PL160930B1 - Sposób wytwarzania nowych wanadokrzemianowych sit molekularnych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania nowych wanadokrzemianowych sit molekularnych, znamienny tym, że w środowisku wodnym, mieszając poddaje się reakcji związek krzemu, związek wanadu, związek sterujący strukturą ( R ) oraz związek nieorganiczny (MeX), a wytworzony żel posiadający składniki pozostające w stosunkach molowych a V2Os : b SiO2 : c MeX : d R : e H2O, gdzie a = 1 b ^ 10 c = 2-100 d 3*0,5 e = 50-10000 korzystnie korzystnie korzystnie korzystnie 25-150 3-10 2-10 500-5000, miesza do pełnej homogenizacji, a następnie wygrzewa w naczyniu ciśnieniowym w temperaturze 130-220°C, korzystnie 150-200°C, az do uformowania kryształów, które oddziela się, przemywa, suszy i kalcynuje.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ianadokrzemlangwyyh sit mooekularnych wymieniających aniony VAMS. Skrót VAMS oznacza - Vancdluo Amgn-θxchcnglπg Molecular Sieves.

Znany jest z publikacji A. Oyera i innych, “Recent 0ev. łon Exch“, Papiers Int. Conf. łon Exch. Procesjes Wilds and Hudson Eds, 1987, s. 257-263 sposób w/twι^rzcnla sit lotekulcΓnych o w^csnosylcyh cn^ofowymlafnyyh, polegający na cząścoowym zastąpieniu glinu w zeolitach typów A, X i Y przez fosfor na drodze stapiania tych zeolitów z losica^em jednoamonowym w temperaturze ^do 2³⁰°c i utrzymywaniu w mej do ²4 ^godz., a następnie o^dmy ciu nleρrzeacggowanego fosforanu wodą. Tak wtticrzofe sita motekulcrfa wykazują zdolność wymiany cmgnolej znacznie nizszą mz wynikałoby to z zawartości w nich fosforu.

Niedogodnością tego sposobu jest to, ze uh^imoIiwic on pełne zastąpienie glinu fosforem, co powoduje wzajemne kompensowanie w znacznym stopniu ładunków tetfaedról AlOj i P0₂, obniżając wyllanę anionów. Ponadto mgytlkacJC fosforem prowadzona jest jako wtórna obróbka po procesie syntezy, co podraża koszt w^twί^rzanlc sit motekulcrfyJh.

Celem wynalazku jest gprcygwfn:ιe sposobu wytwarzama w wyniku bezpośredniej syntezy sit motekularfyyh VAMS wymlenlcjących aniony.

160 930

Sposób według wynalazku polega na tym, te w środowisku wodnym, mieszając poddaje się reakcji związek krzemu, związek wanadu, związek sterujący strukturą R oraz związek ⁿieor^gani.czn^y MeX w temperaturze 10 - ⁷⁰°C ^prz^y pH o 7 - 11, a ^wytwirzon^y żel posiadający składniki pozostające w stosunkach molowych aV₂0g: bSiO₂: cMeXs dR : eH₂0 w zakresach:

a π 1 b 10 c « 2-100 d >0,5 e 50-10.000 korzystnie 25 - 150 korzystnie 3-10 korzystnie 2-10 korzystnie 500-5.000, miesza się do pełnej homoogeizacji, a następnie wygrzewa w naczyniu ciśninniowmrn przez o^kres 1-45 dni w zależności o^d zawartości wody w żelu, w tempera turze I³⁰ - ²1^O°C, korzystnie 150 - 200 C az do uformowania kryształów, które oddziela sią, przemywa i suszy w tempera turze W5 - 120°C, a nast^ąpnie ^kalc^ynu^je w temperaturze około ⁵00°^C prz^y przepowie powietrza. Do wytworzenia żelu reakcyjnego Jako związek wanadu stosuje się rozpuszczalne wanadany lub poliwanadany meeali alkalicznych i amonu, pią c 101 jnek wanadu, kwasy i polikwasy wanadu albo związek clkoksyocncdu. Szczególnie korzystne okazało się zastosowanie wanadanów sodu, potasu oraz kwasu ortowcnadowego. Jako związek krzemu stosuje się zol krzemionkowy, zol kwasu krzemowego albo związek alkoksykrzemu. Zwłaszcza korzystne okazało się zaslosowanie zolu krzemionkowego o zawartości Si02 około 3C% we^wych.

