JPH0624970B2 - ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造法 - Google Patents
ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造法Info
- Publication number
- JPH0624970B2 JPH0624970B2 JP63286281A JP28628188A JPH0624970B2 JP H0624970 B2 JPH0624970 B2 JP H0624970B2 JP 63286281 A JP63286281 A JP 63286281A JP 28628188 A JP28628188 A JP 28628188A JP H0624970 B2 JPH0624970 B2 JP H0624970B2
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- Japan
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- pillars
- pillar
- amount
- intercalation compound
- crosslinked clay
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- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は近年注目を集めている架橋粘土層間化合物のピ
ラー量を制御する方法に関するものであり、触媒、担
体、吸着材、分離材等への利用の一層の発展に寄与する
ものと考えられる。
ラー量を制御する方法に関するものであり、触媒、担
体、吸着材、分離材等への利用の一層の発展に寄与する
ものと考えられる。
＜従来の技術＞ 従来、架橋粘土層間化合物のピラー量を制御する技術は
確立されていない。
確立されていない。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 架橋粘土層間化合物は、第１図に示す層間距離(１)とピ
ラー(柱)間距離(２)の両者により特徴付けられる。この
うち層間距離はピラー(３)の大きさにより、また、柱間
距離はピラー量により変化することが知られる。架橋粘
土層間化合物の製造法については、従来、特開昭５４−
５８８４号公報、特開昭５４−１６３８６号公報、特公
昭６２−１２１７２号公報、特公昭６２−４１１６７号
公報等が公表されているが、これらの特許は架橋粘土層
間化合物のピラー量に関するものではない。即ち、従
来、架橋粘土層間化合物のピラー量の制御に関する技術
は確立されていない。本発明は架橋粘土層間化合物のピ
ラー量を制御する方法について鋭意研究の結果、ピラー
前駆体の添加量を変えることによりピラー量を制御する
方法を見いだしたものである。
ラー(柱)間距離(２)の両者により特徴付けられる。この
うち層間距離はピラー(３)の大きさにより、また、柱間
距離はピラー量により変化することが知られる。架橋粘
土層間化合物の製造法については、従来、特開昭５４−
５８８４号公報、特開昭５４−１６３８６号公報、特公
昭６２−１２１７２号公報、特公昭６２−４１１６７号
公報等が公表されているが、これらの特許は架橋粘土層
間化合物のピラー量に関するものではない。即ち、従
来、架橋粘土層間化合物のピラー量の制御に関する技術
は確立されていない。本発明は架橋粘土層間化合物のピ
ラー量を制御する方法について鋭意研究の結果、ピラー
前駆体の添加量を変えることによりピラー量を制御する
方法を見いだしたものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、ピラー前駆体の添加量を制御することによ
り、ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物を製造する方
法に関するものである。
り、ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物を製造する方
法に関するものである。
本発明で使用される粘土はモンモリナイトであるが、以
下において説明する性質と同じ性質を有する粘土であれ
ば、これに限られるものではない。モンモリロナイトの
結晶構造は、けい酸四面体−アルミナ八面体−けい酸四
面体がそれぞれの酸素を共有して積み重なって結合し、
一枚の結晶層を形成している。この結晶層をシリケート
層と呼ぶ。シリケート層中のアルミナ八面体の中心金属
であるアルミニウムの一部分がそれよりも陽電荷の小さ
いマグネシウムによって置換されている。また、けい酸
四面体のシリコンの一部分がそれよりも陽電荷の小さい
アルミニウムによって置換されている。これらの置換に
より、シリケート層は電荷バランスを失い、負電荷を帯
