Vol. 49 (2013), Issue 4, p. 73-84

Synthesis, Characterization and Catalytic Evaluation of Zirconia-pillared Bentonite for 1,3-dioxalane Synthesis

Mnasri S., Frini-Srasra N.

Abstract

УДК 621.762

 

Целью работы является изучение твердых веществ, полученных путем интеркаляции тунисского бентонита циркониевыми поликатионами, с помощью гидролиза тетрахлорида циркония. Для сравнения в качестве контрольной глины изучается также интер-калированный монтмориллонит из штата Вайоминг. Варьирование таких процессов синтеза, как количество диализов, концентрации раствора Zr, pH, температуры и метода выемки, оказывало влияние на структуру и свойства полученной глины. Было установлено, что структура интеркалированной глины сильно зависит от метода её приготовления и pH: в одних случаях были получены упорядоченные интеркалированные глины (с базальными промежутками от 15 до 18,2 А), тогда как в других случаях были получены нанокристаллические твердые вещества. Деламинация глин наблюдается в обоих случаях, когда интеркаляция растворов, полученных из тетрахлорида циркония имеет pH > 2,8 или когда они подвержены воздействию рефлюкса. Наилучшие результаты были получены при использовании пяти диализов при pH = 2,8 [Zr4+] = 0,1 M, при комнатной температуре и прямом методе. Удельная общая площадь поверхности и объем микропор твердых веществ достигали  200 м2 g-1 и 0,06 см3 g-1, соответственно. Данные потенциометрии и масс-титрации показывают, что в  интеркалированном материале происходит сдвиг заряда с нулевой точки к нулевой точке заряда оксида циркония. Установленное количество ZrO2 менялось от 6 до 30% от веса интеркалированных образцов. Была исследована активность глины с использованием циркония для синтеза 1,3-диоксолана. Метод интеркаляции оказывает решающее влияние на эту реакцию.

 

Ключевые слова: Zr-олигомер, интеркалированная глина,  PZC, 1,3-диоксолан, ацетализация.

 

 

The aim of this work is to study the solids obtained by pillaring Tunisian  bentonite  with zirconium polycations from the hydrolysis of zirconium tetrachloride. For comparative purposes, the pillaring of Wyoming montmorillonite, a reference clay, is also studied. Variations in the dialysis number, concentration of Zr solution, pH, temperature in the synthesis procedure as well as the pillaring method, affect the  structure  and  properties  of the pillared clay obtained. It has been  verified  that the  structure  of  the  pillared clays strongly depends on  the method of preparation and the pH Zr solution in some cases, well ordered pillared clays (with basal spacings between 15 and 18.2A) have  been  obtained, while in several others noncrystalline solids  yielded. Delamination of  the clays seems to take place both when the intercalation solutions obtained from zirconium tetrachloride  have  pH  > 2.8 and when they are subjected to a reflux treatment. Best results were obtained at pH = 2.8 [Zr4+] = 0.1M, at room temperature, and when using five dialysis, the direct method. The specific  total  surface  area and micropore volume of the solids have reached the values up to 200 m2 g-1 and 0.06 cm3 g-1, respectively. Potentiometric titration and mass titration data suggest that pillared materials produce a shift of the point zero charge toward the point zero charge of the zirconium oxide. The amount of ZrO2 fixed have varied between 6 and 30% of the weight of the pillared samples. The activity of the zirconium pillared clay for 1,3-dioxolane synthesis has  been investigated. The method of intercalation has been found to be the most suitable for this reaction.

 

Keywords: Zr-oligomer; pillared clay; point of zero charge; 1,3-dioxolane; acetalization.

 

 

Download full-text PDF. 1542 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.