181955. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilícium-dioxid alapú szintetikus anyagok előállítására
9 181955 10 A B c D Termék Ti02(mól%) 0,017 0,012 0,0080 0,005 Si02(súly%) 95,01 95,45 95,77 96,45 Ti02(súly%) Súlyveszteség 2,19 1,55 1,03 0,65 1100 °C-on 2,80 3,00 3,20 2,90 Fajlagos felület (m2/g) ÍR absz 410 390 420 380 (950 cm ') : absz (800 cm -1) 0,61 0,35 0,21 0,15 7. példa Ez a példa a TRS—48 jelű pórusos kristályos szilicium-dioxid előállítását mutatja be, ahol a kristályrácsba vanádiumot építettünk be módosító elemként. Az 1. példában megadott módon járunk el, amelynek során 8 g NH4V03-ot reagáltatunk 200 ml vízzel, amely 20 g tetrapropil-ammónium-hidroxidot tartalmaz. A reakciót melegítés közben a teljes oldódás eléréséig végezzük. Ezután 88 g tetrametil-orto-szilikátot adunk az elegyhez és a kapott gélt vízzel feliszapoljuk, majd az iszapot néhány óráig forraljuk. Az elegyhez 0,25 g KOH-t adunk és a reakcióelegyet autoklávba visszük és ott tartjuk 175 °C-on hat napig. A terméket 120 °C-on szárítjuk. A kapott anyag röntgensugár-vizsgálat szerint kristályos. Ezután az anyagot 550 °C-on kalcináljuk és az így nyert termék összetétele a következő: Si02 81,7 súly% v205 14,6 súly% k2o 0,01 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzítás után: 3,7 súly% Si02/V205 mólarány: 17. A fajlagos felület BET-módszer szerint meghatározva 410 m2/g. 8. példa Ez a példa a TRS—41 jelű pórusos kristályos szilícíumdioxid előállítását mutatja be, amelynek a kristályrácsába berilliumot építettünk be helyettesítő elemként. Az 1. példában megadott módon járunk el, azzal az eltéréssel, hogy 38 g 30%-os szilika-szólt használunk tetraetil-orto-szilikát helyett, a reakcióban résztvevő többi anyagot változatlanul hagyjuk, és az ott leírt körülmények között dolgozunk. A kapott terméket 120 °C-on szárítjuk, amely Röntgensugármérés alapján kristályos anyag. Az 550 °C-on égetett termék összetétele a következő: Si02 93,1 súly% BeO 3,2 súly% k2o 0,02 súly% Súlyveszteség 1100 °C-on való izzításnál: 3,7 súly%. Si02/BeO mólarány: 12. Ennek az anyagnak a tulajdonságai megegyeznek az 1. példa szerinti termék tulajdonságaival. 9. példa Az eljárás során 1 ml 2. példa szerint előállított katalizátort (TRS—28) alkalmazunk benzolnak etilénnel való alkilezési reakciójához rögzített-ágyas reaktorban. Az eljárásnál alkalmazott üzemi körülményeket a következő módon választjuk meg: A) LHSV (térsebesség) = 14 Bpnzol/etilén-mólarány = 7,5 ,, Hőmérséklet=440 °C Nyomás=20 kg/cm2 B) LHSV = 2 Benzol/etilén-mólarány = 7,5 Hőmérséklet=400 °C Nyomás = 40 kg/cm2 A távozó anyagokat gázkromatográfiás eljárással vizsgáljuk. Az A) és a B) kísérleteknél az etil-benzol időbeli változását a 3. ábra mutatja. Az etilbenzol mól%-át az órákban mért idő függvényében tüntetjük fel. A szaggatott vonal 100%-os etilénkonverziónak felel meg. 10. példa Az eljárás során TRS—28 jelű (a 2. példa szerint készített) katalizátorból 1 ml-t alkalmazunk benzolnak etanollal történő alkilezéséncl, rögzített-ágyas reaktorban. Az eljárásnál alkalmazott üzemi körülményeket a következő módon választjuk meg: LHSV =10 Benzol/etanol-mólarány = 5 Hőmérséklet = 440 °C Nyomás = 20 kg/cm2 A távozó anyagokat gázkromatográfiás módszerrel vizsgáljuk. A 4. ábra a reakció jellegét mutatja, az ordináta a reakciótermékben lévő etil-benzol mólszázalékát tünteti fel az órákban megadott idő függvényében. A szaggatott vonal a 100%-os etanol-konverziónak felel meg. A találmány szerinti eljárással olyan szintetikus anyagok is előállíthatok, amelyek szilícium- és bóroxidot tartalmaznak és pórusos kristályos szerkezetűek. Az irodalomból ismertek természetes tömör bór-szilikátok, azaz nem-pórusos anyagok, amelyekben a bór sík vagy tetraéder koordinációban van jelen. Pórusos üvegek ugyancsak ismertek, amelyek üvegszerű anyagok kémiai kezelése útján kaphatók. Ezek az anyagok eredetük szerint szilícium-dioxidot, alkáliákat, alumínium-oxidot és B203-ot is tartalmazhatnak. Az irodalom tanítása szerint bór beépítése a kristályrácsba zeolithoz hasonló szerkezeteket, azaz olyan kristályos szerkezeteket eredményez, amelyek mint szabályos pórusszerkezetű anyagok nem állíthatók elő (Beck, Zeolite Molecular Sieves, J. Wiley and Sons, New York, 1974. 322. oldal). Alumínium- és szilícium-oxidokból összetett zeolitok bórsavval való impregnálása a 4 049 573 számú amerikai szabadalmi leírásból ismert. Ebben az esetben a bór nem lép be úgy a molekulába, hogy a kristályrács része legyen. Az előzőekben olyan kristályos szilícium-dioxidot ismertettünk, amelyeknél a módosító elemek belépnek a kristályrácsba a szilícium helyettesítésére. A helyettesítő elemek között az előzőekben említettük a bőrt is, és az 5. példában olyan szilícium-dioxid előállítását írtuk le, ahol a szilícium-dioxidot borral módosítottuk. Azt találtuk továbbá, hogy a bór olyan új anyagok képzésére is képes, amelyek kristályos szerkezettel rendelkeznek, pórusosak és jól meghatározható, a zeolithoz hasonló szerkezettel rendelkeznek. Ez utóbbi anyagokat, amelyeket az alábbiakban röviden „boralitok”-nak nevezünk, vízmentes állapotukban a következő tapasztalati képlettel ábrázolhatjuk: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
