Алюмосиликат-ионы в гелях

Активация шарикового геля состоит в замещении натрия, химически (ионно) связанного в алюмосиликате, образованном при формовке, другим полезным для катализатора ионом, обычно алюминием или аммонием. Этот процесс называется катионным обменом. Так как при этом процессе будущий алюмосиликатный катализатор переводится из неактивной натриевой формы в активную, то его называют активацией. Практически процесс активации осуществляют пропусканием через слой сырых шариков разбавленных растворов сульфата алюминия или сульфата аммония. [c.58]

Следующие эксперименты кажутся определяющими в этом отношении. Силика- или алюмогели, которые по отдельности неэффективны в генерировании молекулярных ионов антрацена, были перемешаны при растирании в агатовой ступке. После извлечения смеси и адсорбции паров антрацена на ней можно ясно обнаружить окрашивание адсорбата и появление полос поглощения молекулярных ионов. Очевидно, при контакте частичек этих двух гелей возникают механические напряжения, приводящие к появлению структур, подобных химически синтезированным алюмосиликат-ным гелям. [c.224]

После активации гранулы с целью удаления вредных соединений, главным образом ионов S0 , промывают водой, затем пропитывают поверхностно-активными веществами и направляют на сушку и прокалку для удаления воды из пор геля и завершения формирования оптимальной структуры алюмосиликатов. На стадии сушки содержание воды снижается с 90—92 до 8—10%, а объем частиц уменьшается в 7—8 раз. В результате прокаливания содержание влаги в катализаторе не превышает 1,0—1,5% катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. [c.13]

Сшивающим агентом должен быть поливалентный катион, например, ион хрома, алюминия или железа. С полимерным раствором можно использовать инертные добавки органического и неорганического происхождения. Примером неорганических твердых добавок могут быть кремнезем или алюмосиликаты и другие наполнители, которые включаются в сетчатую структуру геля и повышают его прочность. Объем закачиваемой углеводородной промежуточной оторочки рассчитывается таким образом, чтобы предотвратить смешение водных растворов реагентов в трубопроводе, стволе [c.81]

Кислотность алюмосиликата становится заметной в присутствии ионов алюминия на новерхности силикагеля или вблизи от нее, причем они располагаются в определенных интервалах друг от друга и дают в этих местах очень высокую кислотность, намного превосходящую кислотность взятых отдельно геля алюминия или силикагеля. Имеется много различных мнений, касающихся структуры и происхождения этих мест, но пока что вопрос о них служит предметом интересных предположений. Ббльшая часть моделей кислотных центров основана на кристаллографических представлениях утверждается, что если в кристаллическую решетку, состоящую главным образом из тетраэдрической окиси кремния, ввести атомы алюминия и кислорода, то они так же, как и окись кремния, принимают форму тетраэдра, в результате чего должен образоваться центр с дефектом положительного заряда. [c.97]

Второй ряд гелей приготовлен при pH = 9 и подвергнут промывке, обмену основаниями с хлористым аммонием при pH = 5 и высушиванию. Содержание ионов аммония и натрия определено в гелях, высушенных при 100°. Определена также полная потеря веса гидрогеля после прокаливания при 950°. Результаты определений представлены на рис. 22, на котором данные для аммония и воды выражены в миллимолях на 1 г высушенного (100°) геля алюмосиликата. Из кривых рис. 22 видно, что имеется прямое соотношение между содержанием воды в геле и цеолит-ной емкостью в сухих смесях гелей, содержащих окись алюминия вплоть до 20%. Высушенные гели с О—20% окиси алюминия удерживают по 1 же. МН на каждый 1 грамм-ион алюминия и, что будет рассмотрено ниже, с каждым грамм-ионом аммония ассоциируется 1 моль воды. При прокаливании ионы аммония и вода удаляются (см. также рис. 5 в цитированной статье [9а]). Как только содержание окиси алюминия оказывается повышенным до 30%, цеолитная емкость материала па 1 моль окиси алюминия уменьшается и количество воды становится весьма изменчивым. Дальнейшее увеличение содержания окиси алюминия [c.213]

Однако Планк [701 предложил альтернативное объяснение кислотности алюмосиликатов. Изучая различия между гелями двуокиси кремния и алюмосиликата, он пришел к выводу, что молекулы Al 2О3 всегда являются концевыми группами в структуре мицеллы, что соответствует отсутствию изоморфного замещения алюминия на кремний. Согласно его гипотезе, ионы алюминия в концевых группах окиси алюминия координированы с группами ОН и водой с сохранением обычной для алюминия шестерной координации. По правилу электростатической ва- [c.80]

В случае материалов, находящих практическое применение в качестве ионитов, таких как, например, синтетические алюмосиликаты, синтетические смолы или уг.та, обработанные серной кислотой, обмен ионов почти полностью протекает внутри зерен ионита, который имеет структуру геля, иногда напоминающую губку с порами молекулярного масштаба. Подобные материалы не создают затруднений при разделении раствора и твердого тела для целей анализа и позволяют отчетливо разграничить ионы, связанные с твердым телом, от ионов, находящихся в растворе. Единственное осложнение заключается в том, что поры геля могут содержать некоторое количество растворенной соли, которое окажется значительным в концентрированных растворах (см. 6). Однако в таких ионитах, как глины и почвы, частицы твердого тела очень малы и обладают очень большой внешней поверхностью. Обмен ионов происходит в значительной степени на этой внешней поверхности, и способные к обмену катионы отчасти удерживаются в виде диффузного двойного слоя, постепенно исчезающего при переходе с поверхности частицы в раствор. В этом случае трудно точно определить положение границы раздела между ионитом и раствором, и при отборе пробы ионита для анализа невозможно полностью отмыть ее от раствора без нарушения этого диффузного двойного слоя. Это обстоятельство делает более трудным практическое и теоретическое исследование равновесия ионного обмена в глинах и почвенных коллоидах по сравнению с зернистыми ионитами [1]. Тем не менее обмен ионов [c.7]

Следует отметить, что такие эмпирические уравнения, как, например, (2), (3) и (4), особенно полезны в применении к синтетическим алюмосиликатам обоих типов (гель и сплав). Эти иониты не являются строго определенными химическими индивидуумами, и мы можем ожидать вариаций физической структуры и химиче-(жого состава даже в пределах одного зерна. Поэтому такие системы ведут себя скорее как смеси ионитов, чем как однородные вещества. Можно показать, что смесь ионитов, каждый из которых характеризуется распределением, подчиняющимся закону действия масс [см. уравнение (7)] и отличающимся величиной константы равновесия К, будет давать распределение ионов, качественно соответствующее уравнению (2), причем чем менее однороден ионит, тем меньшим оказывается показатель степени р [4]. [c.11]

Избыточный натрий — это избыток ионов натрия (в милли-эквивалентах на 1 г алюмосиликата) против количества, эквивалентного содержанию сульфатных ионов в геле. При pH, равном 7, и гель двуокиси кремния и гель окиси алюминия адсорбируют небольшие количества ионов из раствора, а поэтому величины избыточного натрия были исправлены путем вычитания небольшого количества ионов атрия, адсорбировавшегося механической смесью силикагеля и алюмогеля, соответствовавшей обоим компонентам в совместно осажденном геле. Следует огме- [c.210]

Многие авторы отмечают аналогию в поведении алюмосиликатов, А1С1з и кислотных катализаторов (Н,504, Н РО и НР). Во всех случаях ускоряемые ими реакции связаны с переносом водорода. Обычно алюмосиликаты и кремнезем рассматриваются, как слабые кислоты, дающие при диссоциации ионы Н. Было установлено, что тщательно очищенные электродиализом гели А1(ОН)з и 31(ОН)4 совершенно не электропроводны. Они очень энергично адсорбируют кислоты и щелочи. Значительную ясность в этот вопрос внесло исследование Г. Д. Любарского и М. П. Козина [17], которые нашли, что примеси щелочей сильно снижают активность алюмосиликатных катализаторов, обработка же кислотами значительно повышает по- [c.319]

К процессам второго класса относятся реакции кислотноосновного взаимодействия крекинг, гидратация, различные случаи полимеризации, изомеризации, конденсации и др. В этих реакциях имеет место промежуточное кислотно-основное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором, т. е. переход протона от катализатора к одному из реагирующих веществ или, наоборот, от реагирующего вещества к катализатору. При последующих стадиях каталитической реакции протон перемещается в обратном направлении и катализатор восстанавливает свой состав. Типичными катализаторами для них являются твердые тела, обладающие кислотными (алюмосиликаты, А12О3, ЗЮа, ЗпОа) и основными (ВаО, Ag20) свойствами. Чаще всего — это ионные кристаллы (диэлектрики) или аморфные непроводящие твердые вещества (гели). [c.471]

Обширная литература по структуре и свойствам поверхности алюмосиликатов обобщена в нескольких обзорах [18, 112, 121]. Отметим наиболее существенные выводы. Многочисленные данные свидетельствуют, что в зависимости от условий эксперимента алюмосиликаты проявляют или бренстедовские, или льюисовские кислотные свойства. ИК-сиектры указывают на присутствие как протонированной, так и непротонированной форм адсорбированного аммиака или пиридина [114, 122—124]. Количество бренстедовских центров уменьшается при обмене на ионы щелочных металлов и растет с увеличением степени гидратации в том же направлении изменяется каталитическая активность геля в реакции крекинга углеводородов. Для разных гелей, дегидратированных нри 770 К, отношение концентрации непротонированной формы адсорбированного пиридина к протонированной колеблется в интервале 1—6. Если дегидратация ведется при 370—770 К, то по степени гидратации алюмосиликаты занимают промежуточное положение между окисью алюминия и двуокисью кремния, но после дегидратации при температурах 670—770 К, которые отвечают важному для катализа интервалу, степень их гидратации лишь немного больше, чем у силикагеля [125]. [c.80]

При построении механизма действия алюмосиликатов обычно исходят из представлений о кислотном характере кремнезема и алюмосиликатов, рассматривая их как слабые кислоты, дающие ири диссоциации ионы водорода. Такие представления укрепились особенно после работ Матсона и других, изучивших обменную адсорбцию солей на силикагеле и полуторных окислах. Однако, как показано в последние годы Каргиным и его сотрудниками, очень тщательно очищенные от адсорбированных веществ гели окиси алюминия и кремния не обладают электропроводностью и не являются электролитами . [c.273]

Нами было проведено систематическое исследование ионной эмиссии алюмосиликатных катализаторов, в которых активный водород замещен на катион щелочного элемента. Алюмосиликатный катализатор готовился по методу Г. М. Панченкова и К. В. Топчиевой [12] путем смешения алюмогеля и геля кремневой кислоты. Полученная масса высушивалась на воздухе, а затем нри 100°. После этого высушенная смесь прокаливалась в трубчатой печи в токе сухого воздуха ири 500°. Введение иона в состав алюмосиликата проводилось путем реакции ионного обмена (алюмосиликат, активированный 2н. раствором HGJ, заливался затем раствором хлористой соли. Б случае Li+ в наших исследованиях применялся обычно 10%-ный раствор Li l). [c.379]

Матрицы различных катализаторов отличаются соотношением SI/A1, остаточным количеством натрия, пористостью и прочностью. В матрице промышленного катализатора содержится от 10 до 25% (масс.) цеолита. Она может быть получена из алюмосиликата, алюмогеля, глины или смеси глины с гелем [172]. Алюмосиликатный гель получают нейтрализацией раствора силиката натрия серной кислотой с выделением гидрогеля кремния, который, взаимодействуя с ионами алюминия, образует желаемую алюмосиликатную композицию. Важными характеристиками конечного материала являются прочность и распределение пор по размерам. Матрица с большим количеством мелких пор обладает низкой гидротермальной стабильностью и теряет пористость во время работы. Это прекращает доступ сырья к частицам цеолита, находящимся внутри матрицы, и, следовательно, снижает активность катализатора. При синтезе алюмосиликатной матрицы конечная структура пор может регулироваться в небольших пределах на стадии нейтрализации и при добавлении ионов алюминия [7, 190—193]. В работе [194] сообщается о получении магнийси-ликатных матриц, но практического применения они пока не имеют. [c.52]

Катализаторы — не проводники тока ионные кристаллы, гели, кислоты, алюмосиликаты, фосфориокислот-иые катализаторы и др. [c.23]

Значительно большее значение имеет проблема, переходят ли под действием растворителя в раствор ионы таких сложных соединений, как щелочные алюмосиликаты или группа полевых шпатов, и образуются ли новые кристаллические фазы путем реакций этих ионов или имеется полный гидролиз с экстракцией некоторых ингредиентов и с образованием смешанного геля в остатке. Тамм б наблюдал, что в кислых растворах с pH 3—6 в раствор переходят ионы алюминия и калия и что полевой шпат полностью растворяется при pH ниже 6. В случае микроклина Тамм заметил, что в закрытой системе, т. е. без постоянного обновления растворителя, происходит возрастание щелочности до pH 10,7, а в случае оли-гоклаза — даже до ПЛ. [c.632]

В качестве адсорбентов могут служить активированный уголь, некристаллические осадки с сильно развитой поверхностью (гидраты окисей металлов, силикагель, алюмокремневые гели), ионнообменные вещества (смолы, алюмосиликаты и т. п.), мелкокристаллические осадки, суспензии, коллоиды. Поверхность этих веществ, вследствие того что она посылает в раствор ионы, заряжается и адсорбирует противоположно заряженные ионы. Уголь, например, выделяет в раствор ионы кислорода или водорода в за- [c.214]

Синтез пермутита может быть осуществлен как иутем сплавления соединений, содержащих алюминий и кремний [23], так и нри иолучении гелия алюмосиликата в растворе[24, 25]. Второй метод приводит к образованию более пористых сорбентов, способных к поглощению больших количеств ионов органических соединений, например ионов стрептомицина [26]. Получение пермутита по второму методу сводится к следующему. Разбавленные растворы алюмината (глинозема) и силиката натрия (жидкого стекла) сливаются, после чего в течение нескольких десятков секунд выпадает гель алюмосиликата, который далее в процессе старения выделяет воду. Отжатый на фильтре гель затем подвергается высушиванию при температуре 70—80 или на воздухе до остаточного содержания влаги, равного 10—12 /о. Полученный сорбент после измельчения и просеивания отмывается от растворимых солей. Пермутит в настоящее время уже но применяется для водоумягче-ния[27], но с успехом используется для очистки ряда биологически важных веществ. [c.98]

Наибольшее распространение в лабораторной и производственной практике получили минеральные иониты — алюмосиликаты типа пермутита, ионообменные смолы, а также продукты модификации целлюлозы. Алюмосиликатные иониты получаются либо сплавлением окислов алюминия и кремния с солями натрия, либо при гелеобразовании в процессе взаимодействия растворов алюминатов и силжатов. В последнем случае после необратимого высушивания геля получается нерастворимый сыпучий материал, обладающий высокой ионообменной способностью, составляющей 2—3 мг-экв ионов на 1 г сорбента, а в ряде случаев еще большую величину. Алюмосиликатные сорбенты, наиболее известным из которых является пермутит, представляют собой соли алюмосиликатов. Ввиду нестабильности соответствующих кислот они пе могут содержать обменивающиеся ионы водорода, а находятся постоянно в солевой форме, способной к обмену ионов натрия, калия, аммония, кальция или других на ионы, находящиеся в растворе. Эти сорбенты применяются в контакте с растворами, значение pH которых превышает 3,5—4. Снижение pH вызывает разрушение сорбента. Кристаллическая решетка алюмосиликатов не позволяет большим ионам проникать внутрь зерен ионитов, [c.119]

Аморфный алюмосиликат с соотношением 5102/А120з, равным 4,8, готовился по методике, описанной в работе [14]. Отмытые от Ыа+-ионов влажные гели ЗЮг и АЬОз смешивались при комнатной температуре и при частом перемешивании смесь оставлялась на 4 дня. Полученный алюмосиликат сушился сначала в течение 4 ч три температуре 110—120°, затем 5 ч при температуре 150—160°С 1И, наконец, прокаливался в му-ф ельно1Й печи при температуре 500°С в течение 5 ч. [c.107]

Так как нефелин содержится в апатитовом концентрате в небольших количествах, норма H2SO4, рассчитанная на разложение фторапатита, обеспечивает поступление Н+-ионов в количестве, достаточном для взаимодействия со щелочами нефелина Образующийся гель кремневой кислоты (содержание SiOa в суперфосфате составляет 0,8—1,2%) способствует схватыванию суперфосфата . Глауконит и другие водные алюмосиликаты и глины, присутствующие в фосфоритах, разлагаются серной кислотой аналогично нефелину. Природные окислы железа также разлагаются, например [c.560]

Получить цеолитовые" катализаторы можно двумя путями 1) ввести каталитически активный металл в момент образования геля алюмосиликата 2) получпть какой-либо ионообменный алюмосиликат и затем путем ионного обмена ввести каталитически активный металл. Мы предпочли второй путь, так как механизм действия такого катализатора представлялся на.м связанным с пребыванием каталитически активного металла в виде ионоп, входящих в состав решетки цеолита, в самых активных его местах. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология