СТРУКТУРНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ СИЛИКАТОВ

В последние годы существенно расширилось применение целитов в процессах селективного катализа. Впервые для этих целей стали использовать цеолит Линде Х, Na₈₆(AlO₂)₈₆ (SiO₂)₁₀₆ , структура которого приведена на рис. 5, в.

Рис. 4.Линейные разветв- ленные (Si, O)- анионы в структурах астрофиллита, NaK2Mg2(Fe, Mn)5 Ti2 [Si4 O12]2(O,OH,F) (а)

Рис.5. Структурные элемен- ты цеолитов

Активация этого цеолита связана с замещением атомов Na, расположенных в полостях структуры, на Al. Это замещение имеет большое значение для последующего взаимодействия кристаллов Линде Х с молекулами тяжелых углеводородов, поскольку сопровождается появлением у цеолита кислотных свойств: катионы Al³⁺ оттягивают на себя (ОН)^--группы, разрушамолекулы воды и оставляя Н⁺ в каналах структуры. Именно кислотные свойства цеолитов Линде X и близкого с ним по составу  Линде Y, Na₅₆(AlO₂)₅₆(SiO₂)₁₃₆ , обеспечивают каталитическое расщепление крупных молекул тяжелых углеводородов, которое во многих странах используется при производстве бензина.

Новые цеолитоподобные материалы

В 1982 году группой исследователей под руководством Э. Фланигена были получены алюмофосфаты, структуры которых связаны со структурами цеолитов, но в отличие от них содержат Аl не только в тетраэдрической координации. Для их гидротермального синтеза требуются нейтральные среды, и образование полиэдрического каркаса идет вокруг органических молекул. Спустя четыре года Дж.Л. Гут
положил начало синтезу из фторсодержащих кислых сред новой группы микропористых (с размером пустот до 30 А) материалов, характеризующихся присутствием F в полостях полиэдрических каркасов. Образующиеся при этом различные координационные полиэдры вокруг Al 3+ , Ga 3+ и других катионов существенно меняют архитектуру всего каркаса. Одно из наиболее известных соединений этой серии - галофосфат кловертит содержит пустоты, очерченные 20 полиэдрами, и уступает по размерам лишь полостям новых мезопористых материалов, диаметр которых ~100 А. Новая группа микропористых материалов, синтезированная французскими исследователями под руководством профессора Ж.. Ферея, включает оксикислородные Al- и Ga-фосфаты, смешанные каркасы которых формируются вокруг некоторых диаминов - соединений, молекулы которых содержат две аминогруппы NH₂. Названия этих соединений (ULM и MIL) связаны с аббревиатурой научных центров (Universite Le Mans и Materials of Institute Lavoisier), где совсем недавно они были синтезированы. Замена Al и/или Ga в их структурах на переходные металлы (Fe, V) сопровождается появлением необычных для микропористых материалов антиферро- или ферримагнитных свойств с температурой магнитного упорядочения 10-40⁰С. Уже выявлено 25 структурных типов для соединений этой группы, и их всестороннее исследование продолжается.

Следующая страница| Назад