸化物を用いて処理することにより、改質層状ケ
イ酸塩を製造する方法である。 【効果】 層状ケイ酸塩を改質して、陽イオン交換容量
を向上させた層状ケイ酸塩を効率よく製造することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改質層状ケイ酸塩の製造
方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、層状ケイ酸塩を改質して、陽イオン交換容量を向上
させた層状ケイ酸塩を効率よく製造する方法に関するも
のである。
方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、層状ケイ酸塩を改質して、陽イオン交換容量を向上
させた層状ケイ酸塩を効率よく製造する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】層状の結晶性を有するケイ酸塩の中で、
層構造がＳｉとＯから成り、層間に存在する陽イオンが
アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオン若しくは
その一部が水素イオンで置き換わったものである物質
は、その構造的な特徴から、イオン交換体、吸着剤、触
媒などへの応用が期待されている。その中で、特に有用
と考えられているのは、Ｎａ、Ｓｉ、ＯとＨのみから構
成されるシンプルな層状アルカリ金属ケイ酸塩で、この
ようなものとしては、例えばジシリケート（Ｎａ2Ｓｉ2
Ｏ5）、マカタイト（Ｎａ2Ｓｉ4Ｏ9・５Ｈ2Ｏ）、アイ
ラーアイト（Ｎａ2Ｓｉ8Ｏ17・１０Ｈ2Ｏ）、マガディ
アイト（Ｎａ2Ｓｉ14Ｏ29・１０Ｈ2Ｏ）、ケニヤアイト
（Ｎａ2Ｓｉ20Ｏ41・１０Ｈ2Ｏ）が知られている。もち
ろん、これらの物質中のＮａの一部又は全部が他のアル
カリ金属やアルカリ土類金属、あるいはその一部が水素
に置き換ったものも含まれる。
層構造がＳｉとＯから成り、層間に存在する陽イオンが
アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオン若しくは
その一部が水素イオンで置き換わったものである物質
は、その構造的な特徴から、イオン交換体、吸着剤、触
媒などへの応用が期待されている。その中で、特に有用
と考えられているのは、Ｎａ、Ｓｉ、ＯとＨのみから構
成されるシンプルな層状アルカリ金属ケイ酸塩で、この
ようなものとしては、例えばジシリケート（Ｎａ2Ｓｉ2
Ｏ5）、マカタイト（Ｎａ2Ｓｉ4Ｏ9・５Ｈ2Ｏ）、アイ
ラーアイト（Ｎａ2Ｓｉ8Ｏ17・１０Ｈ2Ｏ）、マガディ
アイト（Ｎａ2Ｓｉ14Ｏ29・１０Ｈ2Ｏ）、ケニヤアイト
（Ｎａ2Ｓｉ20Ｏ41・１０Ｈ2Ｏ）が知られている。もち
ろん、これらの物質中のＮａの一部又は全部が他のアル
カリ金属やアルカリ土類金属、あるいはその一部が水素
に置き換ったものも含まれる。
【０００３】イオン交換体、吸着剤、触媒など、層状ア
ルカリ金属ケイ酸塩の応用が期待される分野では、層間
に存在する交換性のカチオン（上記の例示物質の中では
Ｎａ +）が多いものほど（すなわちＮａ2Ｏ／ＳｉＯ2モ
ル比が大きいものほど）、より高い機能の発現を期待で
きる場合が多い。しかし、これらの用途では多くの場
合、水溶液中で使用されるので、ジシリケートのような
水溶性のあるものは実質的には不適当であり、したがっ
て交換性陽イオンを比較的多く含み、かつ、難溶性ない
し非水溶性であるマカタイト、アイラーアイトなどの層
状アルカリ金属ケイ酸塩が有益なものと考えられる。
ルカリ金属ケイ酸塩の応用が期待される分野では、層間
に存在する交換性のカチオン（上記の例示物質の中では
Ｎａ +）が多いものほど（すなわちＮａ2Ｏ／ＳｉＯ2モ
ル比が大きいものほど）、より高い機能の発現を期待で
きる場合が多い。しかし、これらの用途では多くの場
合、水溶液中で使用されるので、ジシリケートのような
水溶性のあるものは実質的には不適当であり、したがっ
て交換性陽イオンを比較的多く含み、かつ、難溶性ない
し非水溶性であるマカタイト、アイラーアイトなどの層
状アルカリ金属ケイ酸塩が有益なものと考えられる。
【０００４】マカタイトは、天然ではケニア［「Ａｍ．
Ｍｉｎｅｒａｌ．」第５５巻，第３５８ページ（１９７
０年）］やロシア［「Ｄｏｋｌ Ａｋａｄ Ｎａｕｋ
ＳＳＳＲ」第２５５巻，第９７１ページ（１９８０
年）］で産出される。しかしながら、このマカタイトを
前記用途に使用するには不純物の少ないものが望ましい
が、天然品は不純物が多くて不適当である。
Ｍｉｎｅｒａｌ．」第５５巻，第３５８ページ（１９７
０年）］やロシア［「Ｄｏｋｌ Ａｋａｄ Ｎａｕｋ
ＳＳＳＲ」第２５５巻，第９７１ページ（１９８０
年）］で産出される。しかしながら、このマカタイトを
前記用途に使用するには不純物の少ないものが望ましい
が、天然品は不純物が多くて不適当である。
【０００５】純度の高いマカタイトは、合成することに
よって得ることができ、マカタイトを実際に合成した例
