+·aH2O(Al4)oct(Si8-xAlx)tetO20(OH)4;Mn 滑石:(Mg6)oct(Si8)tetO20(OH)4;Hectorite 金云母:K2(名爵6)oct(Si6Al2)tetO20(OH)4。
正文
粘土:一般指粒徑在微米范圍的硅鋁化合物(Aluminosilicates),并且有正離子交換能力。根據(jù)這個(gè)定義,粘土包括了沸石。粘土總的來(lái)說(shuō)主要是指薄片狀的硅酸鋁,種類不同有不等的正離子交換能力。大多數(shù)粘土吸收水或者其他極性溶劑都會(huì)膨脹。最早認(rèn)為有催化能力的粘土為:蒙脫土和水輝石。
一些特定粘土的理想結(jié)構(gòu):Pyrophillite(a)葉蠟石:(Al4)oct(Si8)tetO20(OH)4;Montmorillonite(a) 蒙脫石:Mx/nn+·aH2O(Al4-x,mgx)oct(Si8)tetO20(OH)4;Beidellite(a) 貝得石:Mx/nn+·aH2O(Al4)oct(Si8-xAlx)tetO20(OH)4;Mnscovite(a)白云母:K2(Al4)oct(Si6Al2)tetO20(OH)4;滑石(b) 滑石:(Mg6)oct(Si8)tetO20(OH)4;Hectorite (b) 水輝石:Mx/nn+·aH2O(Mg6-xLix)oct(Si8)tetO20(OH)4;Saponite(b)皂石:Mx/nn+·aH2O(Mg6)oct(Si8-xAlx)tetO20(OH)4;金云母(b) 金云母:K2(Mg6)oct(Si6Al2)tetO20(OH)4。
(a)在這些粘土中,2/3的八面體位置被占據(jù),稱為二八面體。(b)這些粘土中所有的(3/3)八面體位置全部被占據(jù),定義為三八面體。粘土的結(jié)構(gòu):片狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu),兩種聯(lián)結(jié):一是由角聯(lián)結(jié)的SiO4四面體組成,二是由邊聯(lián)結(jié)的Al(O,OH)6八面體組成。
粘土層間為流動(dòng)的水(已經(jīng)為NMR證實(shí)),并能被許多有機(jī)化合物取代,改變其微環(huán)境,變親水為親油,容易進(jìn)一步插入有機(jī)物。粘土的溶脹:是由于薄片間正離子的水合作用。膨脹的程度是由薄片間正離子性質(zhì)決定的。粘土催化劑可以很容易合成,且粘土的催化性能、結(jié)晶度、離子交換能力等都可以通過(guò)改變制備方法而獲得。粘土的工業(yè)化:英國(guó)Laporte公司開(kāi)發(fā)合成水輝石和熒光水輝石。通過(guò)合成,可能用Ni2+,Co2+和其他過(guò)渡金屬離子來(lái)代替蒙脫石中的八面體中的Al3+,這就是SMM(合成云母-蒙脫石)。而通過(guò)Ni2+ 、Co2+引入到合成貝得石之后,鏈烴異構(gòu)化的催化效能與沸石相當(dāng)。改性后的粘土可廣泛用于石油工業(yè)汽油生產(chǎn)。
雖然天然的和合成的粘土有豐富的正離子交換能力,可方便的轉(zhuǎn)化為有效的酸催化劑,卻無(wú)法克服高溫下物理塌陷的缺點(diǎn)。大約200℃時(shí),層間溶劑排出并發(fā)生粘連,造成催化活性的損失。這種塌陷可以通過(guò)插入“柱子”到各層間,防止層間塌陷。這就是柱撐粘土(Pillared clay)“柱子”主要是無(wú)機(jī)化合物。柱撐粘土的特點(diǎn):不僅支撐了粘土層,還引入了更多的微孔。如果將柱子分布均勻,控制其樣式,就可以制成新型的擇形催化劑。如果將粘土大面積固化,就可以看作是二維沸石,擁有和Y型酸性催化劑相當(dāng)?shù)乃嵝浴?/p>
參考資料 >