びている。この負電荷量に応じて陽イオン（例えNa+、C
a2+等）がシリケート層間に存在し、全体の電荷バラン
スを保つように配置されている。シリケート層間に存在
する陽イオンがNa+の場合はNa−モンモリロナイト、Ca
2+の場合はCa−モンモリロナイトという具合に表現す
る。層間に存在するNa+やCa2+等の陽イオンは他の陽イ
オンと交換可能であり、交換可能なこれらの陽イオン量
を陽イオン交換容量と言い、この値は130meq／100ｇ程
度である。
下において説明する性質と同じ性質を有する粘土であれ
ば、これに限られるものではない。モンモリロナイトの
結晶構造は、けい酸四面体−アルミナ八面体−けい酸四
面体がそれぞれの酸素を共有して積み重なって結合し、
一枚の結晶層を形成している。この結晶層をシリケート
層と呼ぶ。シリケート層中のアルミナ八面体の中心金属
であるアルミニウムの一部分がそれよりも陽電荷の小さ
いマグネシウムによって置換されている。また、けい酸
四面体のシリコンの一部分がそれよりも陽電荷の小さい
アルミニウムによって置換されている。これらの置換に
より、シリケート層は電荷バランスを失い、負電荷を帯
びている。この負電荷量に応じて陽イオン（例えNa+、C
a2+等）がシリケート層間に存在し、全体の電荷バラン
スを保つように配置されている。シリケート層間に存在
する陽イオンがNa+の場合はNa−モンモリロナイト、Ca
2+の場合はCa−モンモリロナイトという具合に表現す
る。層間に存在するNa+やCa2+等の陽イオンは他の陽イ
オンと交換可能であり、交換可能なこれらの陽イオン量
を陽イオン交換容量と言い、この値は130meq／100ｇ程
度である。
架橋粘土層間化合物の製造法は、前述のモンモリロナイ
トのイオン交換の性質を利用して、層間にピラー前駆体
を導入することから始まる。架橋粘土層間化合物の製造
法をさらに詳細に説明する。まず水とモンモリロナイト
の懸濁液を調製するが、それらの混合比はモンモリロナ
イト１０ｇあたり水１０ml以上とするが、望ましくはマ
グネチックスターラーで撹拌のできる混合比のモンモリ
ロナイト１０ｇあたり水５０ml以上である。マグネチッ
クスターラーを使用した場合の混合時間は、混合比がモ
ンモリロナイト１０ｇあたり水５００mlの場合、１０分
間程度撹拌すればほぼ均一な懸濁液が得られる。その
後、懸濁液中に撹拌しながらピラー前駆体を任意量添加
する。ピラー前駆体は、陽イオン性の水酸化アルミニウ
ムオリゴマーであり、Al2(OH)5Cl・2.4H2O粉末を水に溶
解させた水溶液、あるいは、塩化アルミニウム又は硝酸
アルミニウムに水酸化ナトリウム又は水酸化アンモニウ
ム等のアルカリを添加して調製したもの等があるが、本
発明にはいずれの調製法で得たものであっても水酸化ア
ルミニウムオリゴマーでありさえすればよい。懸濁液中
にピラー前駆体を添加すると、モンモリロナイトのイオ
ン交換が起こり、そのイオン交換量は添加したピラー前
駆体の量に比例する。
トのイオン交換の性質を利用して、層間にピラー前駆体
を導入することから始まる。架橋粘土層間化合物の製造
法をさらに詳細に説明する。まず水とモンモリロナイト
の懸濁液を調製するが、それらの混合比はモンモリロナ
イト１０ｇあたり水１０ml以上とするが、望ましくはマ
グネチックスターラーで撹拌のできる混合比のモンモリ
ロナイト１０ｇあたり水５０ml以上である。マグネチッ
クスターラーを使用した場合の混合時間は、混合比がモ
ンモリロナイト１０ｇあたり水５００mlの場合、１０分
間程度撹拌すればほぼ均一な懸濁液が得られる。その
後、懸濁液中に撹拌しながらピラー前駆体を任意量添加
する。ピラー前駆体は、陽イオン性の水酸化アルミニウ
ムオリゴマーであり、Al2(OH)5Cl・2.4H2O粉末を水に溶
解させた水溶液、あるいは、塩化アルミニウム又は硝酸
アルミニウムに水酸化ナトリウム又は水酸化アンモニウ
ム等のアルカリを添加して調製したもの等があるが、本
発明にはいずれの調製法で得たものであっても水酸化ア
ルミニウムオリゴマーでありさえすればよい。懸濁液中
にピラー前駆体を添加すると、モンモリロナイトのイオ
ン交換が起こり、そのイオン交換量は添加したピラー前
駆体の量に比例する。
モンモリロナイトのイオン交換について詳しく説明する
と、モンモリロナイトの層間に存在する交換性陽イオン
と陽イオン性のピラー前駆体が入れかわることである。
従って、イオン交換が終了すればモンモリロナイト層間
にはピラー前駆体が交換性陽イオンに代って存在するこ
とになる。さらに、ピラー前駆体の量はイオン交換量に
比例する。従って、本発明はこれらのモンモリロナイト
のイオン交換の特性を利用することにより、ピラー量の
異なる架橋粘土層間化合物の製造に成功したものであ
る。
と、モンモリロナイトの層間に存在する交換性陽イオン
と陽イオン性のピラー前駆体が入れかわることである。
従って、イオン交換が終了すればモンモリロナイト層間
にはピラー前駆体が交換性陽イオンに代って存在するこ
とになる。さらに、ピラー前駆体の量はイオン交換量に
比例する。従って、本発明はこれらのモンモリロナイト
のイオン交換の特性を利用することにより、ピラー量の
異なる架橋粘土層間化合物の製造に成功したものであ
る。
撹拌しながら懸濁液中に任意量のピラー前駆体を添加し
た後、室温あるいは加温しながら１〜24時間程度エージ
ングする。その後、ろ過して得られた粘土を乾燥すれ
ば、任意量の水酸化アルミニウムをピラーに有する架橋
粘土層間化合物が出来上がる。さらにこれを５００℃で
１時間程度加熱すると、ピラーの水酸化アルミニウムの
脱水反応が進行して酸化アルミニウムをピラーに有する
架橋粘土層間化合物が出来る。加熱温度はモンモリロナ
イトの結晶構造が破壊されない温度である７００℃以下
で行う。
た後、室温あるいは加温しながら１〜24時間程度エージ
ングする。その後、ろ過して得られた粘土を乾燥すれ
ば、任意量の水酸化アルミニウムをピラーに有する架橋
粘土層間化合物が出来上がる。さらにこれを５００℃で
１時間程度加熱すると、ピラーの水酸化アルミニウムの
脱水反応が進行して酸化アルミニウムをピラーに有する
架橋粘土層間化合物が出来る。加熱温度はモンモリロナ
イトの結晶構造が破壊されない温度である７００℃以下
で行う。
＜発明の効果＞ 二次元構造の細孔を有する架橋粘土層間化合物はゼオラ
イトと同様の機能が期待され、従来多くの分野でその利
用が検討されてきた。本発明は二次元構造を支えるピラ
ーの量を変えた架橋粘土層間化合物の製造法に関するも
のであり、これは架橋粘土層間化合物の機能の向上及び
新たな機能の発現をもたらすものである。
イトと同様の機能が期待され、従来多くの分野でその利
用が検討されてきた。本発明は二次元構造を支えるピラ
ーの量を変えた架橋粘土層間化合物の製造法に関するも
のであり、これは架橋粘土層間化合物の機能の向上及び
新たな機能の発現をもたらすものである。
以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。
実施例１ 蒸溜水５００mlにＮa−モンモリロナイト３．０ｇを添
加し、マグネチックスターラーで十分に撹拌する。得ら
れた懸濁液に撹拌しながら Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液０．３９mlを少量
づつ添加した後、室温にて２４時間静置する。つづいて
ろ過を行い、得られた生成物を６０℃のオーブン中で３
日間乾燥後、乳鉢で粉砕し、空気雰囲気の電気炉で５０
０℃、１時間加熱し、架橋粘土層間化合物を調製した。
ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したところ、単位重
量の粘土あたり０．０２ｇの酸化アルミニウムであっ
た。
加し、マグネチックスターラーで十分に撹拌する。得ら
れた懸濁液に撹拌しながら Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液０．３９mlを少量
づつ添加した後、室温にて２４時間静置する。つづいて
ろ過を行い、得られた生成物を６０℃のオーブン中で３
日間乾燥後、乳鉢で粉砕し、空気雰囲気の電気炉で５０
０℃、１時間加熱し、架橋粘土層間化合物を調製した。
ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したところ、単位重
量の粘土あたり０．０２ｇの酸化アルミニウムであっ
た。
実施例２ Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液を２．３ml使用し
た以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調
製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したとこ
ろ、単位重量の粘土あたり０．０７ｇの酸化アルミニウ
ムであった。
た以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調
製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したとこ
ろ、単位重量の粘土あたり０．０７ｇの酸化アルミニウ
ムであった。
実施例３ Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液を５．０ml使用し
た以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調
製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したとこ
ろ、単位重量の粘土あたり０．１４ｇの酸化アルミニウ
ムであった。
た以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調
製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したとこ
ろ、単位重量の粘土あたり０．１４ｇの酸化アルミニウ
ムであった。
実施例４ Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液を１０ml使用した
以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調製
した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したところ、
単位重量の粘土あたり０．２５ｇの酸化アルミニウムで
あった。
以外は実施例１と同様にして架橋粘土層間化合物を調製
した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法で定量したところ、
単位重量の粘土あたり０．２５ｇの酸化アルミニウムで
あった。
実施例５ Al2(OH)5Cl・2.4H2Oの１０wt％水溶液をNa−モンモリロ
ナイトの陽イオン交換容量に相当する１０mlよりも過剰
量の１５ml使用した以外は実施例１と同様にして架橋粘
土層間化合物を調製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法
で定量したところ、実施例４における結果と同じの単位
重量の粘土あたり０．２５ｇの酸化アルミニウムであっ
た。
ナイトの陽イオン交換容量に相当する１０mlよりも過剰
量の１５ml使用した以外は実施例１と同様にして架橋粘
土層間化合物を調製した。ピラー量をケイ光Ｘ線分析法
で定量したところ、実施例４における結果と同じの単位
重量の粘土あたり０．２５ｇの酸化アルミニウムであっ
た。
第１図は架橋粘土層間化合物の概念図を示す。 図中の(１)は層間距離、(２)はピラー間距離、(３)はピ
ラー、(４)はシリケート層である。
ラー、(４)はシリケート層である。
Claims (6)
- 【請求項１】ピラー前駆体の添加量を制御することを特
徴とするピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造
法。 - 【請求項２】該ピラー前駆体は水酸化アルミニウムオリ
ゴマーである、特許請求の範囲第１項記載の製造法。 - 【請求項３】該ピラーは水酸化アルミニウム及び／又は
酸化アルミニウムである、特許請求の範囲第１項記載の
製造法。 - 【請求項４】該ピラー量はピラーが水酸化アルミニウム
のとき、単位重量の粘土あたり０．４０ｇ以下である、
特許請求の範囲第１項記載の製造法。 - 【請求項５】該ピラー量はピラーが酸化アルミニウムの
とき、単位重量の粘土あたり０．２５ｇ以下である、特
許請求の範囲第１項記載の製造法。 - 【請求項６】該架橋粘土層間化合物の粘土はモンモリロ
ナイトである、特許請求の範囲第１項記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286281A JPH0624970B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286281A JPH0624970B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133312A JPH02133312A (ja) | 1990-05-22 |
| JPH0624970B2 true JPH0624970B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17702335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286281A Expired - Lifetime JPH0624970B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ピラー量の異なる架橋粘土層間化合物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624970B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04193709A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 層間架橋粘土の耐熱性向上法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63286281A patent/JPH0624970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02133312A (ja) | 1990-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |