181955. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilícium-dioxid alapú szintetikus anyagok előállítására
5 81955 6 3. Dimetiléter és/vagy metanol vagy más (kis szénatomszámú) alkoholok átalakítása szénhidrogénekké, így olefinekké és aromásokká. 4. Krakkolás és hidrokrakkolás céljára. 5. Normál paraffinok és naftének izomerizálása. 6. Olefin vagy acetilén kötéseket tartalmazó vegyületek polimerizálása. 7. Reformálás. 8. Polialkil-csoportokkal helyettesített aromások, így ortoxilol izomerizálása. 9. Aromások, elsősorban toluol diszproporcionálása. 10. Alifás karbonil-vegyületek átalakítása legalább részben aromás szénhidrogénekké. 11. Etil-benzol elválasztása más C8 aromás szénhidrogénektől. 12. Szénhidrogének hidrogénezése és dehidrogénezése. 13. Metánozás. 14. Oxidáció, különösen belsőégésű motorok kipufogógázainak az oxidálása. 15. Oxigéntartalmú alifás vegyületek dehidratálása. 16. Olefinek átalakítása nagy oktánszámú üzemanyagokká. A találmány szerinti eljárást a következő néhány példán közelebbről is bemutatjuk, de a találmány nem korlátozódik csupán a példákban leírt módszerekre. 1. példa Ez a példa a TRS—27 jelű pórusos kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, ahol berilliumot építünk be szilícium helyett a kristályrácsba. Egy Pyrex üvegedénybe, amelyet folyamatosan nitrogéngáz légkörben tartunk, beviszünk 40 g tetraetilorto-szilikátot (TEOS), amelyet keverés közben 80 °C-ra melegítünk. Ezt követően 100 ml 20 súly%-os vizes tetrapropil-ammóniumhidroxid-oldatot viszünk az edénybe és az elegyet keverjük, majd addig melegítjük, ameddig homogénné és átlátszóvá nem válik. Ez kereken egy órát vesz igénybe. Ebben az állapotban 4 g Be(N03)2.4H20-nak 80 ml etanollal készített oldatát adjuk az elegyhez, melyből gyors ütemben fehér csapadék válik ki. Az elegyet ezután keverés közben forrásig melegítjük azért, hogy a bevitt, és a hidrolízis során felszabadult metanol, eltávozzon. Az elegyet desztillált vízzel 150 ml-re egészítjük ki, ezután a Pyrex-üveget egy autoklávba visszük és abban 155 °C-on tartjuk 17 napig. Ezt követően lehűtjük, a képződött szilárd anyagot 10 000 ford/perc sebesség mellett centrifugálással elkülönítjük, a kapott anyagot ismét feliszapoljuk desztillált vízben és újból centrifugáljuk és a mosási műveletet négyszer megismételjük. A terméket 120 °C-on kemencében szárítjuk. A kapott termék röntgensugár-vizsgálat szerint kristályos szerkezetű. Annak érdekében, hogy a vegyületben még visszamaradt alkalikus szennyezőket eltávolítsuk, illetve elroncsoljuk, a kapott anyagot 16 óra hosszat 550 °C-on levegőáramban kalcinálhatjuk, ezután a szilárd anyagot ismételten mossuk forró desztillált vízzel, amely oldott állapotban ammónium-acetátot tartalmaz. Végül 550 °C-on további 6 órát kalcinálunk. Az ily módon kapott termék összetétele a következő: Si02 92,7 súly% BeO 3,2 súly% Na20 0,02 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on történő kalcinálás után: 4,1 súly %. Si02/BeO mólarány: 12. A röntgensugár-diffrakciós spektrumot az 1. ábra szemlélteti. A FT hidrogén-ion koncentráció l,5xl0-3 meq egy gramm termékre számítva. A fajlagos felület 400 m2/g. 2. példa Ez a példa a TRS—28 jelű kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, ahol krómot építünk be módosító anyagként a kristályrácsba. Egy Pyrex üvegedénybe, amelyet nitrogéngáz légkörben tartunk, beviszünk 40 g tetraetil-orto-szilikátot (TEOS) és azt keverés közben 80 °C-ra melegítjük. Ezt követően 20 g tetrapropil-ammónium-hidroxid 20%-os vizes oldatát visszük be az edénybe, az elegyet keverés közben mindaddig 80 °C-on tartjuk, ameddig az átlátszóvá nem válik. Ez egy órát vesz igénybe. Ebben az állapotban 4 g Cr(N03)3.9H20-nak 50 ml vízmentes metanollal készített oldatát adjuk az elegyhez. Ekkor tömör, halványzöld gél képződik, szinte pillanatszerűén, amelyhez 0,25 g KOH-ot adunk 20 ml vízben oldva és még mindig keverés közben az elegyet forrásig melegítjük a hidrolízis teljessé tétele érdekében, továbbá azért, hogy eltávolítsuk a bevitt, metanolt és a hidrolízis folyamán szabaddá vált etanolt. Ez utóbbi lépés körülbelül 2—3 órát vesz idénybe, a gél közben lassan és fokozatosan halványzöld színű porrá alakul, amely a krómmal módosított kristályos szilícium-dioxid prekurzora. Az elegyet desztillált vízzel 150 ml-re egészítjük ki, ezután az edényt egy autoklávba visszük és abban tartjuk 13 napig 155 °C-on. Ezután az autoklávot lehűtjük, a képződött szilárd anyagot 5000 ford/perc sebesség mellett 15 percig tartó centrifugálással elkülönítjük, az elválasztott anyagot négyszer feliszapoljuk desztillált vízzel és utána 120 °C-on szárítjuk. Az így kapott termék röntgensugár-vizsgálat szerint kristályos szerkezetű. Annak érdekében, hogy a vegyületben még visszamaradt alkalikus szennyezőket teljesen elroncsoljuk, a kapott anyagot 16 óra hosszat 550 °C-on levegőáramban kalcinálhatjuk, ez után a szilárd anyagot ismételten mossuk oly módon, hogy forró desztillált vízzel, amely oldott ammónium-acetátot tartalmaz, feliszapoljuk. A végső (kalcinálási) lépést 550 °C-on 6 óra alatt végezzük. Az ily módon kapott termék összetétele a következő: Si02 90,5 súly% Cr203 6,0 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on történő izzítás után: 3,5 súly% Si02/Cr203 mólarány a mintánál: 38. Az anyag röntgensugár-mérés szerint kristályos. A röntgensugár-diffrakciós spektrumot a 2. ábra szemlélteti. A hidrogénion-koncentráció egy gramm termékre számítva 5,8 x 10 3 meq, a fajlagos felület pedig 380 m2/g. 3. példa Ez a példa a TRS—66 jelű kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, ahol módosító és szilíciumot helyettesítő anyagként a kristályrácsba cinket építünk be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
