NL8503565A - COMPLEXES OF ALKOXYSILANE CLUSTER AND SHAPED SILICATE. - Google Patents
COMPLEXES OF ALKOXYSILANE CLUSTER AND SHAPED SILICATE. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8503565A NL8503565A NL8503565A NL8503565A NL8503565A NL 8503565 A NL8503565 A NL 8503565A NL 8503565 A NL8503565 A NL 8503565A NL 8503565 A NL8503565 A NL 8503565A NL 8503565 A NL8503565 A NL 8503565A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- silicate
- cluster
- cations
- interstitial
- silicon atoms
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- -1 alkoxy silane Chemical compound 0.000 claims description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 5
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 12
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 9
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 8
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 244000144992 flock Species 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004337 3-ethylpentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000020335 dealkylation Effects 0.000 description 1
- 238000006900 dealkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- WNDZGSZAABWBMU-UHFFFAOYSA-N hydroxyboron Chemical compound O[B] WNDZGSZAABWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006053 organic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/06—Boron halogen compounds
-
- 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
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/44—Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/20—Mica; Vermiculite
- C04B14/206—Mica or vermiculite modified by cation-exchange; chemically exfoliated vermiculate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
NL 33.203-Kp/dJ/hp - , .NL 33.203-Kp / dJ / hp -,.
Komplexen van alkoxysilaancluster en velvormig silicaatAlkoxysilane cluster and sheet silicate complexes
Moleculaire zeven worden, zoals bekend, toegepast voor het van elkaar scheiden van moleculen met verschillende afmetingen via een absorptieproces op het inwendige oppervlak van de zeef. Van zeoliten is bekend, dat ze bruikbaar zijn 5 als moleculaire zeven in koolwaterstofomzettingsprocessen zoals kraken, hydrokraken, isomerisatie, hydroisomerisatie, alkylering en dealkylering van eenvoudige aromaten. Zoals echter het Amerikaanse octrooischrift 4.367.163 opmerkt, is intrasorptie van organische moleculen met een omvangrijke of 10 zelfs middelmatige afmeting onmogelijk, vanwege het in dergelijke systemen gevonden smalle- gebied van kritische porie-afmetingen (circa 3-10 A). Het bovenstaande octrooischrift merkt verder op, dat is aangetoond, dat de meeste in ruwe kolenvloeistoffen aanwezige moleculen te groot zijn en der-15 halve niet doordringen in de interkristallijne poriën van conventionele zeolietkatalysatoren.As is known, molecular sieves are used to separate molecules of different sizes from each other through an absorption process on the inner surface of the screen. Zeolites are known to be useful as molecular sieves in hydrocarbon conversion processes such as cracking, hydrocracking, isomerization, hydroisomerization, alkylation and dealkylation of simple aromatics. However, as U.S. Pat. No. 4,367,163 notes, intrasorption of organic molecules of bulky or even medium size is impossible due to the narrow range of critical pore sizes found in such systems (about 3-10 Å). The above patent further notes that it has been shown that most of the molecules present in crude coal liquids are too large and therefore do not penetrate into the intergranular pores of conventional zeolite catalysts.
Het Amerikaanse octrooischrift 4.367.123 beschrijft en claimt voorts een kleimengsel dat silica (Si02) omvat, welk tussen de tussenlagen van het klei is gevoegd teneinde 20 te fungeren als een soort "pijler" of steun, waardoor de tussenlagen van klei worden gescheiden. Een dergelijke silica-tussengevoegde klei is beschreven als zeer bruikbaar in de hierboven met betrekking tot het kraken van koolwaterstoffen beschreven typen van katalytische toepassingen, vanwege 25 zijn grote basistussenruimte en verder omdat het bij blootstelling aan hoge temperaturen niet de neiging heeft op significante wijze ineen te vallen (in dit opzicht is vermeld, dat de silica-tussengevoegde klei een basistussenruimte heeft tussen de tussenlagen van 12,1 - 12,6A wanneer de tussenlagen 30 grondig zijn verhit en totaal ineen zijn gevallen). De in het Amerikaanse octrooischrift 4.367.123 beschreven moleculaire zeef heeft echter een beperking die inherent is aan alle moleculaire zeven, namelijk dat zij, door selectief te functioneren teneinde moleculen "in te vangen" waarvan de 35 afmetingen liggen binnen een bepaald gebied, niet werken op -2- moleculen buiten dat afmetingsgebied. Derhalve zal er altijd een behoefte bestaan voor een aantal moleculaire zeven met variërende tussenlaag-, of kritische porie-afmetingen.US Patent 4,367,123 further discloses and claims a clay mixture comprising silica (SiO 2) which is interposed between the clay interlayers to act as a kind of "pillar" or support, thereby separating the clay interlayers. Such a silica-interleaved clay has been described as very useful in the types of catalytic applications described above in relation to hydrocarbon cracking, because of its large base spacing and further because it does not tend to collapse significantly when exposed to high temperatures. (in this regard, it has been reported that the silica-interposed clay has a base spacing between the interlayers of 12.1-12.6A when the interlayers 30 have been thoroughly heated and completely collapsed). However, the molecular sieve described in U.S. Pat. No. 4,367,123 has a limitation inherent in all molecular sieves, namely that by operating selectively to "capture" molecules whose sizes are within a certain range, they do not function on -2 molecules outside that size range. Therefore, there will always be a need for a number of molecular sieves with varying interlayer, or critical pore sizes.
