181955. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilícium-dioxid alapú szintetikus anyagok előállítására
7 181955 8 Egy Pyrex üvegedénybe, amelyet C02-mentes atmoszférában tartunk, beviszünk 40 g tetraetil-orto-szilikátot, majd keverés közben hozzáadjuk 4 g Zn(N03)2H20-nak 40 ml (95%-os) etanollal készített oldatát. Ezután 20 g tetrapropil-ammónium-hidroxidot adunk keverés közben az elegyhez és az elegyet addig melegítjük, ameddig homogén és tömör gél képződik belőle. A gélt összezúzzuk, vizet adunk hozzá, amelyben 2 g KBr-ot oldottunk, és az így kapott iszapot addig melegítjük keverés közben, amíg az összes etanol (a bevitt etanol és a hidrolízis során felszabadult etanol) elpárolog. A maradékot desztillált vízzel 150 ml-re egészítjük ki és egy Pyrex-üvegbe tesszük, amelyet autoklávba viszünk és ott tartjuk 6 napon át 197 °C-on. Ezután az elegyet lehűtjük, a képződött szilárd anyagot szűrőn összegyűjtjük és addig mossuk, ameddig a bázikus reakció meg nem szűnik, majd 120 °C-on szárítjuk. A kapott anyag röntgensugár-mérések szerint kristályos. Annak érdekében, hogy a vegyületben még visszamaradt alkalikus szennyezőket teljesen elroncsoljuk, a kapott anyagot 16 óra hosszat 550 °C-on levegőáramban hevítjük és utána a vegyületet ismételten mossuk forró desztillált vízzel, amely ammónium-acetátot tartalmaz oldva, ezután pedig a szilárd anyagot 6 óra hosszat 550 °C-on kalcináljuk. Az ily módon kapott termék összetétele a következő: Si02 88,3 súly% ZnO 8,0 súly% K20 0,02 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzítás után: 3,7 súly%. Si02/ZnO mólarány: 15,0. A H+-ionok koncentrációja 2,2x 10-5 meq egy gramm mintára vonatkoztatva. A fajlagos felület BET módszer szerint meghatározva: 380 m2/g (Brunauer Emmett Teller szabvány). 4. példa Ez a példa a TRS—42 jelű kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, amelynek a kristályrácsába berilliumot építettünk be módosító elemként. Az 1. példában leírt módon járunk el és 83 g tetraetil-orto-szilikátot, 59,6 g trietanol-amínt, valamint 1,1 g Be(N03)2.4H20-t és 2 g NaOH-ot használunk. A végterméket desztillált vízzel 200 ml-re kiegészítjük és 6 napig 200 °C-on tartjuk autoklávban. A terméket 120 °C-on szárítjuk, amely Röntgensugármérések alapján kristályos. A terméket 550 °C-on kalcináljuk, amelynek a kémiai elemzési adatai a következők: Si02 96,0 súly% BeO 0,4 súly% Na20 0,03 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzítás után: 3,5 súly%. Si02/BeO móla*rány: 100. A H+-ionok koncentrációja 1,2 x 10-3 meq/g anyag. A fajlagos felület BET-módszer szerint meghatározva: 380 m2/g. 5. példa Ez a példa a TRS—45 jelű pórusos szilícium-dioxid előállítását mutatja, ahol a kristályrácsba bőrt építettünk be módosító elemként. Az 1. példában megadott módon járunk el, amelynek során 30,5 g tetrametil-orto-szilikátot, 14,6 g trietil-borátot és 60 ml vizet reagáltatunk, oly módon, hogy az elegyet egy óra hosszat forraljuk, majd 6 g tetrapropil-ammónium•hidroxidot adunk hozzá. Ekkor gél képződik, amely megkérgesedik, ezt vízzel feliszapoljuk és a kapott szuszpenzíóhoz 2 g KOH-ot adunk. A forró szuszpenziót 20 óra hosszat keverjük, utána 175 °C-on autoklávba visszük és ott tartjuk 6 napig. A terméket 120 °C-on szárítjuk, amely röntgensugármérések szerint kristályos anyag. A terméket 550 cC-on kalcináljuk, ennek kémiai összetétele a következő: Si02 74,9 súly% B203 21,3 súly% K20 0,02 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzítás után: 3,8 súly%. Si02/B203 mólarány: 4. Fajlagos felület BET-módszer szerint meghatározva: 410m2/g. 6. példa Ez a példa a TRS—64 jelű pórusos kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, ahol a kristályrácsba titánt építettünk be módosító elemként. Az 1. példában megadott módon járunk el, amelynek során 40 g tetraetil-orto-szilikátot, 10 g tetraetil-orto-titanátot, [amelyet elkülönítve hidrolizálunk vízzel és 100 ml (30%-os) H202-vel kezelünk, amíg sárga-narancssárga átlátszó oldatot kapunk] 20 g tetrapropil-ammónium-hidroxidot (10%-os vizes oldat alakjában) és 2 g KBr-ot reagáltatunk egymással. Az elegyet 145 °C-on tartjuk autoklávban 10 napig, majd a terméket 120 °C-on szárítjuk. A termék röntgensugár-mérések alapján kristályos. Ezt az anyagot 550 °C-on kalcináljuk, a kémiai elemzés alapján az összetétel a következő: Si02 66,5 súly% 92,97% Ti02 29,5 súly% 3,11% k2o 0,02 súly% 0,02% tío2 mól% 0,0245% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzítás után: 3,9 súly%. Si02/Ti02 mólarány: 3. Fajlagos felület BET-módszer szerint meghatározva 430 m2/g. A fenti eljárást oly módon is elvégeztük, hogy szilíciumforrásként 40 súly% Si02-ot tartalmazó kolloid kovasavat használtunk és KBr-ot egyáltalán nem alkalmaztunk. A kapott négy termékre (A, B, C és D) illetve a reagensekre jellemző adatokat táblázatban összegeztük. A táblázat tartalmazza: — a reagensek mól arányát (Si02 : Ti02), — a tetrapropil-ammónium-hidroxid mennyiségét (RN+ : Si02), — a fajlagos felület nagyságát, és — a 950 cm ~ l-nél mért titán IR sáv és a 800 cm _ 1-nél mért Si IR sáv abszorpciós értékének arányát. Táblázat A B c D Si02 : Ti02 5 30 65 130 RN+ : Si02 0,89 0,80 0,75 0,70 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
