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DE1102118B - Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeolith F) - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeolith F)

Info

Publication number
DE1102118B
DE1102118B DEU5557A DEU0005557A DE1102118B DE 1102118 B DE1102118 B DE 1102118B DE U5557 A DEU5557 A DE U5557A DE U0005557 A DEU0005557 A DE U0005557A DE 1102118 B DE1102118 B DE 1102118B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zeolite
potassium
mixture
crystalline
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEU5557A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Mitchell Milton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE1102118B publication Critical patent/DE1102118B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • C01B33/2807Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
    • C01B33/2869Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of other types characterised by an X-ray spectrum and a definite composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeolith F) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Materials des Zeolith-Typs.
  • Die Bezeichnung »Zeolith« bezieht sich im allgemeinen auf eine Gruppe natürlich auftretender, hydratisierter Metallaluminosilicate, von denen viele eine kristalline Struktur besitzen. Das erfindungsgemäße synthetische Material hat eine Zusammensetzung, die der der natürlichen kristallinen Zeolithe sehr ähnlich ist. Daher werden die erfindungsgemäß hergestellten Materialien als »synthetische Zeolithe« bezeichnet. Es bestehen jedoch wesentliche Unterschiede zwischen den synthetischen und den natürlichen Materialien. Um das erfindungsgemäße synthetische Material von den anderen Zeolithen zu unterscheiden, wird es im nachfolgenden als »Zeolith F« bezeichnet.
  • Kristalline Zeolithe besitzen ein offenes dreidimensionales Netzwerk von Si O4 und A1 O4 Tetraedern, die durch gemeinsame Sauerstoffatome vernetzt sind, so daß das Verhältnis der Sauerstoffatome zu den gesamten Aluminium- und Siliciumatomen gleich 2 ist, also O((Al+Si) = 2. Die negative Elektrovalenz der aluminiumhaltigen Tetraeder wird durch den Gehalt der Kristalle an Kationen, z. B. Alkalimetall- oder Erdalkalimetallionen, ausgeglichen. Dies kann durch die Formel Al,/(Na" K2, Li2, Ca, Ba, Mg, Zn, Sr usw.) = 1 ausgedrückt werden. Weiterhin wurde gefunden, daß die Kationen mittels geeigneter Maßnahmen ausgetauscht werden können. Daher werden kristalline Zeolithe oft als Ionenaustauschmittel verwendet.
  • Es ist bekannt, daß die Kristallstruktur vieler Zeolithe Zwischenräume von molekularer Dimension besitzt. Diese Zwischengitterkanäle sind üblicherweise durch das Hydratationswasser besetzt. Unter bestimmten Bedingungen, d. h. nach wenigstens teilweiser Dehydratation, können diese Zeolithe als wirksame Adsorbenzien verwendet werden, wobei die adsorbierten Moleküle in den Zwischengitterkanälen zurückgehalten werden. Diese Kanäle sind durch Öffnungen im Kristallgitter zugänglich. Durch diese Öffnungen werden die Größe und die Form der zu adsorbierenden Moleküle beschränkt. Es ist daher auf Grund der verschiedenen molekularen Dimensionen auch möglich, fremde Moleküle aus Mischungen abzutrennen, da bestimmte Moleküle vom Zeolith adsorbiert werden, während andere zurückgewiesen werden. Dies ist die charakteristische Eigenschaft vieler kristalliner Zeolithe, die auch zu der Bezeichnung »molekulare Siebe« führte. Neben der Größe und Form der Moleküle können auch andere Faktoren die selektive Adsorption bestimmter fremder Moleküle durch die molekularen Siebe beeinflussen, z. B. die Polarisierbarkeit und Polarität der adsorbierten Moleküle, der Grad der Ungesättigtheit der organischen Adsorbate, die Größe und polarisierende Kraft der Zwischengitterkationen, die Anwesenheit adsorbierter Moleküle in den Zwischengitterkanälen und das Ausmaß der Hydratation des Zeoliths.
  • Es wurde eine Anzahl synthetischer kristalliner Zeolithe hergestellt. Sie unterscheiden sich voneinander und von den natürlichen Zeolithen durch ihre Zusammensetzung, ihre Kristallstruktur und ihre Adsorptionseigenschaften. Eine geeignete Maßnahme zum Unterscheiden dieser Verbindungen ist z. B. das Anfertigen von Röntgenstrahlen-Beugungsbildern des Pulvers. Das Vorhandensein mehrerer Zeolithe mit ähnlichen, aber unterscheidbaren Eigenschaften ermöglicht die Auswahl eines bestimmten Materials, das optimale Eigenschaften für den vorgesehenen Verwendungszweck besitzt.
  • Molekularsiebe gleicher chemischer Zusammensetzung können einen unterschiedlichen kristallographischen Aufbau haben und sich in ihren Eigenschaften wesentlich voneinander unterscheiden. Durch Auswahl bestimmter Ausgangsstoffe, beispielsweise von kolloider Kieselsäure an Stelle von Natriumsilicat, im bekannten Bereich, lassen sich unterschiedliche kristalline zeolithische Molekularsiebe herstellen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeohth F) der folgenden, in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückten Zusammensetzung worin x einen Wert von ß bis etwa 3 hat, der die in Tabelle I gezeigten Röntgeristrählen-Beugungsbilder besitzt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine wäßrige Kaliumaluminosilicat-Mischung hergestellt wird, deren Zusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde, innerhalb der folgenden Bereiche liegt: K20/Si02 ............... von etwa 1,4 bis 4,0 SiO,/A1203 .............. von etwa 1,0 bis 3,0 H20/K20 ............... von etwa 10 bis 20 diese Mischung auf einer Temperatur zwischen etwa 25 und 120° C gehalten wird, bis der gewünschte kristalline Zeolith gebildet ist, worauf dieser von der Mutterlauge abgetrennt und das Kalium gegebenenfalls durch ein anderes Kation mit einer Valenz bis 2, vorzugsweise Wasserstoff, Natrium, Lithium, Ammonium oder Magnesium, ganz oder teilweise ausgetauscht wird.
  • Das Hauptziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines neuen synthetischen kristallinen Zeoliths des molekularen Sieb-Typs zu schaffen, der gute Ionenaustausch- und Adsorptionseigenschaften besitzt.
  • Kleine Veränderungen der Molverhältnisse der Oxyde innerhalb der in obiger Formel angegebenen Bereiche beeinträchtigen die Kristallstruktur und die physikalischen Eigenschaften des Zeoliths praktisch nicht. Ebenso muß der Wert x nicht unbedingt in allen Formen des Zeoliths F konstant sein, insbesondere deshalb nicht, weil einige austauschbare Kationen verschiedene Größen haben und für die Aufnahme der Wassermoleküle dann ein größerer oder kleinerer Raum im Zwischengitter verfügbar ist, da durch den Austausch dieser Kationen keine wesentliche Modifikation der Kristallgitterdimensionen des Zeoliths eintritt. Der Wert von x hängt daher von den auszutauschenden Kationen ab und auch von dem Ausmaß der Dehydratation des Zeoliths.
  • Die erfindungsgemäß verwendbaren austauschbaren Kationen können daher wie folgt klassifiziert werden: Die Alkalimetallionen der Gruppe IA des Periodischen Systems und andere Kationen, wie Wasserstoff-, Ammonium- und Magnesiumionen, die sich beim Zeolith F genauso verhalten wie die obenerwähnten Alkalimetallionen, d. h., daß sie durch andere austauschbare Kationen ersetzt werden können, ohne daß die ursprüngliche Kristallstruktur des Zeoliths wesentlich verändert wird. Von den Alkalimetallionen eignen sich erfindungsgemäß insbesondere Kalium-, Natrium- und Lithiumionen, da sie leichter in den Zwischenräumen der Zeolithkristalle eingeschlossen werden.
  • Obwohl eine große Anzahl austauschbarer Kationen im Zeolith F anwesend sein können, wird es vorgezogen, die Kaliumform des Zeoliths zu synthetisieren, d. h. die Form des Zeoliths, in der Kalium als austauschbares Kation anwesend ist. Die hierzu benötigten Reaktionsteilnehmer sind leichter verfügbar und im allgemeinen wasserlöslich. Die Kaliunionen im Kaliumzeolith F können dann, wie unten beschrieben, durch andere austauschbare Kationen ersetzt werden.