としては、これまで、ＳｉＯ2‐Ｎａ2Ｏ‐Ｈ2Ｏ系水熱
反応で合成したもの［「Ｚ．Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇ
ｒ．」第１９７巻，第１ページ（１９９１年）が報告さ
れている。一方、アイラーアイトは、合成によって初め
て発見された物質［「Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｓｃｉ．」
第１９巻，第６４８ページ（１９６４年）］で、合成条
件もこの報告に記載されており、再現可能である。
よって得ることができ、マカタイトを実際に合成した例
としては、これまで、ＳｉＯ2‐Ｎａ2Ｏ‐Ｈ2Ｏ系水熱
反応で合成したもの［「Ｚ．Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇ
ｒ．」第１９７巻，第１ページ（１９９１年）が報告さ
れている。一方、アイラーアイトは、合成によって初め
て発見された物質［「Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｓｃｉ．」
第１９巻，第６４８ページ（１９６４年）］で、合成条
件もこの報告に記載されており、再現可能である。
【０００６】ところで、マカタイトやアイラーアイトの
ような層状ケイ酸塩が、高い機能を発現するためには層
間に存在する陽イオンが容易に交換可能であることが必
要となる。この層間の陽イオンの交換性は一般に「陽イ
オン交換容量」で表わされる。しかしながら、例えば、
前記の合成法で得たマカタイトの陽イオン交換容量を測
定してみても、元から含まれるＮａイオンの２０％程度
しか交換しない。
ような層状ケイ酸塩が、高い機能を発現するためには層
間に存在する陽イオンが容易に交換可能であることが必
要となる。この層間の陽イオンの交換性は一般に「陽イ
オン交換容量」で表わされる。しかしながら、例えば、
前記の合成法で得たマカタイトの陽イオン交換容量を測
定してみても、元から含まれるＮａイオンの２０％程度
しか交換しない。
【０００７】一方、層状ケイ酸塩の改質方法について
は、例えば国際特許公開８８−９１号に開示されている
が、アイラーアイトやマカタイトの例示はない。そもそ
も、マカタイトやアイラーアイトについては、基本的な
物性に関する知見が極めて少ないのが実状である。
は、例えば国際特許公開８８−９１号に開示されている
が、アイラーアイトやマカタイトの例示はない。そもそ
も、マカタイトやアイラーアイトについては、基本的な
物性に関する知見が極めて少ないのが実状である。
【０００８】したがって、マカタイトやアイラーアイト
など、組成式 Ｍ2ＳｉxＯ2x+1・ｙＨ2Ｏ （式中のＭの中の少なくとも１個はアルカリ金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩の機能向上、例えば
陽イオン交換容量の向上を目的とした改質が望まれてい
た。
など、組成式 Ｍ2ＳｉxＯ2x+1・ｙＨ2Ｏ （式中のＭの中の少なくとも１個はアルカリ金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩の機能向上、例えば
陽イオン交換容量の向上を目的とした改質が望まれてい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、層状ケイ酸塩の陽イオン交換容量を向上
させた改質層状ケイ酸塩を効率よく製造する方法を提供
することを目的としてなされたものである。
事情のもとで、層状ケイ酸塩の陽イオン交換容量を向上
させた改質層状ケイ酸塩を効率よく製造する方法を提供
することを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、層状ケイ
酸塩を改質して陽イオン交換容量を向上させる方法につ
いて、鋭意研究を重ねた結果、層状ケイ酸塩を酸性物質
を用いて処理したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属の塩若しくは水酸化物を用いて処理することにより
その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づい
て、本発明を完成するに至った。
酸塩を改質して陽イオン交換容量を向上させる方法につ
いて、鋭意研究を重ねた結果、層状ケイ酸塩を酸性物質
を用いて処理したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属の塩若しくは水酸化物を用いて処理することにより
その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づい
て、本発明を完成するに至った。
【００１１】すなわち、本発明は、組成式 Ｍ2ＳｉxＯ2x+1・ｙＨ2Ｏ （式中のＭの中の少なくとも１個はアルカリ金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩を、酸性物質で処理
したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩若し
くは水酸化物を用いて処理することを特徴とする改質層
状ケイ酸塩の製造方法を提供するものである。
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩を、酸性物質で処理
したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩若し
くは水酸化物を用いて処理することを特徴とする改質層
状ケイ酸塩の製造方法を提供するものである。
【００１２】本発明方法においては、原料として、前記
一般式（Ｉ）の組成式で表わされる層状ケイ酸塩が用い
られる。この層状ケイ酸塩としては、例えばマカタイト
やアイラーアイト（含まれるＮａの一部が水素原子、あ
るいは一部又は全部が他のアルカリ金属で置換されてい
るものも含む）などが挙げられる。これらの層状ケイ酸
塩の一部は天然にも産出するが、ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ
2Ｏ系水熱反応で製造することができ、いずれも利用可
能である。ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ2Ｏ系水熱反応法で製
造する際の原料は、シリカ源としては非晶質シリカ、沈
降性ケイ酸などを、Ｎａ源としてはＮａＯＨやＮａ2Ｃ
Ｏ3などを、またシリカ及びＮａを含む原料としてアル
カリ金属ケイ酸塩や水ガラスのようなその水溶液も使用
することができる。製造方法としては、アイラーアイト
を製造する場合は、シリカ源、Ｎａ源及び水をＳｉＯ2
／Ｎａ2Ｏモル比４、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏモル比２０の割合
で含む反応混合物を密閉容器内で１００℃に、７日間保
って結晶化する方法、マカタイトを製造する場合には、
シリカ源、Ｎａ源及び水をＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比３、
Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏモル比７の割合で含む反応混合物を同様
に１２０℃に、３０日間保って結晶化する方法を挙げる
ことができる。このような製造方法においては、結晶化
に極めて長い時間を要するという欠点があるが、これ
は、前記ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ2Ｏ系反応混合物中に、
有機塩や無機塩を添加することによって飛躍的に短縮化
することができ、この場合、結晶化に要する時間は１０
０時間以内となる。場合によっては、その他の添加物を
原料混合物に加え反応条件を向上させることも可能であ
る。このようにして製造された層状ケイ酸塩は、その結
晶構造を粉末Ｘ線回折などにより同定することができ
る。そして、これらの反応生成物から、洗浄により不純
物を取り除き、所望に応じ乾燥して本発明方法に供する
ことができる。
一般式（Ｉ）の組成式で表わされる層状ケイ酸塩が用い
られる。この層状ケイ酸塩としては、例えばマカタイト
やアイラーアイト（含まれるＮａの一部が水素原子、あ
るいは一部又は全部が他のアルカリ金属で置換されてい
るものも含む）などが挙げられる。これらの層状ケイ酸
塩の一部は天然にも産出するが、ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ
2Ｏ系水熱反応で製造することができ、いずれも利用可
能である。ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ2Ｏ系水熱反応法で製
造する際の原料は、シリカ源としては非晶質シリカ、沈
降性ケイ酸などを、Ｎａ源としてはＮａＯＨやＮａ2Ｃ
Ｏ3などを、またシリカ及びＮａを含む原料としてアル
カリ金属ケイ酸塩や水ガラスのようなその水溶液も使用
することができる。製造方法としては、アイラーアイト
を製造する場合は、シリカ源、Ｎａ源及び水をＳｉＯ2
／Ｎａ2Ｏモル比４、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏモル比２０の割合
で含む反応混合物を密閉容器内で１００℃に、７日間保
って結晶化する方法、マカタイトを製造する場合には、
シリカ源、Ｎａ源及び水をＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比３、
Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏモル比７の割合で含む反応混合物を同様
に１２０℃に、３０日間保って結晶化する方法を挙げる
ことができる。このような製造方法においては、結晶化
に極めて長い時間を要するという欠点があるが、これ
は、前記ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｈ2Ｏ系反応混合物中に、
有機塩や無機塩を添加することによって飛躍的に短縮化
することができ、この場合、結晶化に要する時間は１０
０時間以内となる。場合によっては、その他の添加物を
原料混合物に加え反応条件を向上させることも可能であ
る。このようにして製造された層状ケイ酸塩は、その結
晶構造を粉末Ｘ線回折などにより同定することができ
る。そして、これらの反応生成物から、洗浄により不純
物を取り除き、所望に応じ乾燥して本発明方法に供する
ことができる。
【００１３】本発明方法においては、前記層状ケイ酸塩
を、まず酸性物質で処理することが必要である。この酸
性物質による処理は、酸性物質を含むｐＨ６以下、好ま
しくは４以下の水溶液を用いて行うのが有利である。酸
性物質としては、使用量が少なく、しかも価格が安いな
どの点から例えば塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸が好適で
ある。これらの酸性物質は、単独で用いてもよいし、２
種以上を組み合わせて用いてもよい。
を、まず酸性物質で処理することが必要である。この酸
性物質による処理は、酸性物質を含むｐＨ６以下、好ま
しくは４以下の水溶液を用いて行うのが有利である。酸
性物質としては、使用量が少なく、しかも価格が安いな
どの点から例えば塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸が好適で
ある。これらの酸性物質は、単独で用いてもよいし、２
種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】このような酸性物質による処理は、層状ケ
イ酸塩の中に含まれるアルカリ金属の量が、処理前の５
０％以下になるまで行うのが好ましく、特にアルカリ金
属のすべてが水素原子で置換されたもの、すなわち層状
ケイ酸に変換されるまで行うのが好ましい。さらに、こ
の酸性物質による処理においては、層状ケイ酸塩の層構
造が少なくとも部分的に維持されていることが重要であ
る。なお、この「少なくとも部分的に維持される」と
は、もとの層状ケイ酸塩と全く同じ層構造を保つこと必
要条件としているわけでなく、酸性物質による処理後に
層構造が存在していればよい。この酸性物質による処理
は、好ましくは酸性物質を溶解若しくは添加した水溶液
に層状ケイ酸塩を分散することによって行うが、この条
件は水素イオンによるイオン交換の程度と層構造の保存
が達成される範囲で選択される。このように酸性物質で
処理することによって得た層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸
は、処理後に洗浄を行えば、乾燥の有無にかかわらず次
のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の塩又は水酸
化物を用いた処理に用いることができる。
イ酸塩の中に含まれるアルカリ金属の量が、処理前の５
０％以下になるまで行うのが好ましく、特にアルカリ金
属のすべてが水素原子で置換されたもの、すなわち層状
ケイ酸に変換されるまで行うのが好ましい。さらに、こ
の酸性物質による処理においては、層状ケイ酸塩の層構
造が少なくとも部分的に維持されていることが重要であ
る。なお、この「少なくとも部分的に維持される」と
は、もとの層状ケイ酸塩と全く同じ層構造を保つこと必
要条件としているわけでなく、酸性物質による処理後に
層構造が存在していればよい。この酸性物質による処理
は、好ましくは酸性物質を溶解若しくは添加した水溶液
に層状ケイ酸塩を分散することによって行うが、この条
件は水素イオンによるイオン交換の程度と層構造の保存
が達成される範囲で選択される。このように酸性物質で
処理することによって得た層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸
は、処理後に洗浄を行えば、乾燥の有無にかかわらず次
のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の塩又は水酸
化物を用いた処理に用いることができる。
【００１５】次に、このようにして酸性物質で処理され
て成る層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸は、アルカリ金属若
しくはアルカリ土類金属の塩又は水酸化物により処理さ
れる。この処理は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類
金属の塩又は水酸化物を含むｐＨ７．５以上、好ましく
は９以上の水溶液を用い、このものと前記の酸性物質で
処理されて成る層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸とを混合す
ることにより行うのが有利である。また、アルカリ金属
やアルカリ土類金属は、改質後の層状ケイ酸塩をどのよ
