RU97105024A

RU97105024A - Синтетические набухающие глинистые минералы

Info

Publication number: RU97105024A
Application number: RU97105024/25A
Authority: RU
Inventors: Якобус Мартинус Йозефус Вогелс Роланд; Вильхельм Геус Джон
Original assignee: Акцо Нобель Н.В.; Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1999-04-27

Claims

1. Синтетические набухающие глинистые минералы, составленные из элементарных трехслойных пластинок, состоящих из центрального слоя ионов металла, октаэдрически окруженных кислородом (октаэдрический слой), указанный слой окружен двумя тетраэдрически окруженными слоями, содержащими атом кремния (тетраэдрические слои), причем количество таких элементарных пластинок необязательно укладывается в упаковку, отличающиеся тем, что размеры пластинок глины изменяются в диапазоне от 0,01 мкм до 1 мкм, количество уложенных в упаковку элементарных трехслойных пластинок изменяется от одной пластинки до двадцати пластинок, тогда как в октаэдрическом слое не более чем 30 ат. % ионов металла замещаются ионами более низкой валентности, и в тетраэдрическом слое не более чем 15 ат.% ионов кремния замещаются ионами более низкой валентности, при этом такое замещение осуществляют в, по крайней мере, одном из указанных слоев и указанные слои имеют вследствие замены недостаток положительного заряда.

2. Глинистые минералы по п. 1, отличающиеся тем, что алюминий, хром, железо (III), кобальт (III), марганец (III), галлий, ванадий, молибден, вольфрам, индий, родий и/или скандий присутствуют в октаэдрическом слое в виде трехвалентных ионов.

3. Глинистые минералы по п. 1 или 2, отличающиеся тем, что магний, цинк, никель, кобальт (II), железо (II), марганец (II) и/или бериллий присутствуют в октаэдрическом слое в виде двухвалентных ионов.

4. Глинистые минералы по пп. 1-3, отличающиеся тем, что литий присутствует в октаэдрическом слое в виде одновалентных ионов.

5. Глинистые минералы по пп. 1-4, отличающиеся тем, что кремний и/или германий присутствуют в тетраэдрическом слое в виде четырехвалентного компонента, а алюминий, бор, галлий, хром, железо (III), кобальт (III) и/или марганец (III) присутствуют в виде трехвалентного компонента.

6. Глинистые минералы по одному любому из пп. 1-5, отличающиеся тем, что цинк и магний включают в октаэдрический слой, причем размерь: пластинок устанавливают посредством выбора отношения магния и цинка.

7. Глинистые минералы по пп. 1-6, отличающиеся тем, что часть гидроксильных групп, присутствующих в пластинках, замещают фтором.

8. Глинистые минералы по пп. 1-7, отличающиеся тем, что в порах с размером, по крайней мере, 6 нм присутствует площадь поверхности, по крайней мере, 150 м²/г.

9. Глинистые минералы по пп. 1-8, отличающиеся тем, что глинистые минералы поддерживают с помощью олигомерных или полимерных гидроксикомплексов ионов (металлов), таких как алюминий, цинк, хром и/или кремний.

10. Способ получения глинистых минералов по пп. 1-9, отличающийся тем, что рН водной жидкости, содержащей компоненты получаемой глины, доводят до значения 3-9, а температуру жидкости доводят до значения от 60 до 350^oС и поддерживают при указанном значении в течение времени, необходимого для осуществления реакции, причем указанное время не превышает 48 часов, и рН поддерживают при значении внутри упомянутого диапазона.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что его осуществление начинают с раствора водного стекла и алюмината, указанный раствор посредством подкисления доводят до значения рН, когда ионы металла, включаемые в структуру глины, все еще являются растворимыми, и рН полученной таким образом суспензии однородно увеличивают.

12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что размеры элементарных пластинок глины устанавливают путем установления температуры в интервале между примерно 40 и 200^oС, при которой рН однородно увеличивают.

13. Способ по пп. 10-12, отличающийся тем, что упаковку из элементарных пластинок глины регулируют путем установления ионной силы раствора, при которой осуществляют реакцию, приводящую к глинистым минералам.

14. Способ по пп. 10-13, отличающийся тем, что глинистые минералы, имеющие большую поверхность, находящуюся в порах больших размеров, получают путем осуществления реакции, приводящей к глинистым минералам при небольшой ионной силе раствора.

15. Способ по пп. 10-14, отличающийся тем, что элементарные пластинки укладывают в упаковку в значительной степени посредством установления ионной силы раствора, из которого образуют в большом количестве глинистые минералы.

16. Способ по пп. 10-15, отличающийся тем, что рН раствора однородно увеличивают посредством диспропорционирования нитрита натрия в отсутствии кислорода.

17. Способ по пп. 10-16, отличающийся тем, что размеры элементарных слоев глины регулируют в широких пределах путем установления отношения цинк/магний.

18. Способ по пп. 10-17, отличающийся замещением в тетраэдрическом слое регулируемого количества ионов кремния ионами алюминия путем добавления к суспензии диоксида кремния щелочного раствора алюмината, затем установления посредством подкисления, рН при таком значении, чтобы ионы металла, включаемые в октаэдрический слой, все еще являлись растворимыми, затем добавления указанных ионов металла и затем однородного повышения рН суспензии.

19. Способ по пп. 10-18 для обеспечения на твердой поверхности слоев глины, отличающийся тем, что высокопористый слой диоксида кремния, который прочно связан с упомянутой поверхностью, превращают в глинистые минералы.

20. Твердые поверхности, покрытые слоем глины, полученной путем применения способа по п. 19, и имеющих толщину от 1 до 10 мкм, предпочтительно от 1 до 5 мкм и более предпочтительно от 2 до 3 мкм.

21. Монолиты и тела для перемешивания по п. 20, поверхности которых покрыты слоем глины.

22. Способ получения олигомерных или полимерных гидроксикомплексов ионов одного или более металлов с узким молекулярно-массовым распределением, подходящие для применения при получении столбовидных глинистых материалов по п. 9, отличающийся тем, что рН раствора ионов металла однородно увеличивают.

23. Способ осуществления химической реакции в присутствии гетерогенного катализатора, отличающийся тем, что реакцию катализируют кислотами Льюиса или кислотами Бренстеда, при этом в качестве катализатора используют глинистый минерал по одному любому из пп. 1-9.

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что реакцию выбирают из группы углеводородного крекинга, изомеризации, полимеризации и гидратации олефинов, алкилирования ароматических веществ и дегидратации спиртов.

25. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что реакцию выбирают из группы, состоящей из реакций Фриделя-Кафтса и реакций (гидро)крекинга.