  • Außer durch seine Zusammensetzung kann Zeolith F auch mittels der in Tabelle I aufgeführten Röntgenstrahlen-Beugungsbilder des Pulvers identifiziert und von anderen Zeolithen und anderen kristallinen - Stoffen unterschieden werden. Um diese Röntgenstrahlen-Beugungsbilder des Pulvers herzustellen, können übliche Verfahren angewendet werden. Die Strahlung bestand aus dem K-a-Dublett des Kupfers, und es wurde ein Geigerzähler-Spektrometermit einemMeßstreifenschreiber verwendet. Die Maxima (I) und die Positionen als Funktion von 2 0, wobei 0 der Bragg-Winkel ist,- wurden von dem Spektrometerstreifen abgelesen. Aus diesen wurden die relativen Intensitäten 1001/1o, wobei Io die Intensität der stärksten Linie oder Maximum ist, und die, Ebeneriäbstände d in A bestimmt. Ebenso sind die theoretischen Ebenenabstände d (A) und die Miller-Indizes, die den aufgezeichneten Linien entsprechen, aufgeführt.
    ' Tabelle I
    Bragg- Relative Ebenenabstand Miller-
    Winkel Intensität d (A) Indizes
    2 O 1001/1, beob. I theor. hkl
    12,7 100 6,95 6,95 002
    13,6 11 6,51 6,48 111
    25,6 21 3,48 3,55 301
    28,9 56 3,09 3,09 302
    30,2 72 2,96 2,96 132
    31,8 39 2,81 2,81 321
    40,0 8 2,25 2,26 403
    2,26 106
    52,7 6 1,74 1,84 531
    54,4 6 1,69 1,69 611
    56,2 5 1,64 1,64 620
    Die Röntgenstrahlen-Beugungsbilder des Zeolith-F-Pulvers ergaben tetragonale Elementarzellen mit sich wiederholenden Abständen von etwa 10,36 A in zwei Dimensionen und einem sich wiederholenden Abstand von etwa 13,90 A in der dritten Dimension.
  • Die relativen Intensitäten und die Positionen der Röntgenstrahlenlinien sind für die verschiedenen ionenausgetauschten Formen des Zeoliths F praktisch gleich. In dieser oder jener Form. des Zeoliths F können geringfügige neue Linien auftreten bzw. einige Linien verschwinden, was, wie die leichten Veränderungen der Intensitäten und der Positionen einiger Röntgenstrahlenlinien, der verschiedenen Größe und Anzahl der in den einzelnen Zeolith-Formen anwesenden austauschbaren Kationen zugeschrieben werden kann. Die räumliche Verteilung der Silicium-, Sauerstoff- und Aluminiumatome, d. h. die Anordnung der A104 und Si O4-Tetraeder, ist bei allen Formen des Zeoliths F identisch. Das bestimmte angewendete Röntgenverfahren und/oder die Vorrichtung, die Feuchtigkeit, die Temperatur, die Orientierung der Pulverkristalle und andere Variablen, die dem Fachmann bereits bekannt und selbstverständlich sind, können auch einige Veränderungen der Intensitäten und Positionen der Röntgenstrahlenlinien hervorrufen. Die zur Identifizierung des Zeoliths F in Tabelle I aufgeführten Angaben sollen also nicht derartige Materialien ausschließen, die auf Grund der obenerwähnten oder dem Fachmann bereits bekannten veränderlichen Faktoren einige der aufgeführten Röntgenstrahlenlinien nicht zeigen, einige zusätzliche, noch für das Kristallsygtem des Zeöliths zulässige Linien aufweisen oder eine leichte Veränderung der Intensitäten oder Positionen einiger Röntgenstrahlenlinien erkennen lassen.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird- die Kaliumform des Zeoliths F hergestellt, indem eine wäßrige Kaliumaluminosilicatmischung erhitzt wird, deren Zusammensetzung, ausgedrückt in - Molverhältnissen der Oxyde, innerhalb der folgenden Bereiche liegt: K20/Si0................. von etwa 1,4 bis 4,0 ' Si02/A120............... . von- etwa 1,0 bis 3,0 H20/K20 ...:........... von etwa 10-bis 20 Das gewünschte Produkt wird dadurch auskristallisiert. Bei der Herstellung der Kaliumform des Zeolitbs F kann die Kieselsäure- aus einem Kieselsäuregel, Siliciumdioxyd oder Käliumsilicat gewonnen werden. Aluminiumoxyd kann: aus aktivierter Tonerde, deren - a- bzw. y-Form, Tonerdetrihydsat, - Aluniniumhydroxyd oder Kaliumaluminat erhalten werden. Kaliumhydroxyd kann als Quelle für die Kaliumionen dienen und trägt außerdem zur Regelung des pH-Wertes der Reaktionsmischung bei. Vorzugsweise sind alle Reaktionsteilnehmer wasserlöslich. Eine Lösung der in den oben angegebenen Verhältnissen verwendeten Reaktionsteilnehmer wird in ein Glas- oder Metallgefäß gegeben. Um Wasserverluste zu vermeiden, sollte der Behälter verschlossen werden. Ein einfaches und bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Mischung der Reaktionsteilnehmer besteht darin, daß eine wäßrige, das Kaliumaluminat und -hydroxyd enthaltende Lösung hergestellt und unter Rühren zu einer wäßrigen Lösung von Kaliumsilicat zugegeben wird. Die erhaltene Mischung wird dann gerührt, bis sie homogen ist.
  • Zur Erzielung der besten Ergebnisse wird die Kristallisation bei einer Temperatur von etwa 100° C durchgeführt. Die Kaliumform des Zeoliths F kann jedoch schon bei einer Temperatur von etwa 25° C und noch bei einer Temperatur von etwa 120° C zufriedenstellend hergestellt werden, wobei atmosphärischer Druck angewendet wird oder zumindest ein solcher Druck, der dem Dampfdruck des Wassers im Gleichgewicht mit der Reaktionsmischung bei höheren Temperaturen entspricht. Alle geeigneten Heizvorrichtungen können verwendet werden, z. B. Öfen, Sandbäder, Ölbäder, ummantelte Autoklaven usw. Das Erhitzen wird fortgesetzt, bis sich der gewünschte kristalline Zeolith gebildet hat. Die Zeolithkristalle werden dann von der Mutterlauge abfiltriert und gewaschen. Vorzugsweise sollten die Zeolithkristalle in destilliertem Wasser so lange gewaschen werden, bis der p,1-Wert des ablaufenden Waschwassers im Gleichgewicht mit dem Produkt etwa 9 bis 12 beträgt. Beim Waschen der Kristalle kann das austauschbare Kation teilweise entfernt werden und wird wahrscheinlich durch Wasserstoffkationen ersetzt. Wird das Waschen unterbrochen, wenn der pH-Wert des ablaufenden Waschwassers etwa 10 beträgt, so liegt das K20 / A1203 Molverhältnis des kristallinen Produktes etwa zwischen etwa 0,9 und 1,0. Durch übermäßiges Waschen wird dieses Verhältnis etwas gesenkt, während bei zu kurzem Waschen ein geringer CbeISChuß an Kalium im Produkt verbleibt. Danach können die Zeolithkristalle z. B. in einem durchlüfteten Ofen getrocknet werden.
  • Im nachfolgenden wird ein weiteres typisches Beispiel für die Herstellung der Kaliumform des Zeoliths F beschrieben. Eine Lösung aus Kaliumaluminat wurde hergestellt, indem zuerst 61 g Kaliumhydroxyd, 50 g Aluminiumhydroxyd, das 0,32 Mol A1203 enthielt, und 45 ccm Wasser gemischt wurden und die Mischung erhitzt wurde, bis sich die Reaktionsteilnehmer gelöst hatten. Danach wurde die Lösung auf Zimmertemperatur abgekühlt und zu 72 g einer Kaliumsilikatlösung gegeben, die 12,6 Gewichtsprozent K20 und 27,1 Gewichtsprozent SiO2 enthielt. Die erhaltene Mischung wurde so lange gerührt, bis sie homogen war. Die Kristallisation wurde durchgeführt, indem die Reaktionsmischung in einem verschlossenen Glasbehälter etwa 41 Stunden auf 100° C erhitzt wurde. Das hierbei gebildete kristalline Produkt setzte sich auf dem Boden des Behälters ab, wobei die Mutterlauge völlig klar war. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit Wasser bis zu einem pH-Wert des ablaufenden Wassers von etwa 10,5 bis 11,0 gewaschen und getrocknet. Die Analyse des Produktes ergab - ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde - die folgende Zusammensetzung: 0,94 K20: A1203: 1,78 SiO2 : 2,9 H20.
  • Die Röntgenstrahlenanalyse des Produktes ergab, daß die Beugungsbilder denen des in Tabelle I aufgeführten Zeoliths F entsprachen. Das Ersetzen wenigstens eines Teils der austauschbaren Kationen im Zeolith F durch andere Kationen kann mittels üblicher Ionenaustauschverfahren durchgeführt werden. Ein bevorzugtes kontinuierliches Verfahren besteht darin, daß man Zeolith F in eine Reihe von vertikalen Säulen gibt, die am Boden mit einem geeigneten Träger versehen sind. Darauf wird bei Zimmertemperatur eine wäßrige Lösung eines Salzes des gewünschten Kations durch diese Säulen geleitet. Nachdem der Zeolith in der ersten Säule in gewünschtem Maße ionenausgetauscht worden ist, wird die Lösung in die zweite Säule geleitet. Zur Erzielung eines Wasserstoffaustausches eignet sich z. B. die verdünnte wäßrige Lösung einer Säure, wie Chlorwasserstoff. Für den Natriumaustausch kann eine wäßrige Lösung von Natriumchlorid oder verdünntes Natriumhydroxyd verwendet werden. Andere geeignete Reagenzien sind: zum Kaliumaustausch eine wäßrige Lösung von Kaliumchlorid oder verdünntes Kaliumhydroxyd; zum Lithium-, Ammonium- oder Magnesiumaustausch wäßrige Lösungen der Chloride dieser Kationen. Obwohl es zweckmäßiger ist, wasserlösliche Verbindungen der austauschbaren Kationen zu verwenden, können auch andere, die gewünschten Kationen enthaltende Lösungen angewendet werden. Weiterhin wurden besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn eine Austauschlösung mit einem pH-Wert zwischen etwa 5 und 12 verwendet wurde.
  • Bei einem typischen Austauschverfahren wurden 15 g der Kaliumform des Zeoliths F mit 500 ccm einer wäßrigen, 1molaren Natriumchloridlösung gemischt. Die Mischung wurde unter Rühren bis zum Siedepunkt erhitzt und dann abkühlen gelassen. Nachdem sie über Nacht stehengelassen worden war, wurden die Kristalle abfiltriert, mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Die Analyse des Produktes ergab, daß etwa 88°/o der Kaliumionen durch Natriumionen ersetzt worden waren. Ähnliche Austausche wurden unter Verwendung einer wäßrigen, 0,25molaren Ammoniumchloridlösung und einer 0,1molaren Magnesiumchloridlösung durchgeführt. In jedem Falle wurden große :Uengen der Kaliumionen durch die Kationen der Austauschlösung ersetzt.
  • Zur zufriedenstellenden Verwendung als Adsorptionsmittel sollte Zeolith F wenigstens teilweise dehydratisiert werden. Diese Aktivierung kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man den Zeolith bei atmosphärischem oder verringertem Druck auf etwa 250° C erhitzt oder ihn bei Zimmertemperatur in einem Vakuum hält. Im Gegensatz zu den bekannten Adsorbenzien, wie Holzkohle und Kieselsäuregel, deren selektive Adsorptionsfähigkeit im wesentlichen vom Siedepunkt oder der kritischen Temperatur des Adsorbats abhängt, basiert die Selektivität des aktivierten Zeoliths F auf der Größe, dem Grad der Ungesättigtheit und der Form der adsorbierten Moleküle. Die Adsorption durch Zeolith F ist im allgemeinen auf kleine polare Moleküle beschränkt. Die Kaliumform des Zeoliths F adsorbiert z. B. Wasser, Kohlendioxyd, Ammoniak, Schwefeldioxyd und Methanol bei normalen atmosphärischen Temperaturen und Drücken, adsorbiert jedoch unter ähnlichen Bedingungen weder Sauerstoff noch Stickstoff. Eine andere nützliche Eigenschaft des Zeoliths F besteht darin, daß er verhältnismäßig große Mengen des Adsorbats sowohl bei sehr niedrigen Drücken als auch sehr niedrigen Konzentrationen adsorbiert. Das erfindungsgemäße Material kann daher in einer Vielzahl von Gas- oder Flüssigkeits-Trennverfahren, bei denen kleine polare Moleküle, insbesondere Wasser, von anderen Stoffen abgetrennt werden, als selektives Adsorptionsmittel verwendet werden. Der Zeolith kann außerdem in cyclischen Adsorptions-Desorptions-Verfahren für Wasser und gegebenenfalls für andere Adsorbate Verwendung finden.
  • Proben der Kaliumform des Zeoliths F, die durch Dehydratation im Vakuum bei einer Temperatur von etwa 250° C aktiviert worden waren, wurden auf ihre Adsorptionseigenschaften geprüft. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle II aufgezeichnet. Die Adsorptionseigenschaften wurden in einem McBain-Adsorptionssystem, das im J. Am. Chem. Soc., Bd. 48 (1926), S. 690 bis 695, beschrieben ist, gemessen. Die Zeolithproben wurden in leichte Aluminiumbehälter, die an Quarzfedern hingen, gegeben. Sie wurden in situ aktiviert und dann das zu prüfende Gas oder der Dampf in das System geleitet. Die Gewichtszunahme der Adsorbenzien wurde an den Ausdehnungen der Federn, die durch ein Kathetometer aufgezeichnet wurden, gemessen. In Tabelle II ist der für jede Adsorption angegebene Druck der Druck des Adsorbats. Die Bezeichnung »adsorbierte Gewichtsprozente« bezieht sich auf das prozentuale Anwachsen des Gewichts des Adsorptionsmittels.
    Tabelle II
    Temperatur Druck Adsorbierie
    Adsorbat Gewichts-
    ° C mm Hg prozente
    0,010 2,0
    H20...... 25 1,0 3,6
    4,5 12,0
    25 15,5
    0,05 2,3
    7 4,7
    C02 ...... 25 35 6,2
    133 6,9
    312 7,5
    682 7,9
    0,06 1,8
    12 6,3
    N H3 ..... 25 89 7,2
    312 7,6
    707 7,6
    0,15 7,0
    14 14,9
    so, ...... 25 53 15,6
    152 16,4
    703 17,0
    C,H4 ..... 25 560 1,9.
    0,035 0,9
    0,55 7,1
    CH3011 .. 25 13 9,4
    30 9,8
    120 10,9
    02 ....... -196 130 1,4
    Aus Tabelle II ist z. B. ersichtlich, daß die Kaliumform des Zeoliths F als molekulares Sieb die Trennung von Wasser aus einer Mischung desselben mit Sauerstoff oder Äthylen. ermöglicht.
  • Andere Formen des Zeoliths F können auch als wirksame Adsorbenzien für kleine polare Moleküle, wie z. B. Wasser, verwendet werden. So wurde z. B. eine Probe des Zeoliths F, bei der etwa 88°/o der Kaliumionen durch Natriumionen ersetzt worden waren, ebenfalls auf ihre Adsorptionseigenschaften geprüft. Bei einer Temperatur von 25° C und einem Adsorbatdruck von 21 mm Hg zeigte die Probe eine Wasseradsorption von etwa 22,60/0 Gewichtszunahme des Adsorptionsmittels.
  • Zeolith F kann für die oben angegebenen Zwecke in jeder geeigneten Form als Adsorptionsmittel verwendet werden. Pulverisierte kristalline Materialien in einer Säule geben ebenso ausgezeichnete Ergebnisse wie tablettierte Produkte. Die tablettierten Produkte werden erhalten, indem eine Mischung aus Zeolith F und einem geeigneten Bindemittel, wie Ton, in Tablettenform gepreit wird.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeolith F) folgender molarer Formel: 0,95 iL 0,15 M20: A1203: 2,05 ± 0,3 SiO2: x H20, in der M wenigstens ein monovalentes oder divalentes Kation, n seine Wertigkeit ist, x einen Wert von 0 bis etwa 3 hat und der Zeolith F ein Debye-Scherrer-Diagramm im wesentlichen entsprechend Tabelle I hat, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Kaliumaluminosilicatmischung hergestellt wird, deren Zusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde, innerhalb der folgenden Bereiche liegt: K20/Si02 .............. von etwa 1,4 bis 4,0 SiO2/A1203 ............. von etwa 1,0 bis 3,0 H20/K20 .............. von etwa 10 bis 20 diese Mischung auf einer Temperatur zwischen etwa 25 und 120° C gehalten wird, bis der gewünschte kristalline Zeolith gebildet ist, worauf dieser von der Mutterlauge abgetrennt und das Kalium. gegebenenfalls durch ein anderes Kation mit einer Valenz bis 2, vorzugsweise Wasserstoff, Natrium, Lithium, Ammonium oder Magnesium, ganz oder teilweise ausgetauscht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf einer Temperatur von etwa 100°C gehalten wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1117 776.
DEU5557A 1957-09-04 1958-08-23 Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Zeoliths (Zeolith F) Pending DE1102118B (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103132576A (zh) * 2013-02-02 2013-06-05 陈绪强 脚控马桶

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1117776A (fr) * 1953-12-24 1956-05-28 Union Carbide & Carbon Corp Procédé de fabrication de matières adsorbantes synthétiques

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