うな組成にするかによって選択されるが、ナトリウム及
びカリウムが好適である。塩としては、例えば水溶性の
塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩などが好適である。こ
のアルカリ金属の塩や水酸化物、アルカリ土類金属の塩
や水酸化物は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。この処理において、水溶液のｐＨが
７．５未満では層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸中の水素イ
オンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が十分
に行われず、また、交換が十分に行われたとしても時間
がかかったりして好ましくない。処理条件は、水素イオ
ンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が所望の
程度達成され、かつ改質層状ケイ酸塩の層状構造（もと
の層構造と必ずしも同一である必要はない）が保たれる
ように選ばれる。アルカリ金属若しくはアルカリ土類金
属の塩又は水酸化物の水溶液の濃度は特に限定されない
が、その量は、層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸に対して当
量以上が好ましく、特に２当量以上が好適である。この
量が当量未満では層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸中の水素
イオンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が十
分に行われない。
て成る層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸は、アルカリ金属若
しくはアルカリ土類金属の塩又は水酸化物により処理さ
れる。この処理は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類
金属の塩又は水酸化物を含むｐＨ７．５以上、好ましく
は９以上の水溶液を用い、このものと前記の酸性物質で
処理されて成る層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸とを混合す
ることにより行うのが有利である。また、アルカリ金属
やアルカリ土類金属は、改質後の層状ケイ酸塩をどのよ
うな組成にするかによって選択されるが、ナトリウム及
びカリウムが好適である。塩としては、例えば水溶性の
塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩などが好適である。こ
のアルカリ金属の塩や水酸化物、アルカリ土類金属の塩
や水酸化物は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。この処理において、水溶液のｐＨが
７．５未満では層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸中の水素イ
オンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が十分
に行われず、また、交換が十分に行われたとしても時間
がかかったりして好ましくない。処理条件は、水素イオ
ンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が所望の
程度達成され、かつ改質層状ケイ酸塩の層状構造（もと
の層構造と必ずしも同一である必要はない）が保たれる
ように選ばれる。アルカリ金属若しくはアルカリ土類金
属の塩又は水酸化物の水溶液の濃度は特に限定されない
が、その量は、層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸に対して当
量以上が好ましく、特に２当量以上が好適である。この
量が当量未満では層状ケイ酸塩又は層状ケイ酸中の水素
イオンとアルカリ金属やアルカリ土類金属との交換が十
分に行われない。
【００１６】また、層間に２種以上のアルカリ金属やア
ルカリ土類金属を含む改質層状ケイ酸塩を得ようとする
場合には、その２種以上のアルカリ金属やアルカリ土類
金属の塩又は水酸化物を用いて処理を行う。この際、水
素イオン及び使用するアルカリ金属やアルカリ土類金属
イオンのイオン交換のしやすさにより、処理に使用する
塩又は水酸化物の量は増減させなければならない。例え
ば目的の層状ケイ酸塩を（ＮａnＫm）2Ｓｉ8Ｏ17（アイ
ラーアイト、ｎ＋ｍ＝１、Ｈ2Ｏは省略）とすれば、Ｎ
ａとＫの塩又は水酸化物で処理する前の層状ケイ酸はＨ
2Ｓｉ8Ｏ17（酸型アイラーアイト）であり、この場合、
Ｎａイオンの方がＫイオンに比べて水素イオンとの交換
が容易である。したがって、酸型アイラーアイトをＮａ
及びＫの塩又は水酸化物（仮にＮａＡ及びＫＡ′とす
る）を溶解した水溶液で処理する際に、ＮａＡとＫＡ′
の量比は目的の層状ケイ酸塩中の組成比Ｋ／Ｎａ＝ｍ／
ｎよりもＫを多く、すなわち、交換しにくいものを多く
する必要がある。なお、陽イオンの交換のしやすさは層
状ケイ酸（塩）の種類によって異なる。
ルカリ土類金属を含む改質層状ケイ酸塩を得ようとする
場合には、その２種以上のアルカリ金属やアルカリ土類
金属の塩又は水酸化物を用いて処理を行う。この際、水
素イオン及び使用するアルカリ金属やアルカリ土類金属
イオンのイオン交換のしやすさにより、処理に使用する
塩又は水酸化物の量は増減させなければならない。例え
ば目的の層状ケイ酸塩を（ＮａnＫm）2Ｓｉ8Ｏ17（アイ
ラーアイト、ｎ＋ｍ＝１、Ｈ2Ｏは省略）とすれば、Ｎ
ａとＫの塩又は水酸化物で処理する前の層状ケイ酸はＨ
2Ｓｉ8Ｏ17（酸型アイラーアイト）であり、この場合、
Ｎａイオンの方がＫイオンに比べて水素イオンとの交換
が容易である。したがって、酸型アイラーアイトをＮａ
及びＫの塩又は水酸化物（仮にＮａＡ及びＫＡ′とす
る）を溶解した水溶液で処理する際に、ＮａＡとＫＡ′
の量比は目的の層状ケイ酸塩中の組成比Ｋ／Ｎａ＝ｍ／
ｎよりもＫを多く、すなわち、交換しにくいものを多く
する必要がある。なお、陽イオンの交換のしやすさは層
状ケイ酸（塩）の種類によって異なる。
【００１７】次に、このようにして処理されたものを、
必要により乾燥することにより、所望の改質層状ケイ酸
塩が得られる。この改質層状ケイ酸塩は、未改質の層状
ケイ酸塩に比べ、大きな陽イオン交換容量を有してい
る。
必要により乾燥することにより、所望の改質層状ケイ酸
塩が得られる。この改質層状ケイ酸塩は、未改質の層状
ケイ酸塩に比べ、大きな陽イオン交換容量を有してい
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によると、層状ケイ酸塩に特定の
処理を施すことにより、大きな陽イオン交換容量をもつ
改質層状ケイ酸塩が容易に得られる。この改質層状ケイ
酸塩は、例えばイオン交換体、吸着剤、触媒などへの応
用が可能である。
処理を施すことにより、大きな陽イオン交換容量をもつ
改質層状ケイ酸塩が容易に得られる。この改質層状ケイ
酸塩は、例えばイオン交換体、吸着剤、触媒などへの応
用が可能である。
【００１９】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、各物性は以下のようにして求
めた。
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、各物性は以下のようにして求
めた。
【００２０】（１）結晶構造の同定 粉末Ｘ線回折法を用い、マカタイト及び酸型マカタイト
については、「Ｚ．Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒ．」第１９
７巻，第１ページ（１９９１年）に記載の測定結果と比
較し、アイラーアイトについては「Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ
Ｓｃｉ．」第１９巻、第６４８ページ（１９６４年）
に記載の測定結果と比較して行った。
については、「Ｚ．Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒ．」第１９
７巻，第１ページ（１９９１年）に記載の測定結果と比
較し、アイラーアイトについては「Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ
Ｓｃｉ．」第１９巻、第６４８ページ（１９６４年）
に記載の測定結果と比較して行った。
【００２１】（２）組成分析 水分量については、８００℃、１時間での強熱減量によ
り求め、ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏモル比については、蛍光Ｘ線法
により求めた。
り求め、ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏモル比については、蛍光Ｘ線法
により求めた。
【００２２】（３）陽イオン交換容量 Ｃａ交換能によって評価した。試料０．５ｇ（固形分）
をイオン交換水２００ｍｌに超音波分散し、これとは別
にＣａＯ換算で６０００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液
２５ｍｌとアンモニア性塩化アンモニウムｐＨ１０緩衝
液３ｍｌを含む３００ｍｌの水溶液を調製して試料分散
液に加え、２５℃で１０分間イオン交換させた。次い
で、ろ過してろ液のカルシウムイオン濃度をＥＤＴＡを
用いて定量し、次式より求めた。 陽イオン交換容量（ｍｅｑ／ｇ）＝〔［供試したＣａ量
（ｍｏｌ）−ろ液中のＣａ量（ｍｏｌ）］／試料量（固
形分：ｇ）〕×２０００
をイオン交換水２００ｍｌに超音波分散し、これとは別
にＣａＯ換算で６０００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液
