ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование цеолитов из алюмосиликатных гелей щелочных металлов из "Цеолитовые молекулярные сита" Проведены интенсивные исследования образования цеолитов в системах на основе слгесей гидроокисей щелочных металлов в гидратированных алюмосиликатных гелей [И, 12]. Хотя в некоторых случаях синтез проводился в условиях, близких к равновесным, однако значительно чаще реакция протекала в неравновесных условиях, что способствовало образованию метастабильных промежуточных цеолитных фаз. При последующем обсуждении синтезов цеолиты разбиты на группы в соответствии с использованными гидроокисями металлов. [c.269] Цеолит типа клиноптилолита синтезирован Амисом [33], изучавшим кристаллизацию гелей, полученных из смесей гидроокиси лития, гидроокиси алюминия и силикагеля. Кристаллизация проводилась в течение 35 дней в гидротермальных условиях нри температуре 250—300 °С и обш,ем давлении 44—81 атм. Поскольку на образование цеолитовой фазы расходуется литий, введенный в виде гидроокиси лития, за скоростью реакции можно следить по изменению pH раствора. Конечный pH равнялся 7,5, образовавшийся при этом цеолит был получен в достаточно чистом виде. Изучение порошковых рентгенограмм этого цеолита (табл. 4.26) показало хорошее структурное соответствие клиноптилолиту. Типичный клиноптилолит обогаш,ен натрием, но не содержит лития, поэтому то, что синтезированный Амисом цеолит закристаллизовался в литиевой форме, являлось неожиданным. Хотяонисан-ный Баррером цеолит Li-H не отличается но химическому составу от онисанного выше цеолита, согласно данным рентгеноструктурного а11ализа, оп имеет структуру иную, чем клиноптилолит. [c.271] Литиевый цеолит ZSM-2 образуется из стекла, обрабатываелюго водой при 60 °С в течение месяца. По литературным данным, этот цеолит широкопористый [34]. [c.271] Синтетические аналоги анальцима, филлипсита и морденита образуются в температурном интервале 150—200 °С при давлении насыщенных паров (табл. 4.3). Наилучшие результаты получены при использовании в качестве исходных веществ коллоидного силиказоля, гидроокиси алюминия и карбоната лития. В указанных условиях был синтезирован чистый цеолит типа анальцима, однако степень чистоты литиевых форм морденита и филлипсита не превышала 75%. Р1зучение адсорбционных характеристик литиевого морденита показало, что это узкопористый цеолит [9]. [c.271] Большинство натриевых цеолитов кристаллизуется из натрий-алюмосиликатных гелей при температуре ниже 150 °С. Скорость кристаллизации и стабильность Л а-цеолитных фаз оптимальны при температуре примерно 100 °С. Поскольку природа исходных веществ и температура синтеза определяют характер кристаллизующихся цеолитов, синтез натриевых цеолитов будет обсуждаться в зависимости от природы реагирующей системы и температур синтеза. [c.272] Образование натриевых цеолитов из алюмосиликатных гелей при температурах выше 200 °С. Согласно правилу фаз, в системе Л ааО — А12О3 — 3102 — Н2О могут сосуществовать в равновесии с водным раствором при данной температуре и давлении два тектосилнката. В присутствии силикагеля как отдельной фазы с ним теоретически может сосуществовать только один цеолит. Однако в такой системе при температуре выше 200 °С найдены два цеолита [8], являющиеся синтетическими аналогами анальцима п морденита. Более стабильный анальцим оказался одним из тех цеолитов, синтез которых описан в первых исследованиях. Натриевая форма морденита была впервые синтезирована Баррером в 1948 г. [20]. Реакционные смеси получали смешением раствора алюмината натрия, кремневой кислоты и воды с последующим высушиванием. Этот цеолит был назван цеолит Ка-В. [c.272] Два типа синтетических морденитов — шнрокопорпстый и узкопористый — синтезированы Сэндом [36]. Исследование адсорбционных свойств синтетического морденита первого типа показало, что размер пор в нем был значительно меньше, чем следовало ожидать исходя из структуры. Этот тип морденита назван узкопористым согласно адсорбционным данным, диаметр входных окон в нем равен примерно 4 Изменив условия синтеза, Сэнду удалось получить широкопористый морденит, адсорбционные свойства которого соответствуют его структуре. После активации (дегидратации) широкопористый морденит адсорбирует большие молекулы тппа бензола и циклогексана, которые совершенно не проникают в узконористый морденит. [c.276] Показано, что при синтезе узкопорнстого морденита определяющим является характер исходных веществ, хотя вода может находиться в большом избытке. Температуры кристаллизации находятся в пределах 275—300 °С. Узконористый морденит соответствует цеолиту N3-0, полученному Баррером. [c.276] При синтезе широкопористого морденита определяющим является количество воды, и необходим избыток силиката натрия, а природа исходных веществ не является столь важной. При соответствующем избытке силиката натрия шпрокопористый морденит кристаллизуется в качестве единственной фазы при 100— 260 °С за вредгя от 12 до 168 ч (табл. 4.4). Рентгенографически широкопористый морденит трудно отличить от узкопористого. [c.276] Детальное исследование синтеза морденита из алюмосиликатных натриевых гелей и из аморфного алюмосиликата натрия проведено в работе [37] (разд. 3). Высококремнеземный д1орденит (3102/А120з от 12,0 до 19,5), описан Уитмором [38] адсорбционное измерение раз гера пор данного цеолита проведено не было. [c.276] Сообщения о синтезе натриевого морденита опубликованы также Амисом и Сэндом [45], Сэндом, Роем и Осборном [2], Кумбсом, Эллисом, Файфом и Тейлором [8]. [c.276] Опубликованы работы Саха [40] по синтезу фаз типа анальцима нз стекол состава Na.jO-AlaOg-2—бЗЮ . Саха такн е обнаружил образование цеолита Р и неизвестной фазы, которую обозначил Y . Судя по рентгенографическим данным, эта фаза представляет собой смесь гидросодалита н фазы типа шабазита (цеолит R). Авторы работы [41] также сообщают о получении синтетического анальцима при 300 С. Соотношение Si/Al, по данным [41], изменяется от 1 до 5. Однако такое соотношение маловероятно, а химический аиализ не был приведен. Хотя Баррер [19] сообщил о получении о кг синтетического анальцима, никаких сообщений о промышленном применении этого цеолита не опубликовано. [c.277] Цеолиты типа натролита и анальцима образуются из аморфных исходных веществ в диапазоне температур от 100 до 200 °С [42]. Считается, что в этих условиях цеолиты являются термодинамически стабильными. Согласно принципу наибольшей простоты, обладающий упорядоченной структурой натролит должен с трудом образовываться в метастабильных условиях. [c.279] Вернуться к основной статье