Bovendien leert het Amerikaanse octrooischrift 5 4.367.163 in kolom 4, regel 8-11 eveneens de wenselijkheid van het toepassen van organische, niet-waterige oplosmiddelen om eerst de klei te doen zwellen, zodat, wanneer het produkt waarin silica- is tussengevoegd is gevormd, de open structuur van de klei wordt behouden. Het bovenstaande octrooischrift 10 biedt ook de mogelijkheid, dat het silica voortijdig kan reageren met interstitieel water in het behandelde, dat wil zeggen met water opgezwollen, kleisubstraat om zo silanol-verbindingen te vormen die niet vastzitten aan het tussenlaag-geraamte van de klei en van het kleisubstraat verwijderd kun-15 nen worden.In addition, U.S. Patent No. 4,367,163 in column 4, lines 8-11 also teaches the desirability of using organic, non-aqueous solvents to first swell the clay so that when the silica-infused product is formed , the open structure of the clay is preserved. The above patent 10 also allows the silica to react prematurely with interstitial water in the treated, i.e. water-swollen, clay substrate to form silanol compounds which are not attached to the interlayer framework of the clay and of the clay substrate can be removed.
Terwijl bekend is, dat vele kleimineralen opzwellen in niet-waterige polaire oplosmiddelen zoals ethanol en aceton om 1-2 lagen oplosmiddel te bergen met basistussenruimten van 13,1 - 17,2A (B.K.G. Theng, The Chemistry of 20 Clay-Organic Reactions, John Wiley en Sono, 1974 p. 43) , is echter een veel grotere mate van zwelling waargenomen voor het materiaal in water. Bovendien is het voordelig water te gebruiken als het zwelmedium vanwege de duidelijke prijs-, ontvlammings- en hanteringsvoordelen boven organische oplos-25 middelen.While many clay minerals are known to swell in non-aqueous polar solvents such as ethanol and acetone to store 1-2 layers of solvent with base gaps of 13.1 - 17.2A (BKG Theng, The Chemistry of 20 Clay-Organic Reactions, John Wiley and Sono, 1974 p. 43), however, a much greater degree of swelling has been observed for the material in water. In addition, it is advantageous to use water as the swelling medium because of the obvious price, flammability and handling advantages over organic solvents.
De onderhavige uitvinding verschaft een moleculair zeefmateriaal met basistussenruimten, zelfs wanneer het materiaal wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, van in het algemeen groter dan circa 30A. Bovendien kan het materiaal 30 bij voorkeur worden vervaardigd van een in water opzwelbaar velvormig silicaat en vereist het niet een kleimateriaal dat wordt opgezwollen door organische oplosmiddelen. Dit wordt tot stand gebracht door gebruik te maken van hydrolytisch stabiele tussenvoegingsverbindingen welke de vereisten voor 35 een extra zwelling en de diffusiebeperkingen, die voorkomen bij andere met polaire oplosmiddelen gedispergeerde klei-materialen, wegnemen. Deze voordelen zijn bijzonder belangrijk 3»* * - -> Sr" G 0 3 3 -3- : ; wanneer hoger geladen silicaten en/of silicaten met hogere laterale dimensies (dat wil zeggen, fluorhectoriet, vermiculiet) worden gebruikt.The present invention provides a molecular sieve material with base gaps, even when exposed to high temperatures, generally greater than about 30A. In addition, the material 30 may preferably be made of a water-swellable sheet silicate and does not require a clay material to be swollen by organic solvents. This is accomplished by using hydrolytically stable intercalation compounds which overcome the requirements for additional swelling and the diffusion limitations that occur with other polar solvent dispersed clays. These advantages are particularly important when higher charged silicates and / or silicates of higher lateral dimensions (ie, fluorhectorite, vermiculite) are used.