Jako związek nieorganiczny MeX stosuje się rozpuszczalne sole nieorganiczne jak: węglany, kwaśne węglany, siarczany i azotany oraz wodorotlenki ιο^Ιι alka licznych lub amonu, przy czyo zastosowanie kwaśnych węglanów lub siarczanów sodu i potasu okazało się szczególnie korzystne. Natomiast jako związek sterujący strukturą R stosuje się cllCatyczne lub alicykliczne aminy o ogolnyo wirze N/Cx/z , gdzie x = 1-6, c z = 0,5-4 luo ich pochodne, korzystnie bromek luo wodorotlenek cztsroDropyloaoznnooy, albo trój propylcamną .

Sposób według wynalazku umozZiwia wytwarzanie wanadokraemiθnooycn sit molekularnych VAMS o strukturze MFI z wydajnością 10C% w postaci kryształów o wielkości do kilkuset mikrometrów, w zależności od rozcneńJaennc i sposobu przygotowania żelu. Sita te odznaczają się syseemem oikroporowatych kanałów przebiegających wzdłuz osi a i b kryształu.

Sposób według wyn^laz/u został bliżej przedstawiony w poniższych przykładach jego wykonania

Przykład I. Do naczynia Jlśnlenzowego o pojemności 0,6 dm mieszając dozuje się 67,1 g zolu krzemionkowego o zawartości 30% wagowych SiO₂» 1,8 g wanadu sodu, 6,2 g kwaśnego węglanu sodu, 34,0 g 20^^^^^go roztworu wodnego wodorotlenku JateropropyZoamznlowlgz oraz ²⁰5,^{7 g} wo^dy i nast^ąpnie potJdaje reakcji w temperaturze 20°C, mesz^ąc ^jeszcze przez 30 min. uformowany zel o stosunkach molowych Ιν^.. 455^: 2^0: 10NaHC0₃: 4,5/CHgCH₂CH₂/4 N+: : 21OOH₂O i wartości pH = 10, poddaje się krystalizacji bez mieszania przez okres 4 dni po^d οι^πι6γι^ιοι ^ορεΓίογ^{0 w tem}peraturz^e 18⁶°C. Wtworzone w ten s^posó^{b k}ryszt^ały wanadokraemnanooe po oddzieleniu, przemyciu wodą i suszeniu przez okres 24 godzin w temperaturze 11O°C, podaje się nastąpnie kalcynacji przy przepływie powietrza, w temeraturze 500°C przez okres 3 dni..

Otrzymuje się 100% kryształów wanadokrzemłanowych vaMS o długości do 120 yum w kształcie pryzo tetragonalnych, wykazujących rentgenowskie widmo dyfrakcyjne charakterystyczne dla struktur^y MI. Krysztaj posiadłą zool-ność wymian^y anionów takicfi jcI<: Fj ^, Cl^, NO^ S04 .

Przykład II. Do naczynia ci6nlenzowegz o pojemności 0,5 dm dozuje się 67,1 g zolu krzemionkowego o zawartości 3O%-zwego S1O2. 1,8 g wanadanu sodu, 5,3 g siarczanu sodu, 34,0 g 20%-owego roztworu wodnego wodorotlenku cztezopzopyZoomonlowego oraz 205,7 g wody i postąpuje jak w przykładzie I. uformowany żel o stosunkach molowych: Ιΐν^Ο^: 45SiO₂: 2Na20: 4N82S04: 4,S/CHgC^^(^H₂^₄N⁺: 2100H₂0 i wartości pH = 10, poddaje się krystalizacji bez mieszania przez okres 4 dni pod ^επιβο^Ηΐ autogennym w temperaturze 186°C.

Wytworzone kryształy o^ι^^^(^(^l^ι^^lmlanzol po oddzieleniu, przemyciu wodą i suszeniu przez okres ²⁴ godzin w ^^eraturze 11^O°C, poddaje się następnie przy pirzepływu (oowietrza

160 930 kalcynacji w temperaturze S00°C przez okres 3 dni. Otrzymuje się 100% kryształów wanadokrzemianowych VAMS o długości do 80 /im w kształcie pryzm tetragonalnych o strukturze i własnościach jak w przykładzie 1.

Przykład III. Oo naczynia ciśnieniowego o pojemności 0,6 dm mieszając dozuje się 90,6 g zolu krzemionkowego o zawartości 30% wagowych SiO₂, 2,8 g wanadanu potasu, 6,7 g wodorowwglanu sodu, 45,5 20%-oorgi roztworu wodnego oodoiotlrnku czteropropyl^^^moniowego, 278 g wody i poddaje reakcji w tempe^^rze 40°C, mieszając Jeszcze przez 10 minut. Uformowany żal o stosunkach milo^^chi 1^2¹ 45SiO₂> 2^0: SNaHCOg, 4,S/CHgCHgCCg/N i 2100H20 i wartości pH 10, krystalizuje się bez mieszania przez 4 dni w temperaturze 190°C. Otrzymuje się 100% kryształów oanadokrzemianioych o długości do 100 /im i strukturze Ml, w postaci oraz własnościach jak w przykładzie 1.

Wanadokrzrmianowr sita meoekularne VAMS według wynalazku maję zastosowanie w procesach adeorpcyjnych oraz w wymianie anionowej a także Jako seiektOne katalizatory w katalizie oksydacyJnnireduUcyjnnr. Kryształy o dużych rozmiarach maję zastosowanie w produkcgi rnernmran siiooimmiekularnych oraz Jako złoze fiuidalne.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1· Sposób wytwarzania nowych wanadokrzemiantwych sit motekularnych, znamienny tym, że w środowisku wodnym, mieszając poddaje sią reakcji związek krzemu, związek wanadu, związek sterujący strukturą /R/ oraz związek nieorganiczny /MaX/, a wytworzony zel posiadający składniki pozostające w stosunkach molowych aY₂O^: bSiOj cMeX: dRt eH₂0, gdzie :

   a s 1 b 10 korzystnie 25 - 150 c = 2-100 korzystnie 3-10 d 0.5 korzystnie 2-10 e a 50-10.000 korzystnie 500 - 5.000, miesza do pełnej homoggnizzcjj, a następnie wygrzewa w naczyniu ciśninnoowym w temperaturze 130 - ²²0°C, korz^ystme 1.50 - ²°0°C cż do uformowania tcryształów, ^kt^óre oddziela si^ą, przemywa, suszy i kalcynuje.
2. 2o Sposób według zastrz.l, znamienny tym, ze Jako związek wanadu stosuje sią nanadany lub poliwanadany mrali d^Ucznych i amonu, pląJiotlenek wanadu, kwasy i polikwasy wanadu albo związek clkoksywcncdu.
3. 3. Sposób według zastrz.l,, znamienny tym, że jako związek krzemu stosuje sią zol krzemionkowy, zol kwasu krzemowego albo związek alkoksykrzemu.
4. 4. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, ze jako związek nieorganiczny /MeX/ stosuje sią rozpuszczalne sole nieorganiczne oraz wadooGolenki μϊθΙι alkalccznych lub amonu.
5. 5. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że Jako związek sterujący strukturą /R/ stosuje sią alifatyczne lub alicyklcczne aminy o ogólnym w^t^rze N/Cx/z, gdzie x b 1-6, a z = 0,5=4 albo ich pochodne.