JPS63190776A - 層間架橋材の製造法 - Google Patents
層間架橋材の製造法Info
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- JPS63190776A JPS63190776A JP2281987A JP2281987A JPS63190776A JP S63190776 A JPS63190776 A JP S63190776A JP 2281987 A JP2281987 A JP 2281987A JP 2281987 A JP2281987 A JP 2281987A JP S63190776 A JPS63190776 A JP S63190776A
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- Japan
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- smectite
- inorganic particles
- mineral
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
a)技術分野
本発明はスメクタイト型鉱物の層間に無機物粒子を挿入
したのち、乾燥することによシ、種々の細孔径を有する
多孔質の層間架橋物の製法に関するものである。
したのち、乾燥することによシ、種々の細孔径を有する
多孔質の層間架橋物の製法に関するものである。
b)従来の技術と問題点
従来、多孔材料の製造方法としてスメクタイト型鉱物と
金属塩を用いた方法が試みられてきた。
金属塩を用いた方法が試みられてきた。
スメクタイト型鉱物はモンモリロナイト、ベントナイト
、緑泥石、ヘクトライト、バイデライト、及び合成マイ
カがある。
、緑泥石、ヘクトライト、バイデライト、及び合成マイ
カがある。
これらはいずれも共通の性質があるが、その性質につい
てモンモリロナイトを例として説明する。
てモンモリロナイトを例として説明する。
モンモリロナイトはけい酸4面体−アルミナ8面体−け
い酸4面体と三重構造に結晶が積み重なって一つの層に
なっている。
い酸4面体と三重構造に結晶が積み重なって一つの層に
なっている。
前記のアルミナ8面体結晶は一部のア/I/ミナが電荷
の小さいマグネシウムによって置換されて、層表面が負
電荷になっている。この負電荷に対応したがってモンモ
リロナイトは大きなカチオン型鉱物も同様な性質を有し
ている。
の小さいマグネシウムによって置換されて、層表面が負
電荷になっている。この負電荷に対応したがってモンモ
リロナイトは大きなカチオン型鉱物も同様な性質を有し
ている。
この様な膨潤性を利用し、層間中に無機物粒子を導入す
る試みがなされている。例えば特開昭54−5884号
及び特開昭54−16886号ではスメクタイト型鉱物
を水及び無機物と混合し、層間に無機物を導入する製造
法がある。
る試みがなされている。例えば特開昭54−5884号
及び特開昭54−16886号ではスメクタイト型鉱物
を水及び無機物と混合し、層間に無機物を導入する製造
法がある。
この製造法では層間距離がQ、4nmであるため、分離
、吸着剤あるいは触媒として用いる場合には間距離の多
孔体を得ている。
、吸着剤あるいは触媒として用いる場合には間距離の多
孔体を得ている。
しかし、次のような欠点がある。スメクタイト鉱物と無
機物粒子の表面は同じ負電荷であるためかりでなく、層
が重なってできた層粒子との間にも存在し、複雑な構造
を有する多孔体を形成する。
機物粒子の表面は同じ負電荷であるためかりでなく、層
が重なってできた層粒子との間にも存在し、複雑な構造
を有する多孔体を形成する。
この様な構造の多孔体は層間距離も種々な大きさになり
、いわゆる細孔の分布が広く、特定の分子を分離或は生
成するような分離材料や触媒としては適さない。
、いわゆる細孔の分布が広く、特定の分子を分離或は生
成するような分離材料や触媒としては適さない。
更に、ポリマーを焼成して細孔を形成する方法を用いて
いるため、この多孔体の内部には、ポリマーの焼成残査
であるカーボンが多量に存在するので、この点からも触
媒として利用する場合には、触媒はカーボンがほとんど
の場合有害であるため、エステル化やガソリンなどの製
造においては十分な効果が期待できない。
いるため、この多孔体の内部には、ポリマーの焼成残査
であるカーボンが多量に存在するので、この点からも触
媒として利用する場合には、触媒はカーボンがほとんど
の場合有害であるため、エステル化やガソリンなどの製
造においては十分な効果が期待できない。
C)発明の目的
本発明者らは前記欠点を解消する目的で鋭意研究した結
果、無機物粒子及び金属水酸化物、金属塩化物、金属硫
化物及び金属硝化物の少なくとも一種又は混合物を水溶
液状態で混合し、次いでスメクタイト鉱物をそのまま、
あるいは水で膨潤し乾燥すると、層間架橋した主に4n
m以上の細孔径を有する微細多孔体材料が得られること
を見い出した。
果、無機物粒子及び金属水酸化物、金属塩化物、金属硫
化物及び金属硝化物の少なくとも一種又は混合物を水溶
液状態で混合し、次いでスメクタイト鉱物をそのまま、
あるいは水で膨潤し乾燥すると、層間架橋した主に4n
m以上の細孔径を有する微細多孔体材料が得られること
を見い出した。
d)発明の構成
本発明におけるスメクタイト型鉱物は、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らの類似体の1種
又は2種以上の混合物より選択することができる。
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らの類似体の1種
又は2種以上の混合物より選択することができる。
無機物粒子はけい酸ナトリウムを強酸性イオン交換樹脂
で脱塩、必要ならば塩基性イオン交換樹脂で脱酸して生
成したけい酸が重合した微粒子(シリカコロイド)であ
る。その大きさは4〜50nmの微粒子である。
で脱塩、必要ならば塩基性イオン交換樹脂で脱酸して生
成したけい酸が重合した微粒子(シリカコロイド)であ
る。その大きさは4〜50nmの微粒子である。
本発明の製造に関しては、先ず、無機物粒子が分散して
いるシリカコロイド溶液は酸性状態(PH1〜7以下)
である。
いるシリカコロイド溶液は酸性状態(PH1〜7以下)
である。
この溶液の無機物粒子の表面は大部分がシラノ−ρ基で
、表面電荷が減少した状態である。このたスメクタイト
鉱物を添加し、攪拌混合したのち、カコロイド粒子は結
合しやすいため、これを防止すると同時に無機微粒子の
表面電荷の符号を変えるため、金属化合物を添加する。
、表面電荷が減少した状態である。このたスメクタイト
鉱物を添加し、攪拌混合したのち、カコロイド粒子は結
合しやすいため、これを防止すると同時に無機微粒子の
表面電荷の符号を変えるため、金属化合物を添加する。
この金属化合物はシリカコロイドと反応してシリカコロ
イド表面電荷が陽イオンになる化合物が望ましい。即ち
、スメクタイト型鉱物の表面電荷は陽イオンになるので
、層間架橋反応を起こさせるためにはシリカコロイドの
表面電荷が陽イオンであるほうが望ましい。
イド表面電荷が陽イオンになる化合物が望ましい。即ち
、スメクタイト型鉱物の表面電荷は陽イオンになるので
、層間架橋反応を起こさせるためにはシリカコロイドの
表面電荷が陽イオンであるほうが望ましい。
この陽イオンのシリカコロイド溶液をスメクタイト鉱物
に加えるには、粉末状態でもよいし、水で膨潤させた場
合でもよい。スメクタイト鉱物にコロイド溶液を加えた
のち十分に攪拌してスメクタイト型鉱物の結晶層間に無
機物粒子が導入され、スメクタイト鉱物の表面の負電荷
と金属化合物を添加した正電荷無機物粒子が反応し、ス
メクタイト鉱物の層表面に無機微粒子が結合する。
に加えるには、粉末状態でもよいし、水で膨潤させた場
合でもよい。スメクタイト鉱物にコロイド溶液を加えた
のち十分に攪拌してスメクタイト型鉱物の結晶層間に無
機物粒子が導入され、スメクタイト鉱物の表面の負電荷
と金属化合物を添加した正電荷無機物粒子が反応し、ス
メクタイト鉱物の層表面に無機微粒子が結合する。
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□2:2′機粒子によって架橋された機成子なり、即ち
イト型鉱物は水によって層間が膨潤し層と層の間が広げ
られる。膨潤のための水の量は同鉱物1g当シ少なくと
もQ、4rnlが必要であり、また、上限は実用的には
30m1である。
□2:2′機粒子によって架橋された機成子なり、即ち
イト型鉱物は水によって層間が膨潤し層と層の間が広げ
られる。膨潤のための水の量は同鉱物1g当シ少なくと
もQ、4rnlが必要であり、また、上限は実用的には
30m1である。
無機物粒子はスメクタイト型鉱物に対して0.001〜
50%重量であることが好ましい。前記よシ少ない場合
にはスメクタイト鉱物の結晶層間に無機粒子が分配され
ないから全てを多孔体にすることができない。又、多い
場合にはスメクタイト鉱物の結晶層間に無機物粒子が全
て埋まってしまい多孔体を製造することができない。
50%重量であることが好ましい。前記よシ少ない場合
にはスメクタイト鉱物の結晶層間に無機粒子が分配され
ないから全てを多孔体にすることができない。又、多い
場合にはスメクタイト鉱物の結晶層間に無機物粒子が全
て埋まってしまい多孔体を製造することができない。
金属化合物はイオン交換樹脂によシ脱塩した(PH1〜
7以下)無機微粒子に対して0.0001〜10重量%
であることが好ましい。即ち、多量に金属化合物が存在
すると金属イオンがスメクタイト型鉱物の負電荷と反応
し金属スメクタイト鉱物になり膨潤していた層間は収縮
し、閉じるため、無機粒子が導入できなく、層間架橋物
は生成されない。
7以下)無機微粒子に対して0.0001〜10重量%
であることが好ましい。即ち、多量に金属化合物が存在
すると金属イオンがスメクタイト型鉱物の負電荷と反応
し金属スメクタイト鉱物になり膨潤していた層間は収縮
し、閉じるため、無機粒子が導入できなく、層間架橋物
は生成されない。
金属化合物が少ない場合にはこの無機粒子の表面が正電
荷に変わらないため、スメクタイト鉱物の負電荷との間
で反発しあい、層間に無機物粒子を導入されないため、
多孔体は生成されない。
荷に変わらないため、スメクタイト鉱物の負電荷との間
で反発しあい、層間に無機物粒子を導入されないため、
多孔体は生成されない。
無機物粒子と金属化合物及びスメクタイト型鉱物を含有
する水溶液は30〜110°Cで乾燥し、必要ならば、
300〜600°Cで焼成する。これによシスメクタイ
ト型鉱物と無機物粒子を強固に結合すると共にスメクタ
イト型鉱物の吸水性をも除去した層間距離の大きい層間
架橋物の微細多孔材料が得られる。
する水溶液は30〜110°Cで乾燥し、必要ならば、
300〜600°Cで焼成する。これによシスメクタイ
ト型鉱物と無機物粒子を強固に結合すると共にスメクタ
イト型鉱物の吸水性をも除去した層間距離の大きい層間
架橋物の微細多孔材料が得られる。
そして、この層間架橋物の微細多孔材料の製造は前記の
ような特別な方法によシ無機物であるシリカコロイドを
調製しているため、従来法に比較して無機物とスメクタ
イト鉱物が反応して、強固に結合しているから、無機物
粒子の大きさによって、目的に適した細孔径を有する多
孔体が均一に結果、lnm以上を有する微細多孔体であ
り、その全比表面積は約200〜500m’/gで、約
0.1〜0.36m1/gの窒素容量を有している。
ような特別な方法によシ無機物であるシリカコロイドを
調製しているため、従来法に比較して無機物とスメクタ
イト鉱物が反応して、強固に結合しているから、無機物
粒子の大きさによって、目的に適した細孔径を有する多
孔体が均一に結果、lnm以上を有する微細多孔体であ
り、その全比表面積は約200〜500m’/gで、約
0.1〜0.36m1/gの窒素容量を有している。
e)発明の作用
これらの微細多孔体材料は廉価であシ、しかも、比較的
、簡単に製造できるので、液体や気体の分離、吸着剤及
び触媒の担体に有用である。
、簡単に製造できるので、液体や気体の分離、吸着剤及
び触媒の担体に有用である。
r)発明の実施例
実施例18
3.0%けい酸ナトリウム溶液100m1に対して強酸
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No。
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No。
5 Qwxl 2 )2.1 gヲm加L、fi拌、混
合シ、脱塩する。脱塩した溶液のpHは2.6であった
。
合シ、脱塩する。脱塩した溶液のpHは2.6であった
。
この溶液を更に、弱塩基性のイオン交換樹脂で脱酸する
。この溶液はpHが4.2であった。
。この溶液はpHが4.2であった。
このシリカコロイド溶液の10m1溶液にモンモリロナ
イト2g加えて攪拌混合したのち、52°Cの乾燥型中
で18時間放置乾燥した。生成物の広角X線解析の結果
は4,4nmで、また、比表面積、細孔径、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4,4nm、比表面積は2nmの細孔径において
380rr?/gにまた、窒素容量は0.24m1/g
、比容はo、451/g、空孔率は0.53であった。
イト2g加えて攪拌混合したのち、52°Cの乾燥型中
で18時間放置乾燥した。生成物の広角X線解析の結果
は4,4nmで、また、比表面積、細孔径、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4,4nm、比表面積は2nmの細孔径において
380rr?/gにまた、窒素容量は0.24m1/g
、比容はo、451/g、空孔率は0.53であった。
実施例2゜
実施例1.で調製したシリカコロイド溶液の20m1溶
液にモンモリロナイト2gを加えて攪拌混合440i/
gにまた、窒素容量は0.29m1/g、比容は0.4
8 d / g、空孔率は0.60であった。
液にモンモリロナイト2gを加えて攪拌混合440i/
gにまた、窒素容量は0.29m1/g、比容は0.4
8 d / g、空孔率は0.60であった。
実施例3゜
実施例1.で調製したシリカコロイド溶液の5ml溶液
にモンモリロナイト2g、lXIえて攪拌混合した素吸
脱着法で調べた結果、細孔径は平均して4.4nm、比
表面積は2nmの細孔径において41〇−7gにまた、
窒素容量は0.28rrLI/g、 比容はo、45
d/g、空孔率は0.62であった。
にモンモリロナイト2g、lXIえて攪拌混合した素吸
脱着法で調べた結果、細孔径は平均して4.4nm、比
表面積は2nmの細孔径において41〇−7gにまた、
窒素容量は0.28rrLI/g、 比容はo、45
d/g、空孔率は0.62であった。
7g、比容は0.48d/g、空孔率は0.58であっ
た。
た。
実施例5゜
3.0%けい酸ナトリウム溶液100m1に対して強酸
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No、 5 Q
wx 12 ) 2.0 gを添加し、攪拌、混合し、
脱塩する。脱塩した溶液のpHは3.3であつた。この
溶液を更に14弱塩基性のイオン交換樹脂で脱酸する。
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No、 5 Q
wx 12 ) 2.0 gを添加し、攪拌、混合し、
脱塩する。脱塩した溶液のpHは3.3であつた。この
溶液を更に14弱塩基性のイオン交換樹脂で脱酸する。
この溶液はpHが5.6であった。このシリカコロイド
溶液の19ml溶液にモンモリロナイトの粉末2g加え
て攪拌混合したのち、50にまた、窒素容量は0.36
m1/g、比容は0.46cd/g、空孔率は0,78
であった。
溶液の19ml溶液にモンモリロナイトの粉末2g加え
て攪拌混合したのち、50にまた、窒素容量は0.36
m1/g、比容は0.46cd/g、空孔率は0,78
であった。
実施例6゜
3.0%けい酸ナトリウム溶液100m1に対して強酸
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No。
性のイオン交換樹脂(ダウエックス社製No。
50WX12)2.0gを添加し、攪はん、混合し、脱
塩する。脱塩した溶液のpHは2.5であった。
塩する。脱塩した溶液のpHは2.5であった。
このシリカコロイド溶液の19ml溶液に合成マイカ(
トビーエ業製 NaTS )の粉末2g加は4.0nm
で、また、比表面積、細孔径、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4.4
nm、比表面積は2 nmの細孔径において380m”
7gにまた、窒素容量は0.35m1/g1比容はo、
4sd/g1 空孔率は0.73であった。
トビーエ業製 NaTS )の粉末2g加は4.0nm
で、また、比表面積、細孔径、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4.4
nm、比表面積は2 nmの細孔径において380m”
7gにまた、窒素容量は0.35m1/g1比容はo、
4sd/g1 空孔率は0.73であった。
指定代理人
工業技術院名古屋工業技術試験所長
長瀬俊治
Claims (3)
- (1)スメクタイト型鉱物、無機物粒子、金属化合物及
び水を混合したのち、乾燥することを特徴とする層間架
橋物による微細多孔体材料の製造法。 - (2)スメクタイト型鉱物はモンモリロナイト、ベント
ナイト、バイデライト、ヘクトライト、合成マイカ及び
置換せしめた類似体、並びにそれらの混合物からなる群
より選択する、特許請求の範囲第一項記載の製造法。 - (3)無機物粒子はけい酸ナトリウム溶液をイオン交換
樹脂より脱塩、脱酸したのち、熟成して、けい酸を重合
させた微粒子が分散したシリカコロイド、特許請求の範
囲第一項記載の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281987A JPS63190776A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 層間架橋材の製造法 |
| US07/151,980 US4839318A (en) | 1987-02-03 | 1988-02-03 | Method for production of finely porous article using smectite mineral as main component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281987A JPS63190776A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 層間架橋材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190776A true JPS63190776A (ja) | 1988-08-08 |
Family
ID=12093294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2281987A Pending JPS63190776A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 層間架橋材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230580A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | 工業技術院長 | 多孔体の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61215276A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-25 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS62119182A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS62123078A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-04 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
-
1987
- 1987-02-03 JP JP2281987A patent/JPS63190776A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61215276A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-25 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS62119182A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
| JPS62123078A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-04 | 松下電工株式会社 | 無機層状多孔体の製法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230580A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | 工業技術院長 | 多孔体の製造方法 |
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