De in de onderhavige uitvinding toegepaste 5 hydrolytisch stabiele tussenvoegingsverbindingen worden in de gezwollen silicaten gebracht via een ionuitwisselingsreactie, waardoor zij uitwisselen met bepaalde uitwisselbare inter-stitiële kationen van silicaten.The hydrolytically stable interposers used in the present invention are introduced into the swollen silicates via an ion exchange reaction, thereby exchanging with certain exchangeable interstitial silicate cations.
De gevlokte minerale suspensies van de onderhavige 10 uitvinding worden bereid door gebruik te maken van een trimorf velvormig silicaatmateriaal als uitgangsmateriaal, dat interstitiële uitwisselbare kationen bevat die de zwelling bevorderen. Het velvormige silicaat kan worden gezwollen door elke polaire vloeistof, alhoewel vanwege de bovengenoemde 15 redenen het bij voorkeur wordt gezwollen met water. Het meest geprefereerde velvormige silicaatmateriaal heeft een gemiddelde lading per structurele eenheid van circa -0,5--1, alhoewel andere velvormige silicaatmaterialen kunnen worden gebruikt. De specifieke uitwisselingskationen in het uitgangs-20 materiaal hangen af van het te gebruiken silicaat. Indien bijvoorbeeld een synthetisch verkregen gelleerbaar silicaat, dat is vervaardigd volgens de proceduren van het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519, wordt gebruikt als een uitgangsmateriaal, zijn de uitwisselingskationen gewoonlijk Li+ en/of 25 Na+ ionen. Het genoemde synthetische silicaat wordt bereid door (1) het in contact brengen van een massa, welke voornamelijk bestaat uit kristallen van in water zwellend mica dat interstitiële lithium en/of natriumkationen bevat, waarbij het genoemde mica gekozen is uit de groep van fluorhectoriet, 30 hydroxylhectoriet, boriumfluorflogopiet, hydroxyIborium-flogopiet en vaste oplossingen tussen deze alsmede tussen deze en andere structureel verenigbare soorten gekozen uit de groep van talk, fluortalk, polylithioniet, fluorpolylithioniet, flogopiet en fluorflogopiet, met een polaire vloeistof 35 gedurende een tijd die voldoende is om de met de vorming van een cel gepaard gaande zwelling van de kristallen teweeg te brengen, en (2) het in contact brengen van de aldus gevormde Γ* :: ^ - * -4-- gel met een derivaat van een hydrolytisch stabiele alkoxy-silaanclusterverbinding, welke drie of vier siliciumatomen bevat, om daardoor een ionuitwisselingsreactie tot stand te brengen tussen tenminste enige van de lithium- en/of natrium-5 kationen en tenminste enige van de van alkoxysilaancluster afgeleide kationen. Fluorhectorietkristallen verdienen de voorkeur. De polaire vloeistof is bij voorkeur water. Indien een natuurlijke vermiculietdispersie, zoals bereid volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340, wordt gebruikt, 10 zijn de uitwisselingskationen gewoonlijk alkylammoniumkat- ionen, de kationogene vorm van aminozuren en/of Li+ (kationen beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340). Het silicaat, ofwel synthetisch of natuurlijk van oorsprong, heeft gewoonlijk de vorm van dunne schilfers, welke in het algemeen 15 schijf-, strook- en/of lintvormig zijn. De in de beschrijving en conclusies gebezigde term "trimorf" wordt gebruikt om te verwijzen naar een velvormig silicaat dat is samengesteld uit herhalingseenheden van tetraedrische, octaedrische en tetraedrische lagen. De in de beschrijving en conclusies 20 gebezigde term "lading per structurele eenheid" verwijst naar een gemiddelde ladingsdichtheid zoals gedefinieerd door G. Lagaly en A. Weiss, "Determination of Layer Charge in Mica - Type Layer Silicates," Proceedings of International Clay Conference, 61-80 (1969) en G. Lagaly, 25 "Characterization of Clays by Organic Compounds," Clay Minerals, 16, 1-21 (1981).The flocked mineral suspensions of the present invention are prepared using a trimorphous silicate sheet material as a starting material containing interstitial exchangeable cations that promote swelling. The sheet silicate can be swollen by any polar liquid, although for the above reasons, it is preferably swollen with water. The most preferred sheet silicate material has an average charge per structural unit of about -0.5-1, although other sheet silicate materials can be used. The specific exchange cations in the starting material depend on the silicate to be used. For example, if a synthetically produced gellable silicate prepared according to the procedures of U.S. Patent 4,239,519 is used as a starting material, the exchange cations are usually Li + and / or Na + ions. Said synthetic silicate is prepared by (1) contacting a mass consisting mainly of crystals of water-swelling mica containing interstitial lithium and / or sodium cations, said mica being selected from the group of fluorhectorite, hydroxylhectorite, boron fluorophlogopite, hydroxyboron phlogopite and solid solutions between them and between these and other structurally compatible species selected from the group of talc, fluorine talc, polylithionite, fluoropolylithionite, phlogopite and fluorophlogopite, with a time sufficient to causing swelling of the crystals associated with the formation of a cell, and (2) contacting the thus formed Γ * :: ^ - * -4-- gel with a derivative of a hydrolytically stable alkoxy silane cluster compound containing three or four silicon atoms to thereby effect an ion exchange reaction between at least some of the n the lithium and / or sodium 5 cations and at least some of the cations derived from the alkoxysilane cluster. Fluorhectorite crystals are preferred. The polar liquid is preferably water. When a natural vermiculite dispersion, such as prepared according to US Pat. No. 3,325,340, is used, the exchange cations are usually alkyl ammonium cations, the cationic form of amino acids and / or Li + (cations described in US Patent 3,325,340). The silicate, whether synthetic or natural in origin, is usually in the form of thin flakes, which are generally disc, strip and / or ribbon shaped. The term "trimorph" used in the description and claims is used to refer to a sheet silicate composed of repeat units of tetrahedral, octahedral and tetrahedral layers. The term "charge per structural unit" used in the description and claims 20 refers to an average charge density as defined by G. Lagaly and A. Weiss, "Determination of Layer Charge in Mica - Type Layer Silicates," Proceedings of International Clay Conference, 61-80 (1969) and G. Lagaly, 25 "Characterization of Clays by Organic Compounds," Clay Minerals, 16, 1-21 (1981).
Het uitgangssilicaat kan worden bereid volgens de voornoemde werkwijzen uit de Amerikaanse octrooischriften 4.239.519, 3.325.340 en 3.434.917 of volgens andere werkwijzen, 30 welke leiden tot gedissocieerde laagmaterialen met ladings-dichtheden in de gewenste trajecten. Bovendien kunnen natuurlijk gelaagde silicaten, anders dan vermiculiet, in de onderhavige uitvinding worden toegepast.The starting silicate can be prepared by the aforementioned methods of US Pat. Nos. 4,239,519, 3,325,340 and 3,434,917 or by other methods which result in dissociated layer materials with charge densities in the desired ranges. In addition, naturally layered silicates, other than vermiculite, can be used in the present invention.
Geschikte verbindingen die een ionuitwisselings-35 reactie ondergaan met de bovenbeschreven velvormige silicaten zijn hydrolytisch stabiele, kationogene derivaten van alkoxysilaanclusterverbindingen die drie of vier silicium- .Suitable compounds that undergo an ion exchange reaction with the above-described sheet silicates are hydrolytically stable, cationic derivatives of alkoxy silane cluster compounds containing three or four silicon.
ï* J -i! J Jï * J -i! J J
-5- atomen bevatten. Ten behoeve van de onderhavige beschrijving en conclusies is de term "alkoxysilaanclusterverbindingen” gedefinieerd als zijnde verbindingen met algemene formule 1 van het formuleblad, waarin X is -OH, -R1' of algemene 5 formule 2 van het formuleblad, waarin R waterstof, een alkyl-, alkenyl-, aryl- of aralkylgroep is en elke R'- en de R''-groepen afzonderlijk zijn gekozen uit alkyl, alkenyl, aryl en aralkyl, met dienverstande, dat tenminste een meerderheid van de R'-radicalen sterisch gehinderde alkylgroepen met 10 tenminste drie koolstofatomen zijn.-5- atoms. For the purposes of the present specification and claims, the term "alkoxysilane cluster compounds" is defined as being compounds of general formula 1 of the formula sheet, wherein X is -OH, -R 1 'or general formula 2 of the formula sheet, wherein R is hydrogen, an alkyl -, alkenyl, aryl or aralkyl group, and each R 'and R' 'groups are individually selected from alkyl, alkenyl, aryl and aralkyl, provided that at least a majority of the R' radicals have sterically hindered alkyl groups with 10 are at least three carbon atoms.
In de formules van het formuleblad zijn de voor-keursgroepen voor R' en R' ' alkyl of alkenyl met circa 1-24 koolstofatomen of aryl of aralkyl met circa 6-24 koolstofatomen. Bij voorkeur is tenminste een meerderheid van de 15 R'-groepen en de R''-groepen sterisch gehinderde alkylgroepen met circa 3-24 koolstofatomen; het meest bij voorkeur zijn alle R'- en R''-groepen sterisch gehinderde alkylgroepen met circa 4-12 koolstofatomen. Sterisch gehinderde alkylgroepen zijn gedefinieerd als alkylradicalen die bijdragen tot de 20 hydrolytische stabiliteit van het molecuul, dat wil zeggen, die de reactie van water met de silicium-zuurstof- of de koolstof-zuurstof-bindingen in het molecuul remmen. Voorbeelden van voorkeurssterisch gehinderde alkylradicalen zijn niet-liniare primaire alkylradicalen met op de beta-positie 25 een zijketen van tenminste twee koolstofatomen, secundaire alkylradicalen en tertiare alkylradicalen. Bijzonder geprefereerde groepen omvatten sec-butyl, isobutyl, 2-ethyl-butyl, 2-ethylpentyl, 3-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 3-ethyl-hexyl, 2,4-dimethyl, 3-pentyl en dergelijke.In the formulas of the formula sheet, the preferred groups for R 'and R' 'are alkyl or alkenyl of about 1-24 carbon atoms or aryl or aralkyl of about 6-24 carbon atoms. Preferably at least a majority of the 15 R 'groups and the R' 'groups are sterically hindered alkyl groups of about 3-24 carbon atoms; most preferably, all R 'and R' 'groups are sterically hindered alkyl groups of about 4-12 carbon atoms. Sterically hindered alkyl groups are defined as alkyl radicals that contribute to the hydrolytic stability of the molecule, ie, that inhibit the reaction of water with the silicon-oxygen or carbon-oxygen bonds in the molecule. Examples of preferred sterically hindered alkyl radicals are nonlinear primary alkyl radicals having at the beta position a side chain of at least two carbon atoms, secondary alkyl radicals and tertiary alkyl radicals. Particularly preferred groups include sec-butyl, isobutyl, 2-ethyl-butyl, 2-ethylpentyl, 3-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 3-ethyl-hexyl, 2,4-dimethyl, 3-pentyl and the like.
30 In de formules van het formuleblad stelt R bij voor keur een waterstofatoom, een alkyl of alkenyl met circa 1-18 koolstofatomen of een aryl of aralkyl met circa 6-24 koolstofatomen voor. Het meest bij voorkeur is R waterstof, een alkyl of alkenyl met circa 1-8 koolstofatomen of een 35 aryl of aralkyl met circa 6-24 koolstofatomen.In the formulas of the formula sheet, R preferably represents a hydrogen atom, an alkyl or alkenyl of about 1-18 carbon atoms or an aryl or aralkyl of about 6-24 carbon atoms. Most preferably R is hydrogen, an alkyl or alkenyl of about 1-8 carbon atoms or an aryl or aralkyl of about 6-24 carbon atoms.
