JPS6246489B2 - - Google Patents

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JPS6246489B2
JPS6246489B2 JP58252071A JP25207183A JPS6246489B2 JP S6246489 B2 JPS6246489 B2 JP S6246489B2 JP 58252071 A JP58252071 A JP 58252071A JP 25207183 A JP25207183 A JP 25207183A JP S6246489 B2 JPS6246489 B2 JP S6246489B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
angstroms
silica sol
surface area
aqueous solution
Prior art date
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Application number
JP58252071A
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Japanese (ja)
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JPS60137813A (en
Inventor
Kenji Suzuki
Shozo Iida
Hiroshi Sakami
Kaoru Kawase
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPS6246489B2 publication Critical patent/JPS6246489B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、20オングストローム以上の細孔径を
有する多孔質粘土材料の製造法、さらに詳しくい
えばスメクタイト型鉱物の層間に、特定の無機物
を含有させ、層間隔を20オングストローム以上に
維持させた多孔質粘土材料の製造法に関するもの
である。
Detailed Description of the Invention The present invention provides a method for producing a porous clay material having a pore diameter of 20 angstroms or more, more specifically, a method for producing a porous clay material having a pore diameter of 20 angstroms or more, and more specifically, a method for producing a porous clay material having a pore diameter of 20 angstroms or more, and more specifically, a method for producing a porous clay material having a pore size of 20 angstroms or more, and more specifically, a method for producing a porous clay material having a pore size of 20 angstroms or more. The present invention relates to a method for producing a porous clay material maintained as described above.

スメクタイト型鉱物にはモンモリロナイト、ベ
ントナイト、緑泥石、バイデライト及び合成マイ
カがある。例えば、モンモリロナイトの結晶構造
は、けい酸四面体層―アルミナ八面体層―けい酸
四面体層が積重なつて結合し、一枚の結晶層を形
成している。また、八面体層の中心金属であるア
ルミニウムがそれより陽電荷の小さいマグネシウ
ムによつて一部置換されており、そのために層が
負電荷を帯びている。この負電荷に応じたアルカ
リ金属イオン(主としてNa+)が層と層との間に
介在して結晶層の電荷を中和している。従つてモ
ンモリロナイトは大きなカチオン交換能を有し、
また、主としてこの交換性カチオンの水和性質に
よつて層間に著量の水を吸収するので著しく大き
な膨潤性を現わす。他のスメクタイト型鉱物もモ
ンモリロナイトと同様の性質を有している。
Smectite-type minerals include montmorillonite, bentonite, chlorite, beidellite, and synthetic mica. For example, in the crystal structure of montmorillonite, a silicate tetrahedral layer, an alumina octahedral layer, and a silicate tetrahedral layer are stacked and bonded to form a single crystal layer. In addition, aluminum, the central metal of the octahedral layer, is partially replaced by magnesium, which has a lower positive charge, which gives the layer a negative charge. Alkali metal ions (mainly Na + ) corresponding to this negative charge are interposed between the layers to neutralize the charge on the crystal layer. Therefore, montmorillonite has a large cation exchange capacity,
Also, due to the hydration properties of the exchangeable cations, a significant amount of water is absorbed between the layers, resulting in extremely high swelling properties. Other smectite-type minerals also have properties similar to montmorillonite.

そして、以上のスメクタイト型鉱物はその層間
構造を利用して触媒担体或いは吸着剤等に使用す
る試みがなされている。
Attempts have been made to use the above-mentioned smectite minerals as catalyst carriers or adsorbents by utilizing their interlayer structure.

一方、第1図はスメクタイト型鉱物を水と混合
した場合の状態図を示し、aは結晶層、d1は結晶
層の厚さ(約10オングストローム)であり、この
場合層間に水を含んだ状態における層間距離d2
は、スメクタイト型鉱物と水との混合比によつて
変化し、水が多量に存在すれば最大500オングス
トローム程度の値をとり得る。しかし、スメクタ
イト型鉱物をAl3+,Ca2+などの陽イオンを含ん
だ水と混合した場合は層間の陽電荷が高まつてd2
は小さくなる。そして、陽イオン量が多くなれば
d2は遂には約10オングストロームになる。
On the other hand, Figure 1 shows the phase diagram when a smectite mineral is mixed with water, where a is the crystal layer and d 1 is the thickness of the crystal layer (approximately 10 angstroms). Interlayer distance d 2 in state
varies depending on the mixing ratio of smectite minerals and water, and can take a maximum value of about 500 angstroms if a large amount of water is present. However, when smectite minerals are mixed with water containing cations such as Al 3+ and Ca 2+ , the positive charge between the layers increases and d 2
becomes smaller. And if the amount of cations increases
d 2 ends up being about 10 angstroms.

また、従来の製造法、例えば特開昭54―5884号
及び特開昭54―16386号ではスメクタイト型鉱物
を水及び陽イオン性無機物と混合し、陽イオン性
無機物を層間の交換性カチオンとイオン交換させ
たのち加水分解させる製造法であるので、生成物
の層間距離は約10オングストローム以下である。
Furthermore, in conventional production methods, for example, JP-A-54-5884 and JP-A-54-16386, smectite-type minerals are mixed with water and cationic inorganic substances, and the cationic inorganic substances are mixed with interlayer exchangeable cations and ions. Since the production method involves exchange and then hydrolysis, the interlayer distance of the product is about 10 angstroms or less.

しかるに以上のような層間距離の短かいスメク
タイト型鉱物を吸着剤として使用する場合などに
おいては十分な効果を得られないことがある。例
えば、これを使用してガソリン精製を行う場合な
どにおいては、ガソリン中の炭素数の小さく低分
子量の炭化水素は層間に挿入されるが、炭素数の
大きな比較的分子量の大きな炭化水素は層間に挿
入されず、従つて十分な精製効果を挙げることが
できない。
However, when a smectite mineral with a short interlayer distance as described above is used as an adsorbent, a sufficient effect may not be obtained. For example, when refining gasoline using this, low molecular weight hydrocarbons with a small number of carbon atoms in gasoline are inserted between the layers, but relatively large hydrocarbons with a large number of carbon atoms and a relatively large molecular weight are inserted between the layers. It is not inserted, and therefore a sufficient purification effect cannot be achieved.

本発明者らは、先にスメクタイト型鉱物に、水
に溶けて電荷が中性を示す水溶性高分子化合物
と、陽イオン性酸化物又は陽イオン性水酸化物と
水とを加え、十分に混合したのち、乾燥、焼成す
ることにより、20オングストローム以上の細孔径
を有する微細多孔質粘土を得る方法を開発したが
(特開昭60―131878号公報)、さらに研究を重ねた
結果、前記の陽イオン性酸化物又は陽イオン性水
酸化物の代りに、重合体状シリカすなわちシリカ
ゾルを用い、これをゲル化させればより簡単に20
オングストローム以上の細孔径を有する微細多孔
質粘土が得られることを見出し、この発明をなす
に至つた。
The present inventors first added a water-soluble polymer compound that dissolves in water and has a neutral charge, a cationic oxide or a cationic hydroxide, and water to a smectite mineral, and then A method was developed to obtain microporous clay with a pore diameter of 20 angstroms or more by mixing, drying, and firing (Japanese Patent Application Laid-open No. 131878/1982), but as a result of further research, the above-mentioned method was developed. It is easier to use polymeric silica or silica sol instead of cationic oxide or hydroxide and to gel it.
It was discovered that microporous clay having a pore diameter of angstroms or more can be obtained, and the present invention was completed.

すなわち、この発明は、スメクタイト型鉱物
に、中性水溶性高分子化合物、シリカゾル及び水
を加え、十分に混合したのち、シリカゾルをゲル
化し、次いで乾燥し焼成することを特徴とする微
細多孔質粘土材料の製造法を提供するものであ
る。
That is, this invention provides a microporous clay characterized by adding a neutral water-soluble polymer compound, silica sol, and water to a smectite mineral, mixing thoroughly, gelling the silica sol, and then drying and firing. It provides a method for manufacturing the material.

この発明におけるスメクタイト型鉱物は、例え
ばモンモリロナイト、ベントナイト、緑泥石、バ
イデライト、ヘクトライト、合成マイカ及び置換
せしめたこれ等の類似体の1種又は2種以上の混
合物より選択することができる。
The smectite type mineral in this invention can be selected from, for example, montmorillonite, bentonite, chlorite, beidellite, hectorite, synthetic mica and substituted analogs thereof, or a mixture of two or more thereof.

この発明で用いる水溶性高分子化合物は、中性
のものすなわち水に溶けた状態で電荷が中性を示
すものであり、このようなものとしては、例えば
デンプン、こんにやく、寒天、トロロアオイ、ア
ラビアゴム、にかわ、ゼラチンのような天然高分
子化合物や、ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンオキシドのような合成高分子化合物がある。
The water-soluble polymer compound used in this invention is neutral, that is, shows neutral charge when dissolved in water, and examples of such compounds include starch, konjac, agar, molasses, There are natural polymeric compounds such as gum arabic, glue, and gelatin, and synthetic polymeric compounds such as polyvinyl alcohol and polyethylene oxide.

また、この発明において、スメクタイト型鉱物
の層間に介在させて少なくとも20オングストロー
ムの層間隔を生じさせるための無機物として用い
るシリカゾルは、酸化ケイ素が多数集まり重合し
て球状に形成されたものである。その球径は数十
オングストロームから数百オングストロームまで
多種のものが調製される。また、球状の表面は強
い負電荷を帯びており、Ca2+,Al3+などの陽イ
オンが共存すると急激に反応し、表面電荷を中和
し、さらに大きな重合体になり、遂には電荷がゼ
ロのゲルになる。
Furthermore, in the present invention, the silica sol used as an inorganic material to be interposed between layers of smectite minerals to create a layer spacing of at least 20 angstroms is formed into a spherical shape by polymerizing a large number of silicon oxides. A wide variety of ball diameters are prepared, ranging from several tens of angstroms to several hundred angstroms. In addition, the spherical surface has a strong negative charge, and when cations such as Ca 2+ and Al 3+ coexist, they react rapidly, neutralizing the surface charge, forming an even larger polymer, and finally reducing the charge. becomes a zero gel.

この発明の製造に際しては、先ずスメクタイト
型鉱物、水、中性水溶性高分子化合物及びシリカ
ゾルを混合する。水の量はスメクタイト型鉱物1
gあたり0.4ml以上とする。また、中性水溶性高
分子化合物の水溶液濃度は、液を傾けてわずかに
流れる程度の粘度以下で流動性を示す範囲とす
る。シリカゾルはスメクタイト型鉱物1gあたり
0.05g〜1gの範囲であり、0.05g以下では十分
な柱にならない、1g以上では空孔率が減少する
等の理由から使用することは不利である。
In the production of this invention, first, a smectite mineral, water, a neutral water-soluble polymer compound, and silica sol are mixed. The amount of water is smectite mineral 1
0.4ml or more per gram. Further, the concentration of the aqueous solution of the neutral water-soluble polymer compound is set in a range that exhibits fluidity at a viscosity below that of which the solution slightly flows when tilted. Silica sol per gram of smectite mineral
The amount ranges from 0.05 g to 1 g, and if it is less than 0.05 g, it will not form a sufficient column, and if it is more than 1 g, it is disadvantageous to use it because the porosity will decrease.

混合の順序は中性水溶性高分子化合物とシリカ
ゾルの混合水溶液をスメクタイト型鉱物と混合す
る、或いはスメクタイト型鉱物と中性水溶性高分
子化合物水溶液の混合物にシリカゾルを混合する
方法いずれでもよい。
The order of mixing may be either by mixing a mixed aqueous solution of a neutral water-soluble polymer compound and silica sol with a smectite mineral, or by mixing a silica sol with a mixture of a smectite mineral and a neutral water-soluble polymer compound aqueous solution.

混合後の状態は第2図中のである。ここで
はシリカゾル、螺線は中性水溶性高分子化合物を
表わしている。この状態ではシリカゾルが層間に
存在しても、中性水溶性高分子化合物の構造粘性
の出現により層間を押し拡げている。これを更に
詳しく説明すれば、一般に高分子水溶液は高分子
の分子量が大きくなり、また、濃度が高くなれば
粘度が上昇して流れにくくなる。これは高分子の
糸まりどうしがもつれ合う、いわゆる“からみ合
い”現象から生ずる網目構造の形成による構造粘
性の出現による。そしてゴム状になる。
The state after mixing is shown in FIG. Here, the silica sol and the spiral line represent a neutral water-soluble polymer compound. In this state, even if silica sol exists between the layers, the appearance of the structural viscosity of the neutral water-soluble polymer compound pushes the space between the layers apart. To explain this in more detail, in general, in an aqueous polymer solution, the molecular weight of the polymer increases, and as the concentration increases, the viscosity increases and becomes difficult to flow. This is due to the appearance of structural viscosity due to the formation of a network structure resulting from the so-called "entanglement" phenomenon in which polymer threads become entangled. And it becomes rubbery.

この発明はこれらの中性水溶性高分子化合物の
特徴をスメクタイト型鉱物の層間に応用し、層間
距離がシリカゾルの挿入により小さくならないよ
うにした点に特徴を有している。
The present invention is characterized in that the characteristics of these neutral water-soluble polymer compounds are applied to the interlayers of smectite minerals so that the interlayer distance does not become smaller due to the insertion of silica sol.

次に、状態にて層間に存在したシリカゾルを
ゲル化する。ゲル化の方法は二つの方法があり、
そのどちらでもよい。そのひとつは、状態にて
室温或いは150℃までの温度で放置し、乾燥する
ことにより層間の水が排除され、シリカゾルのゲ
ル化が起こる。また、水が排除されることにより
中性水溶性高分子化合物の拡がりは少さくなる
()。ふたつめは状態にて陽イオン(水素イオ
ン、周期表のIBないし族の金属イオン及びそ
れらの混合物から成る。)を添加することにより
シリカゾルのゲル化が起こる。その後、室温或い
は150℃までの温度で放置し、乾燥することによ
り層間の水が排除され、中性水溶性高分子化合物
の拡がりは小さくなる()。なお、陽イオンの
添加量はスメクタイト型鉱物1gあたり1×10-4
モル〜1×10-2モルの範囲であり、1×10-4モル
以下ではゲル化が不十分であり、1×10-2モル以
上では空孔率が減少する等の理由から使用するこ
とは不利である。これを更に詳しく説明すれば、
シリカゾルは負に帯電した無定形シリカ粒子が水
中に分散してコロイド状になつており、粒子の形
状は球形である。粒子の表面には−SiOH基及び
−OH-イオンが存在し、安定剤として添加して
あるアルカリイオンにより電気二重層が形成さ
れ、粒子間の反発により安定化されている。この
電荷バランスが濃縮あるいは陽イオンの添加など
によりくずれると増粘、ゲル化、凝集等が起る。
ゲル化の程度は濃縮の度合いあるいは添加する陽
イオンの種類、濃度、温度等によつて変化する。
ゲル化物を乾燥すると含水ゲルから乾燥ゲルに変
化するが、この場合ゆるやかに乾燥したほど、ま
た粒子が小さいほど、且つ粒子の充填度を高める
粒子分布を与えるほど(大粒子、中粒子、小粒子
の組合せ)強固な乾燥ゲル固型物が得られる。こ
の乾燥ゲルの熱的変化は示差熱分析及び熱重量分
析で測定した結果次のようである。約150℃でシ
リカゲルに吸着された水の脱水があり約5%の減
量を行う。400℃〜700℃でシラノールの脱水が生
じる。この温度までは粒子変化は認められない
が、約800℃にあるガラス転移(TG)以上におい
てシリカ粒子間の表面融着が起こり、機械的強度
の発生が認められるようになる。
Next, the silica sol existing between the layers is gelled. There are two methods of gelation.
Either is fine. One method is to leave the silica sol at room temperature or at temperatures up to 150°C and dry it, thereby removing the water between the layers and causing gelation of the silica sol. Furthermore, by excluding water, the spread of the neutral water-soluble polymer compound is reduced (). Second, gelation of the silica sol occurs by adding cations (consisting of hydrogen ions, metal ions from groups IB to IB of the periodic table, and mixtures thereof) under the conditions. Thereafter, by leaving it at room temperature or at a temperature of up to 150°C and drying it, water between the layers is removed and the spread of the neutral water-soluble polymer compound is reduced (). The amount of cation added is 1×10 -4 per gram of smectite mineral.
The range is from 1 x 10 -2 mol to 1 x 10 -2 mol, and if it is less than 1 x 10 -4 mol, gelation will be insufficient, and if it is more than 1 x 10 -2 mol, the porosity will decrease. is disadvantageous. To explain this in more detail,
Silica sol consists of negatively charged amorphous silica particles dispersed in water to form a colloid, and the particles have a spherical shape. -SiOH groups and -OH - ions are present on the surface of the particles, and an electric double layer is formed by the alkali ions added as a stabilizer, which is stabilized by repulsion between the particles. When this charge balance is disrupted due to concentration or addition of cations, thickening, gelation, aggregation, etc. occur.
The degree of gelation changes depending on the degree of concentration, the type, concentration, temperature, etc. of the cations added.
When a gel is dried, it changes from a water-containing gel to a dry gel. combination) A strong dry gel solid is obtained. The thermal changes of this dried gel were measured by differential thermal analysis and thermogravimetric analysis, and the results are as follows. At about 150°C, the water adsorbed on the silica gel dehydrates, resulting in a weight loss of about 5%. Dehydration of silanol occurs between 400°C and 700°C. No particle change is observed up to this temperature, but at temperatures above the glass transition (T G ) of about 800° C., surface fusion between silica particles occurs and mechanical strength is observed.

最後に300℃〜700℃で加熱して層間の中性水溶
性高分子化合物を焼却除去すると、層間に無機物
の柱ができる()。
Finally, the neutral water-soluble polymer compound between the layers is incinerated and removed by heating at 300°C to 700°C, forming pillars of inorganic material between the layers ().

従つてこの発明の他の特徴はシリカゾルをスメ
クタイト型鉱物の層間でゲル化させて層間に固定
し、次いで中性水溶性高分子化合物を焼却除去す
ることにより層間距離の長いスメクタイト型鉱物
の微細多孔質粘土材料が得られる点にある。
Therefore, another feature of the present invention is that the silica sol is gelled between the layers of the smectite mineral, fixed between the layers, and then the neutral water-soluble polymer compound is removed by incineration, thereby forming the fine pores of the smectite mineral with a long interlayer distance. The advantage is that high-quality clay materials can be obtained.

なお、この発明の生成物を窒素の吸脱着法で調
べた結果、第3図で示した通り20オングストロー
ム以上の細孔径を有する微細多孔質体である。ま
た、細孔径が20オングストローム以上の表面積は
最大約300m2/g、全表面積は最大約450m2/gで
ある。窒素容量は最大約0.4ml/g、比容は最大
約0.8cm3/g、空孔率は最大約0.5である。
Furthermore, as a result of examining the product of this invention by a nitrogen adsorption/desorption method, it was found to be a microporous material having a pore diameter of 20 angstroms or more, as shown in FIG. Further, the surface area of pores having a diameter of 20 angstroms or more is about 300 m 2 /g at maximum, and the total surface area is about 450 m 2 /g at maximum. The maximum nitrogen capacity is approximately 0.4 ml/g, the specific volume is approximately 0.8 cm 3 /g maximum, and the porosity is approximately 0.5 maximum.

これらの微細多孔質粘土材料は触媒担体及び吸
着剤に有用であり、また、配向させることにより
高性能断熱材にも有用である。
These microporous clay materials are useful as catalyst supports and adsorbents and, when oriented, are also useful in high performance thermal insulation materials.

以下、この発明の実施例を示す。 Examples of this invention will be shown below.

実施例 1 重合度500のポリビニルアルコール1.0gを水10
mlに溶解したのち、6.0重量パーセントシリカゾ
ル水溶液(触媒化成工業製、No.SI―500を水で希
釈したもの)2mlを添加し、撹拌、混合する。混
合水溶液中へナトリウムモンモリロナイト1.00g
を添加し、さらに撹拌、混合する。こうして出来
た混合物を50℃の乾燥器中で1日間放置、乾燥後
空気雰囲気の電気炉で500℃、3時間焼成した。
生成物の細孔径、表面積、窒素容量、比容、空孔
率を窒素吸脱着法で調べた結果、細孔径は平均し
て56オングストローム、表面積は20オングストロ
ーム以上の細孔径において156m2/g、また全表
面積は215m2/g、窒素容量は0.28ml/g、比容
は0.68cm3/g、空孔率は0.41であつた。
Example 1 1.0 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 500 and 10 g of water
ml, add 2 ml of a 6.0 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-500 diluted with water), and stir and mix. 1.00g of sodium montmorillonite in mixed aqueous solution
Add and further stir and mix. The mixture thus obtained was left in a dryer at 50°C for 1 day, and after drying, it was fired at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 3 hours.
As a result of examining the pore diameter, surface area, nitrogen capacity, specific volume, and porosity of the product by nitrogen adsorption/desorption method, the average pore diameter was 56 angstroms, and the surface area was 156 m 2 /g for pore diameters of 20 angstroms or more. The total surface area was 215 m 2 /g, the nitrogen capacity was 0.28 ml/g, the specific volume was 0.68 cm 3 /g, and the porosity was 0.41.

実施例 2 重合度2000のポリビニルアルコール0.26gを水
7.5mlに溶解したのち、7.5重量パーセントシリカ
ゾル水溶液(触媒化成工業製、No.SI―350を水で
希釈したもの)2.5mlを添加し、撹拌、混合す
る。混合水溶液中へナトリウムモンモリロナイト
1.00gを添加し、さらに撹拌、混合する。こうし
て出来た混合物を50℃の乾燥器中で1日間放置、
乾燥後空気雰囲気の電気炉で500℃、6.5時間焼成
した。生成物の細孔径、表面積、窒素容量、比
容、空孔率を窒素吸脱着法で調べた結果、細孔径
は平均して40オングストローム、表面積は20オン
グストロームの細孔径において158m2/g、また
全表面積は216m2/g、窒素容量は0.23ml/g、
比容は0.63cm3/g、空孔率は0.37であつた。
Example 2 0.26g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 2000 was added to water.
After dissolving in 7.5 ml, add 2.5 ml of a 7.5 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-350 diluted with water), and stir and mix. Sodium montmorillonite in mixed aqueous solution
Add 1.00g and further stir and mix. The resulting mixture was left in a dryer at 50°C for 1 day.
After drying, it was fired in an electric furnace in an air atmosphere at 500°C for 6.5 hours. The pore size, surface area, nitrogen capacity, specific volume, and porosity of the product were investigated using the nitrogen adsorption / desorption method. Total surface area is 216m 2 /g, nitrogen capacity is 0.23ml/g,
The specific volume was 0.63 cm 3 /g and the porosity was 0.37.

実施例 3 重合度2000のポリビニルアルコール0.52gを水
15mlに溶解したのち、7.5重量パーセントシリカ
ゾル水溶液(触媒化成工業製、No.SI―350を水で
希釈したもの)5mlを添加し、撹拌、混合する。
混合水溶液中へナトリウムモンモリロナイト1.00
gを添加し、さらに撹拌、混合する。こうして出
来た混合物を50℃の乾燥器中で1日間放置、乾燥
後空気雰囲気の電気炉で500℃、6.5時間焼成し
た。生成物の細孔径、表面積、窒素容量、比容、
空孔率を窒素吸脱着法で調べた結果、細孔径は平
均して44オングストローム、表面積は20オングス
トローム以上の細孔径において160m2/g、また
全表面積は251m2/g、窒素容量は0.26ml/g、
比容は0.66cm3/g、空孔率は0.39であつた。
Example 3 0.52 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 2000 was added to water.
After dissolving in 15 ml, 5 ml of a 7.5 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-350 diluted with water) was added, and the mixture was stirred and mixed.
Sodium montmorillonite 1.00 into mixed aqueous solution
g and further stir and mix. The mixture thus obtained was left in a dryer at 50°C for 1 day, and after drying, it was fired at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 6.5 hours. Pore size, surface area, nitrogen capacity, specific volume of the product,
As a result of examining the porosity using the nitrogen adsorption/desorption method, the average pore diameter was 44 angstroms, the surface area was 160 m 2 /g for pores with a diameter of 20 angstroms or more, the total surface area was 251 m 2 /g, and the nitrogen capacity was 0.26 ml. /g,
The specific volume was 0.66 cm 3 /g and the porosity was 0.39.

実施例 4 重合度2000のポリビニルアルコール0.4gを水
10mlに溶解したのち、3.0重量パーセントシリカ
ゾル水溶液(触媒化成工業製、No.SI―500を水で
希釈したもの)3.5mlを添加し、撹拌、混合す
る。混合水溶液中へナトリウムモンモリロナイト
1.00gを添加し、さらに撹拌、混合する。こうし
て出来た混合物に20重量パーセントCaCl2水溶液
2.5mlを添加し、撹拌、混合したのち、50℃の乾
燥器中で1日間放置、乾燥後空気雰囲気の電気炉
で500℃、15時間焼成した。生成物の細孔径、表
面積、窒素容量、比容、空孔率を窒素吸脱着法で
調べた結果、細孔径は平均して115オングストロ
ーム、表面積は20オングストローム以上の細孔径
において79m2/g、また全表面積は124m2/g、
窒素容量は0.34ml/g、比容は0.74cm3/g、空孔
率は0.46であつた。
Example 4 0.4 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 2000 was added to water.
After dissolving in 10 ml, add 3.5 ml of a 3.0 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-500 diluted with water), and stir and mix. Sodium montmorillonite in mixed aqueous solution
Add 1.00g and further stir and mix. Add 20% by weight CaCl 2 aqueous solution to the mixture thus prepared.
After adding 2.5 ml and stirring and mixing, the mixture was left in a dryer at 50°C for 1 day, and after drying, it was fired at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 15 hours. As a result of examining the pore diameter, surface area, nitrogen capacity, specific volume, and porosity of the product by nitrogen adsorption/desorption method, the pore diameter was 115 angstroms on average, and the surface area was 79 m 2 /g for pore diameters of 20 angstroms or more. The total surface area is 124m 2 /g,
The nitrogen capacity was 0.34 ml/g, the specific volume was 0.74 cm 3 /g, and the porosity was 0.46.