２５ｍｌとアンモニア性塩化アンモニウムｐＨ１０緩衝
液３ｍｌを含む３００ｍｌの水溶液を調製して試料分散
液に加え、２５℃で１０分間イオン交換させた。次い
で、ろ過してろ液のカルシウムイオン濃度をＥＤＴＡを
用いて定量し、次式より求めた。 陽イオン交換容量（ｍｅｑ／ｇ）＝〔［供試したＣａ量
（ｍｏｌ）−ろ液中のＣａ量（ｍｏｌ）］／試料量（固
形分：ｇ）〕×２０００
【００２３】実施例１ ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏのモル比３．０７、固形分３７．６重
量％の市販のケイ酸ナトリウム水溶液（３号水ガラス）
を１２０℃で水分調整し、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ（Ｎａはケイ
酸ナトリウム水溶液由来）が７（モル比）となるように
した。この混合物をステンレス鋼製密閉容器に入れ１２
０℃の温度で３０日間かけて結晶化させ、その後、容器
より排出し、水洗して固液分離し、５０℃で乾燥した。
得られた粉末は、組成がＮａ2Ｓｉ4.1Ｏ9.2・４．９Ｈ2
Ｏであり、粉末Ｘ線回折の結果と併せてマカタイトであ
ることが認められたが、陽イオン交換容量は１．１ｍｅ
ｑ／ｇであった。
量％の市販のケイ酸ナトリウム水溶液（３号水ガラス）
を１２０℃で水分調整し、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ（Ｎａはケイ
酸ナトリウム水溶液由来）が７（モル比）となるように
した。この混合物をステンレス鋼製密閉容器に入れ１２
０℃の温度で３０日間かけて結晶化させ、その後、容器
より排出し、水洗して固液分離し、５０℃で乾燥した。
得られた粉末は、組成がＮａ2Ｓｉ4.1Ｏ9.2・４．９Ｈ2
Ｏであり、粉末Ｘ線回折の結果と併せてマカタイトであ
ることが認められたが、陽イオン交換容量は１．１ｍｅ
ｑ／ｇであった。
【００２４】次に、この未改質のマカタイト２０重量部
（固形分換算）を１Ｎの塩酸１０００重量部に分散し
た。１時間撹拌を続けたのち、ろ過、イオン交換水によ
る洗浄を行った。得られた粉体の組成分析を行ったとこ
ろ、Ｎａ2Ｏ／４ＳｉＯ2＝０．０１で結晶構造は酸型マ
カタイトであった。
（固形分換算）を１Ｎの塩酸１０００重量部に分散し
た。１時間撹拌を続けたのち、ろ過、イオン交換水によ
る洗浄を行った。得られた粉体の組成分析を行ったとこ
ろ、Ｎａ2Ｏ／４ＳｉＯ2＝０．０１で結晶構造は酸型マ
カタイトであった。
【００２５】さらに、この酸型マカタイト１５重量部を
０．５ＮのＮａＯＨ水溶液１０００重量部に投入し、１
時間撹拌したのち、ろ過、イオン交換水による洗浄、次
いで、６０℃での乾燥を行った。得られた粉体の結晶構
造はマカタイトで、組成はＮａ2Ｓｉ4.0Ｏ9・５．１Ｈ2
Ｏであった。陽イオン交換容量は６．６ｍｅｑ／ｇとな
った。
０．５ＮのＮａＯＨ水溶液１０００重量部に投入し、１
時間撹拌したのち、ろ過、イオン交換水による洗浄、次
いで、６０℃での乾燥を行った。得られた粉体の結晶構
造はマカタイトで、組成はＮａ2Ｓｉ4.0Ｏ9・５．１Ｈ2
Ｏであった。陽イオン交換容量は６．６ｍｅｑ／ｇとな
った。
【００２６】実施例２ シリカゲル、ＮａＯＨと水を用いてＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏの
モル比４．６、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏのモル比１３．３のケイ
酸ナトリウム含水無定形物を調製した。この混合物をス
テンレス鋼製密閉容器に入れ１２０℃の温度で７日間結
晶化させ、その後、容器より排出し、水洗して６０℃で
乾燥した。
モル比４．６、Ｈ2Ｏ／Ｎａ2Ｏのモル比１３．３のケイ
酸ナトリウム含水無定形物を調製した。この混合物をス
テンレス鋼製密閉容器に入れ１２０℃の温度で７日間結
晶化させ、その後、容器より排出し、水洗して６０℃で
乾燥した。
【００２７】得られた粉末は組成がＮａ2Ｓｉ7.9Ｏ16.8
・１０Ｈ2Ｏで粉末Ｘ線回折の結果と併せてアイラーア
イトであることが認められ、陽イオン交換容量は４．６
ｍｅｑ／ｇであった。次に、このアイラーアイト２０重
量部（固形分換算）を１Ｎの塩酸８００重量部に分散し
た。１時間撹拌を続けたのち、ろ過、イオン交換水によ
る洗浄を行った。得られた粉体の組成分析を行ったとこ
ろ、Ｎａ2Ｏ／８ＳｉＯ2＝０であった。
・１０Ｈ2Ｏで粉末Ｘ線回折の結果と併せてアイラーア
イトであることが認められ、陽イオン交換容量は４．６
ｍｅｑ／ｇであった。次に、このアイラーアイト２０重
量部（固形分換算）を１Ｎの塩酸８００重量部に分散し
た。１時間撹拌を続けたのち、ろ過、イオン交換水によ
る洗浄を行った。得られた粉体の組成分析を行ったとこ
ろ、Ｎａ2Ｏ／８ＳｉＯ2＝０であった。
【００２８】さらに、この酸型アイラーアイト１５重量
部を０．５ＮのＮａＯＨとＫＯＨの水溶液［Ｎａ：Ｋ＝
