粘土鉱物の水熱合成

Tadashi Mizutani; 水谷義

doi:10.20731/zeoraito.9.3.96

粘土鉱物の水熱合成Hydrothermal synthesis of clay minerals

水谷義Tadashi Mizutani

京都大学工学部合成化学科Department of Synthetic Chemistry, Faculty of Engineering, Kyoto University

発行日：1992年8月25日Published: August 25, 1992

1 : 1型，2 : 1型層状構造およびセピオライトなどの鎖状構造の粘土鉱物を合成する方法として，水溶性のモノマー化合物（例えば，Si(OH)₄，MgCl₂など）を原料に用いて重合反応を制御することによって選択的に粘土鉱物を合成する方法（ゲル化-結晶化法）を中心に述べる。この方法は，（1）モノマー原料の重合に伴うゲル化過程，（2）それに引き続く結晶化過程，の2つの過程からなっている。ゲル化過程においては，金属イオンのルイス酸性が珪酸よりも強いか弱いかによって，異なった重合がおこり，重合条件を制御することによって，ゲルの組成，および，部分構造がコントロールできる。適当な条件の下でつくったゲルを，結晶化させることで1 : 1型，2 : 1型の層状珪酸塩を選択的につくることができる。この方法の，セピオライトの合成への応用についても述べる。

Gel-crystallization method for the selective synthesis of clay minerals (1 : 1 and 2 : 1 phyllosilicates and other silicates like sepiolite), in which monomeric species such as silicic acid and magnesium chloride are polymerized in water to give phyllosilicates, was summarized. This procedure consists of two processes: (1) gelation caused by polycondensation of silicic acid and aqua-metal ions, and (2) crystallization of gels. Gelation reaction proceeds in one of two pathways depending on the Lewis acidity of metal ions: for more acidic metal ions than silicic acid, metal aqua ion - metal aqua ion condensation occurs predominantly, while for less acidic metal ions than silicic acid, silicic acid - silicic acid condensation occurs predominantly.

Gel composition and its local structure can be controlled by varying concentrations of metal ions, silicic acid, and proton. Following crystallization process yields 1 : 1 and 2 : 1 phyllosilicates selectively. Application of this method to sepiolite synthesis is also described.

日本ゼオライト学会　刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

解説解説

粘土鉱物の水熱合成Hydrothermal synthesis of clay minerals