実施例 5 重合度2000のポリビニルアルコール0.4gを水
10mlに溶解したのち、ナトリウムモンモリロナイ
ト1.00gを添加し、撹拌、混合する。混合物へ
3.0重量パーセントシリカゾル水溶液(触媒化成
工業製、No.SI―500を水で希釈したもの)3.5mlを
添加し、さらに撹拌、混合する。こうして出来た
混合物に20重量パーセントCaCl2水溶液2.5mlを添
加し、撹拌、混合したのち、50℃の乾燥器中で1
日間放置、乾燥後空気雰囲気の電気炉で500℃、
15時間焼成した。生成物の細孔径、表面積、窒素
容量、比容、空孔率を窒素吸脱着法で調べた結
果、細孔径は平均して102オングストローム、表
面積は20オングストローム以上の細孔径において
109m2/g、また全表面積は173m2/g、窒素容量
は0.30ml/g、比容は0.70cm3/g、空孔率は0.43
であつた。
Example 5 0.4 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 2000 was added to water.
After dissolving in 10ml, add 1.00g of sodium montmorillonite and stir to mix. into the mixture
Add 3.5 ml of a 3.0 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts Kasei Kogyo Co., Ltd., No. SI-500 diluted with water), and further stir and mix. 2.5 ml of a 20 weight percent CaCl 2 aqueous solution was added to the resulting mixture, stirred and mixed, and then placed in a dryer at 50°C for 1 hour.
Leave it for a day, then dry it in an electric furnace in an air atmosphere at 500℃.
Baked for 15 hours. As a result of investigating the pore size, surface area, nitrogen capacity, specific volume, and porosity of the product by nitrogen adsorption/desorption method, the average pore size was 102 angstroms, and the surface area was 20 angstroms or more.
109m 2 /g, total surface area 173m 2 /g, nitrogen capacity 0.30ml/g, specific volume 0.70cm 3 /g, porosity 0.43
It was hot.

実施例 6 重合度500のポリビニルアルコール1.0gを水10
mlに溶解したのち、28重量パーセントシリカゾル
水溶液(触媒化成工業製、No.SI―500)0.35mlを
添加し、撹拌、混合する。混合水溶液中へナトリ
ウムモンモリロナイト1.00gを添加し、さらに撹
拌、混合する。こうして出来た混合物に3.2重量
パーセントAlCl3・6H2O水溶液3.0mlを添加し、
撹拌、混合したのち、50℃の乾燥器中で1日間放
置、乾燥後空気雰囲気の電気炉で500℃、3時間
焼成した。生成物の細孔径、表面積、窒素容量、
比容、空孔率を窒素吸脱着法で調べた結果、細孔
径は平均して40オングストローム、表面積は20オ
ングストローム以上の細孔径において281m2
g、また全表面積は433m2/g、窒素容量は0.37
ml/g、比容は0.77cm3/g、空孔率は0.48であつ
た。
Example 6 1.0 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 500 and 10 g of water
ml, add 0.35 ml of a 28 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-500), and stir and mix. Add 1.00 g of sodium montmorillonite to the mixed aqueous solution and stir and mix. 3.0 ml of a 3.2 weight percent AlCl 3.6H 2 O aqueous solution was added to the resulting mixture;
After stirring and mixing, the mixture was left in a dryer at 50°C for 1 day, and after drying, it was fired at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 3 hours. Product pore size, surface area, nitrogen capacity,
As a result of examining the specific volume and porosity using the nitrogen adsorption/desorption method, the average pore diameter was 40 angstroms, and the surface area was 281 m 2 /
g, total surface area is 433 m 2 /g, nitrogen capacity is 0.37
ml/g, specific volume was 0.77 cm 3 /g, and porosity was 0.48.

実施例 7 重合度500のポリビニルアルコール1.0gを水10
mlに溶解したのち、28重量パーセントシリカゾル
水溶液(触媒化成工業製、No.SI―500)0.35mlを
添加し、撹拌、混合する。混合水溶液中へナトリ
ウムモンモリロナイト1.00gを添加し、さらに撹
拌、混合する。こうして出来た混合物に3.2重量
パーセントAlCl3・6H2O水溶液0.9mlを添加し、
撹拌、混合したのち、50℃の乾燥器中で1日間放
置、乾燥後空気雰囲気の電気炉で500℃、3時間
焼成した。生成物の細孔径、表面積、窒素容量、
比容、空孔率を窒素吸脱着法で調べた結果、細孔
径は平均して58オングストローム、表面積は20オ
ングストローム以上の細孔径において203m2
g、また全表面積は291m2/g、窒素容量は0.38
ml/g、比容は0.78cm3/g、空孔率は0.49であつ
た。
Example 7 1.0 g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 500 and 10 g of water
ml, add 0.35 ml of a 28 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-500), and stir and mix. Add 1.00 g of sodium montmorillonite to the mixed aqueous solution and stir and mix. 0.9 ml of a 3.2 weight percent AlCl 3.6H 2 O aqueous solution was added to the resulting mixture;
After stirring and mixing, the mixture was left in a dryer at 50°C for 1 day, and after drying, it was fired at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 3 hours. Product pore size, surface area, nitrogen capacity,
As a result of examining the specific volume and porosity using the nitrogen adsorption/desorption method, the average pore diameter was 58 angstroms, and the surface area was 203 m 2 /
g, total surface area is 291 m 2 /g, nitrogen capacity is 0.38
ml/g, specific volume was 0.78 cm 3 /g, and porosity was 0.49.

実施例 8 重合度2000のポリビニルアルコール1.0gを水
10mlに溶解したのち、28重量パーセントシリカゾ
ル水溶液(触媒化成工業製、No.SI―500)0.35ml
を添加し、撹拌、混合する。混合水溶液中へナト
リウムモンモリロナイト1.00gを添加し、さらに
撹拌、混合する。こうして出来た混合物に3.2重
量パーセントAlCl3・6H2O水溶液3.0mlを添加
し、撹拌、混合したのち、50℃の乾燥器中で1日
間放置、乾燥後空気雰囲気の電気炉で500℃、3
時間焼成した。生成物の細孔径、表面積、窒素容
量、比容、空孔率を窒素吸脱着法で調べた結果、
細孔径は平均して40オングストローム、表面積は
20オングストローム以上の細孔径において140
m2/g、また全表面積は208m2/g、窒素容量は
0.23ml/g、比容は0.63cm3/g、空孔率は0.37で
あつた。
Example 8 1.0g of polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 2000 was added to water
After dissolving in 10 ml, add 0.35 ml of 28 weight percent silica sol aqueous solution (manufactured by Catalysts & Chemicals, No. SI-500).
Add and stir to mix. Add 1.00 g of sodium montmorillonite to the mixed aqueous solution and stir and mix. 3.0 ml of a 3.2% by weight AlCl 3 6H 2 O aqueous solution was added to the resulting mixture, stirred and mixed, and left in a dryer at 50°C for 1 day. After drying, the mixture was heated at 500°C in an electric furnace in an air atmosphere for 30 minutes
Baked for an hour. As a result of investigating the pore diameter, surface area, nitrogen capacity, specific volume, and porosity of the product by nitrogen adsorption/desorption method,
The average pore size is 40 angstroms and the surface area is
140 for pore sizes greater than 20 angstroms
m 2 /g, and the total surface area is 208m 2 /g, and the nitrogen capacity is
The specific volume was 0.23 ml/g, the specific volume was 0.63 cm 3 /g, and the porosity was 0.37.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、スメクタイト型鉱物の層が水により
膨潤している状態をあらわす。第2図は、スメク
タイト型鉱物の層間に中性水溶性高分子化合物、
シリカゾルを挿入して行う製造法の細孔生成過程
を示す。第3図は、本発明の微細多孔質粘土材料
の窒素脱着法による細孔分布曲線である。
Figure 1 shows a state in which a layer of smectite minerals is swollen by water. Figure 2 shows a neutral water-soluble polymer compound between the layers of a smectite mineral.
The pore generation process of the manufacturing method performed by inserting silica sol is shown. FIG. 3 is a pore distribution curve of the microporous clay material of the present invention obtained by the nitrogen desorption method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スメクタイト型鉱物に、中性水溶性高分子化
合物、シリカゾル及び水を加え、十分に混合した
のち、シリカゾルをゲル化し、次いで乾燥し焼成
することを特徴とする微細多孔質粘土材料の製造
法。
1. A method for producing a microporous clay material, which comprises adding a neutral water-soluble polymer compound, silica sol, and water to a smectite mineral, thoroughly mixing the mixture, gelling the silica sol, and then drying and firing.
JP58252071A 1983-12-26 1983-12-26 Production of microporous clay material Granted JPS60137813A (en)

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JPS60131878A (en) * 1983-12-20 1985-07-13 工業技術院長 Manufacture of microporous clay material

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