199147. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szabályos geometriájú, hidrofób, kristályos, mikropórusos, szilíciumtartalmú anyagok előállítására
talmú tektoszilikátok szintén hajlamosak arra, hogy deaktivátódjanak azáltal, hogy a víz eltömi a pórusokat és például a katalizátor mérgeződik (2,013.476 A számú brit szabadalom). Valamely hidrofób jellegű tektoszilikát anyag kiküszöbölné ezeket a mérgeződésből és az eltömődésből eredő problémákat, ha ellenállna a víz-szorpciónak, miközben megtartaná affinitását és aktivitását más molekulajfajtákkal szemben. Ilyen hidrofób tektoszilikátok felhasználhatók lennének szenynyező anyagok eltávolítására víztartalmú betáplált anyagokból, valamint megvédené a bevitt katalizátorokat attól, hogy a víz dezaktiválja azokat. A találmány tárgya ennek megfelelően olyan hidrofób tektoszilikát alapú anyag előállítása, amely ellenáll a víz szorpciójának, miközben kedvező affinitást mutat más molekulák iránt. A találmány kiterjed olyan hidrofób tektoszilikát alapú anyag előállítására is, amely erősen szorbeálja az ammóniát, miközben csökkenő hidrofil jelleget tanúsít, előnyösen olyan hidrofilitással rendelkezik, amely kisebb, mint az anyagnak az a képessége, hogy abszorbeálja az ammóniát. A találmány tárgyát úgy valósítjuk meg, hogy hidrofil tektoszilikátokat állítunk elő olyan reakciósorban, amely abban áll, hogy az alumínium nagyobb részét eltávolítjuk a természetben előforduló vagy szintetikus alumínium-tektoszilikát rácsrészeiből, így reaktív rácsrészeket képezünk, előnyösen ( = SiOH)4 általános képletű, hidroxilcsoportot tartalmazó fészkeket létesítünk a tektoszilikát szilíciumrácsában. A keletkező alumíniumhiányos tektoszilikátokat dehidratáljuk, például oly módon, hogy melegítjük azokat, így hidrátvizet távolítottunk el anélkül, hogy tönkretennénk vagy más módon dezaktiválnánk a reaktív részeket. A keletkező anyagokat ezután tovább kezeljük oly módon, hogy hidroxicsoportokat megfelelően választott részekkel helyettesítjük, amely részek gyengébb pontú elektron források, mint az alumínium vagy előnyösen, mint a hidroxicsoportok. Az alumíniumeltávolítás, dehidratálás és a kezelés körülményeinek a találmány szerinti megválasztása esetén a hidrofób anyagok új családját állítjuk elő, amelyek mikropórusosak, kristályosak és erősebb affinitást mutatnak ammóniához, mint a vízhez, egyenlő kezelési körülmények között. Valamely helyettesítővel kapcsolatban használt „gyengébb pontú elektron forrás" megjelölés azt jelenti, hogy kevesebb az össztöltés és/vagy a töltés nagyobb molekulatérfogaton oszlik el, mint amilyen a töltéseloszlás például: a) egy alumínium-részen valamely alumínium-tektoszilikátban; b) egy hidroxi-részen, amely az alumínium eltávolításakor keletkezik. 3 A találmány szerinti hidrofil anyagokat úgy állítjuk elő, hogy reagáltatjuk a rácsbeli szilil-hidroxi-csoportokat, előnyösen a tetrakoordinált „fészek"-konfigurációban lévőket, úgy, hogy a szerves részeket, előnyösen az acil-, alkil- vagy szililcsoportokat hidroxifészkekkel helyettesítjük. Előnyösek azok a szililcsoportok, amelyek az SiR2X általános képletnek felelnek meg, amelyben R jelentése alkilcsoport és X jelentése halogénatom. Az előnyös alkilcsoportok a rövidszénláncú alkilcsoportok, így az 1—4 szénatomos alkilcsoportok, mégpedig mind az egyenes, mind az elágazó láncú csoportok. Előnyösen X jelentés^ klóratom. Az ily módon leszármaztatott tektoszilikátokban először alumínium-hiányos részeket alakítunk ki (dezalumináljuk őket) és így megteremtjük a kívánt reaktív részeket a szilíciumrácsban, előnyösen vizes ásványi savval való kezelés útján. Ezeket azután dehidratáljuk oly módon, hogy aktiváljuk ezeket a reaktív részeket. Jóllehet minden tektoszilikát magában foglalhat bizonyos esetleges szerkezeti hidroxil- (OH) csoportokat, azonban nincs elég hidroxicsoport jelen' ahhoz, hogy lehetővé tegyen olyan mértékű kémiai átalakulást, amely elegendő ahhoz, hogy használható hidrofób jelleget biztosítson. Ennek megfelelően a tektoszilikátokat először kezelni kell ahhoz, hogy növeljük a rácsban lévő hidroxicsoportok számát és utána dehidratálni kell annak érdekében, hogy a hidroxicsoportokat alkalmassá tegyük az ezt követő kémiai kezelésre. A találmány szerinti módszerre alkalmas általános reakcióvázlatot az 1. ábrán mutatunk be. A tektoszilikátok (M+) fémkationját könnyen helyettesíthetjük hidrónium-ionnal oly módon, hogy a tektoszilikátokat vizes sav hatásának tesszük ki. Ahogy az 1. ábra mutatja, az (I) szerkezetű kiindulási anyag Si-O-Al kötése könnyen vesz fel protonokat és disszociát, így alumíniummal társult hidroxirészeket hoz létre a rácsban, ahogy a (II) szerkezet mutatja. Kerr a (II) típusú részek metilezését írja le a 3,682,996 számú USA-beli szabadalomban, amely úgy történik, hogy trimetil-szilánt j(HSi/CH3)3] besugároznak szililezett, alumíniumtartalmú (III) szerkezetű anyagok képzése érdekében. Kerr leírja azt is, hogy a (III) típusú.szililezett zeolitok körülbelül 40%-kai kevesebb ciklohexánt, n-hexánt és vizet abszorbeálnak, mint az eredeti (II) típusú „hidrogén"-zeolitok. Kerr azonban nem említi, hogy változás történne a szelektivitás mértékében. Olyan alumíniurmtektoszilikátok, amelyekben a szilícium/alumínium-arány (Si:Al) nagyobb, mint 5, csaknem teljesen dezaluminálhatók a rács egészének romlása nélkül, ahogy R.M. Barrer és M.B. Makki szerzők leírják a Can. J. Chem., 42, 1481 (1964) irodalmi helyen. Ezt úgy végzik, hogy hosszabb ideig kezelnek alumínium-tektoszilikátokat vizes savval. A dezaluminálás olyan tektoszi-4 3 199147 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