１：１（モル比）］１０００重量部に投入し、１時間撹
拌したのち、ろ過、イオン交換水による洗浄、次いで、
６０℃での乾燥を行った。得られた粉体の結晶構造はア
イラーアイトで、組成は、（Ｎａ0.9Ｋ0.1）2Ｓｉ7.9Ｏ
16.8・１０．２Ｈ2Ｏであった。陽イオン交換容量は
５．９ｍｅｑ／ｇとなった。
部を０．５ＮのＮａＯＨとＫＯＨの水溶液［Ｎａ：Ｋ＝
１：１（モル比）］１０００重量部に投入し、１時間撹
拌したのち、ろ過、イオン交換水による洗浄、次いで、
６０℃での乾燥を行った。得られた粉体の結晶構造はア
イラーアイトで、組成は、（Ｎａ0.9Ｋ0.1）2Ｓｉ7.9Ｏ
16.8・１０．２Ｈ2Ｏであった。陽イオン交換容量は
５．９ｍｅｑ／ｇとなった。
Claims (4)
- 【請求項１】 組成式 Ｍ2ＳｉxＯ2x+1・ｙＨ2Ｏ （式中のＭの中の少なくとも１個はアルカリ金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種であり、他は水素原子であっ
てもよく、ｘは３．０〜９．０の数、ｙは０〜２０の数
である）で表わされる層状ケイ酸塩を、酸性物質で処理
したのち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩若し
くは水酸化物を用いて処理することを特徴とする改質層
状ケイ酸塩の製造方法。 - 【請求項２】 酸性物質での処理を、酸性物質を含むｐ
Ｈ６以下の水溶液を用いて行う請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 酸性物質での処理によって、層状ケイ酸
塩中に含まれるアルカリ金属の量を、処理前の５０％以
下とする請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩
若しくは水酸化物での処理を、それらを含むｐＨ７．５
以上の水溶液を用いて行う請求項１、２又は３記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7410395A JPH08268711A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 改質層状ケイ酸塩の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7410395A JPH08268711A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 改質層状ケイ酸塩の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08268711A true JPH08268711A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13537526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7410395A Pending JPH08268711A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 改質層状ケイ酸塩の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08268711A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104822627A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-08-05 | 国立科学研究中心 | 制备包含有色硅酸盐矿物颗粒之组合物的方法和包含有色硅酸盐矿物颗粒的组合物 |
| JP2015189590A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 日本ポリプロ株式会社 | 層状珪酸塩の製造方法、層状珪酸塩を含むオレフィン重合用触媒成分およびオレフィン重合用触媒 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7410395A patent/JPH08268711A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104822627A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-08-05 | 国立科学研究中心 | 制备包含有色硅酸盐矿物颗粒之组合物的方法和包含有色硅酸盐矿物颗粒的组合物 |
| JP2015189590A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 日本ポリプロ株式会社 | 層状珪酸塩の製造方法、層状珪酸塩を含むオレフィン重合用触媒成分およびオレフィン重合用触媒 |
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