De in de beschrijving en conclusies gebezigde term "kationogeen derivaat" of "kationogeen afgeleid" is gebruikt ~ . % 4-* -· - - » -6- om aan te geven, dat het centrum voor kationogene werkzaamheden is gecentreerd op een van de R, R' of R'1 groepen. Gewoonlijk bestaat het centrum voor kationogene werkzaamheid in de vorm van een quaternaire ammoniumgroep of een andere 5 stikstof-, zwavel- of fosfor-bevattende groep welke positief geladen is of kan worden omgezet in een positief geladen groep door de toevoeging van protondonorverbindingen.The term "cationic derivative" or "cationically derived" used in the description and claims has been used. % 4- * - · - - »-6- to indicate that the center for cationic activities is centered on one of the R, R 'or R'1 groups. Usually, the center for cationic activity exists in the form of a quaternary ammonium group or other nitrogen, sulfur or phosphorus-containing group which is positively charged or can be converted to a positively charged group by the addition of proton donors.
Deze alkoxysilaanclusterverbindingen worden bereid met behulp van de werkwijzen beschreven in de Amerikaanse 10 octrooischriften 3.965.135, 3.965.136 en 4.086.260, en voorts kan de gekozen R-, R'- of R''-groep worden omgezet in zijn kationogeen derivaat door methoden die goed bekend zijn in het vakgebied.These alkoxysilane cluster compounds are prepared using the methods described in U.S. Pat. Nos. 3,965,135, 3,965,136 and 4,086,260, and further, the selected R, R 'or R' 'group can be converted to its cationic derivative by methods well known in the art.
De gevlokte minerale suspensies van de onderhavige 15 uitvinding worden bijvoorbeeld bereid door het omzetten, gewoonlijk onder roeren, van een geschikte silicaatgel met een van de als bovengedefinieerde alkoxysilaanclusterverbindingen afgeleide bron van uitwisselingskationen teneinde een ionuit-wisselingsreactie teweeg te brengen tussen de alkoxysilaan-20 clusterkationen en de interstitiële kationen in de silicaatgel om zo uitgewisselde macro-gevlokte gekomplexeerde deeltjes te vormen. Omdat de diverse uitwisselingskationen gevlokte komplexen geven met verschillende fysische eigenschappen en in het bijzonder verschillende basistussenruimten, wordt het 25 specifieke kation gekozen door de toepasser van de onderhavige uitvinding gebaseerd op het gewenste eindgebruik.The flocculated mineral suspensions of the present invention are prepared, for example, by reacting, usually with stirring, a suitable silicate gel with an exchange cation source derivative as defined above alkoxysilane cluster compounds to effect an ion exchange reaction between the alkoxy silane cluster cations and the interstitial cations in the silicate gel to form exchanged macro-flocked complexed particles. Since the various exchange cations produce flocked complexes with different physical properties and in particular different base gaps, the specific cation is selected by the practitioner of the present invention based on the desired end use.
De hoeveelheid kationogene silicaatclusterverbindin-gen, die worden uitgewisseld met de interstitiële kationen van het silicaat en die daardoor in de tetraedrische, octa-30 edrische en tetraedrische tussenlagen van het silicaat worden gevoegd, is een hoeveelheid die tenminste voldoende is om de geëxpandeerde basistussenruimte te behouden, zodat het materiaal op geschikte wijze kan functioneren als een moleculaire zeef.The amount of cationic silicate cluster compounds which are exchanged with the interstitial cations of the silicate and thereby introduced into the tetrahedral, octahedral and tetrahedral interlayers of the silicate is an amount at least sufficient to maintain the expanded base spacing so that the material can suitably function as a molecular sieve.
35 Het volgende voorbeeld is slechts bij wijze van illustratie gegeven en is niet bedoeld ter beperking van de uitvinding.The following example is given by way of illustration only and is not intended to limit the invention.
o» «7 * :1 ; 0o »« 7 *: 1; 0
*7 V S* 7 V S
-7- ;-7-;
Voorbeeld 0,5 gram 3-(bis(tri-sec-butoxysiloxy)-methyl-siloxy))-propyldimethyl-benzyl-ammoniumchloride werd toegevoegd aan 7 gram gedeïoniseerd water en daarna werd voldoende ethanol (3 gram) toegevoegd om de oplossing helder 5 te maken. Deze oplossing werd toegevoegd aan 25 gram van een 2% dispersie van lithiumfluorhectoriet. Er trad onmid-dellijk uitvlokking op, hetgeen er op wees dat een ionuit-wisselingsreactie plaatsvond. Na 30 minuten werd een extra hoeveelheid gedeïoniseerd water toegevoegd en werd het 10 mengsel onderworpen aan afschuifkrachten in een WaringExample 0.5 gram of 3- (bis (tri-sec-butoxysiloxy) -methyl-siloxy)) -propyldimethyl-benzyl-ammonium chloride was added to 7 grams of deionized water and then sufficient ethanol (3 grams) was added to clear the solution. to make. This solution was added to 25 grams of a 2% dispersion of lithium fluorhectorite. Flocculation occurred immediately, indicating that an ion exchange reaction was taking place. After 30 minutes, an additional amount of deionized water was added and the mixture was sheared in a Waring
Blender gedurende 30 seconden om de vlokafmeting te verkleinen teneinde te helpen bij de bereiding van georiënteerde deeltjes voor röntgenstraaldiffractie. Het verkregen gevlokte materiaal had een dichtheid kleiner dan die van 15 water en werd van het oppervlak afgeschept en gewassen met een 30/70 ethanol/water-mengsel. Het gevlokte materiaal werd zodanig op een glazen schuif aangebracht, dat de voorkeursoriëntatie werd bevorderd en het werd vervolgens aan de lucht gedroogd tot een film. Onder toepassing van een 20 Phillips APD3600 diffractometer met koper K-straling, werd een röntgendiffractiepatroon verkregen, dat aangaf dat een silicaatclustertussenvoegingsverbinding was bereid met een basistussenruimte van 35,8A, hetgeen aantoonde dat het materiaal geschikt is voor toepassing als een moleculaire 25 zeef. De film werd vervolgens verhit tot 510°C gedurende 16 uur. Wederom werd een röntgenstralingdiffractiepatroon verkregen dat aantoonde dat een basistussenruimte van 30,5A was behouden.Blender for 30 seconds to decrease the floc size to aid in the preparation of oriented X-ray diffraction particles. The resulting flock material had a density less than that of water and was scooped off the surface and washed with a 30/70 ethanol / water mixture. The flock material was applied to a glass slide to promote the preferred orientation and it was then air dried to a film. Using a Phillips APD3600 diffractometer with copper K radiation, an X-ray diffraction pattern was obtained, indicating that a silicate cluster insert had been prepared with a base spacing of 35.8A, showing that the material is suitable for use as a molecular sieve. The film was then heated to 510 ° C for 16 hours. Again, an X-ray diffraction pattern was obtained showing that a base spacing of 30.5A was maintained.
r * »\ «*, ** ». or * »\« *, ** ». O
' V «- Λ 'J'V «- Λ' J
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US68785284A | 1984-12-31 | 1984-12-31 | |
| US68785284 | 1984-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8503565A true NL8503565A (en) | 1986-07-16 |
Family
ID=24762135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8503565A NL8503565A (en) | 1984-12-31 | 1985-12-24 | COMPLEXES OF ALKOXYSILANE CLUSTER AND SHAPED SILICATE. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163113A (en) |
| CN (1) | CN85109768A (en) |
| AU (1) | AU4931085A (en) |
| BE (1) | BE903974A (en) |
| DE (1) | DE3540102A1 (en) |
| ES (1) | ES8700962A1 (en) |
| FR (1) | FR2575484A1 (en) |
| GB (1) | GB2169274A (en) |
| IT (1) | IT1201509B (en) |
| LU (1) | LU86236A1 (en) |
| NL (1) | NL8503565A (en) |
| SE (1) | SE8506154L (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462905A (en) * | 1992-08-21 | 1995-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying catalyst |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1571983A (en) * | 1977-05-16 | 1980-07-23 | Imai M | Sol of ultra-fine particles of layered structure material |
| US4239519A (en) * | 1979-03-26 | 1980-12-16 | Corning Glass Works | Inorganic gels and ceramic papers, films, fibers, boards, and coatings made therefrom |
| US4367163A (en) * | 1981-04-15 | 1983-01-04 | Research Corporation | Silica-clay complexes |
| US4510257A (en) * | 1983-12-08 | 1985-04-09 | Shell Oil Company | Silica-clay complexes |
-
1985
- 1985-10-30 ES ES548368A patent/ES8700962A1/en not_active Expired
- 1985-11-04 AU AU49310/85A patent/AU4931085A/en not_active Abandoned
- 1985-11-12 DE DE19853540102 patent/DE3540102A1/en not_active Withdrawn
- 1985-12-12 JP JP60278122A patent/JPS61163113A/en active Pending
- 1985-12-20 IT IT23350/85A patent/IT1201509B/en active
- 1985-12-24 NL NL8503565A patent/NL8503565A/en not_active Application Discontinuation
- 1985-12-24 FR FR8519134A patent/FR2575484A1/en not_active Withdrawn
- 1985-12-30 CN CN198585109768A patent/CN85109768A/en not_active Withdrawn
- 1985-12-30 LU LU86236A patent/LU86236A1/en unknown
- 1985-12-30 SE SE8506154A patent/SE8506154L/en not_active Application Discontinuation
- 1985-12-30 GB GB08531865A patent/GB2169274A/en not_active Withdrawn
- 1985-12-31 BE BE0/216090A patent/BE903974A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8531865D0 (en) | 1986-02-05 |
| IT1201509B (en) | 1989-02-02 |
| AU4931085A (en) | 1986-07-10 |
| LU86236A1 (en) | 1986-06-11 |
| GB2169274A (en) | 1986-07-09 |
| JPS61163113A (en) | 1986-07-23 |
| SE8506154L (en) | 1986-07-01 |
| IT8523350A0 (en) | 1985-12-20 |
| BE903974A (en) | 1986-06-30 |
| ES548368A0 (en) | 1986-11-16 |
| SE8506154D0 (en) | 1985-12-30 |
| FR2575484A1 (en) | 1986-07-04 |
| DE3540102A1 (en) | 1986-07-10 |
| ES8700962A1 (en) | 1986-11-16 |
| CN85109768A (en) | 1986-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ukrainczyk et al. | Template synthesis and characterization of layered Al− and Mg− Silsesquioxanes | |
| Calderon et al. | Thermally stable phosphonium-montmorillonite organoclays | |
| Cui et al. | Effect of organoclay purity and degradation on nanocomposite performance, Part 1: Surfactant degradation | |
| He et al. | Influence of cationic surfactant removal on the thermal stability of organoclays | |
| CA1173055A (en) | Anionically modified organophilic clays | |
| US4054537A (en) | Process for synthesizing compositions containing smectite-type clays and gellants produced thereby | |
| NL8201038A (en) | MODIFIED ORGANOPHIAL CLAY COMPLEXES. | |
| US4040974A (en) | Synthesized gellants containing smectite-type clay and process for producing same | |
| EP0524503B1 (en) | Organophilic clay | |
| CA1142500A (en) | Cyclic process for forming high purity zsm-5 catalyst | |
| JPS5867337A (en) | Organophilic clay gel agent | |
| Ganguly et al. | Organophilic nano clay: a comprehensive review | |
| JPH0621027B2 (en) | Method for producing organic smectite by solid-state reaction | |
| CA1284406C (en) | Suspensions of sheet silicate materials and products made therefrom | |
| Chastek et al. | Hexadecyl-functionalized lamellar mesostructured silicates and aluminosilicates designed for polymer–clay nanocomposites. Part I. Clay synthesis and structure | |
| NL8503565A (en) | COMPLEXES OF ALKOXYSILANE CLUSTER AND SHAPED SILICATE. | |
| JPS5864213A (en) | Gallium- and/or indium-containing zeolites, manufacture and use | |
| Suh et al. | Nanocomposite structure depending on the degree of surface treatment of layered silicate | |
| Seçki̇n et al. | Polymerization and characterization of acrylonitrile with γ‐methacryloxypropyltrimethoxy‐silane grafted bentonite clay | |
| Souza et al. | Highly thermal stable organoclays of ionic liquids and silane organic modifiers and effect of montmorillonite source | |
| US5330734A (en) | Silica pillared micas | |
| JP4261232B2 (en) | Novel phosphonium salt, organically modified layered silicate containing the phosphonium salt and composition thereof | |
| Okada et al. | In situ crystallization of Al-containing silicate nanosheets on monodisperse amorphous silica microspheres | |
| Pazos et al. | Self-assembling of tetradecylammonium chain on swelling high charge micas (Na-Mica-3 and Na-Mica-2): Effect of alkylammonium concentration and mica layer charge | |
| Barrer et al. | Chemistry of soil minerals. Part IV. Synthetic alkylammonium montmorillonites and hectorites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |