一般指粒徑在微米範圍的矽鋁化合物（Aluminosilicates），並且有正離子交換能力。性質有正離子交換能力。
基本介紹
- 中文名：粘土催化劑
- 外文名：Aluminosilicates
- 性質：有正離子交換能力
- 定義：粒徑在微米範圍的矽鋁化合物
一般指粒徑在微米範圍的矽鋁化合物（Aluminosilicates），並且有正離子交換能力。根據這個定義，粘土包括了沸石。粘土總的來說主要是指薄片狀的矽酸鋁，種類不同有不等的正離子交換能力。大多數粘土吸收水或者其他極性溶劑都會膨脹。最早認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構：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)白雲母：K2(Al4)oct(Si6Al2)tetO20(OH)4；Talc(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；Phlogopite(b) 金雲母：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，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，定義為三八面體。粘土的結構：片狀或層狀結構，兩種聯結：一是由角聯結的SiO4四面體組成，二是由邊聯結的Al(O,OH)6八面體組成。
粘土層間為流動的水(已經為NMR證實)，並能被許多有機物取代，改變其微環境，變親水為親油，容易進一步插入有機物。粘土的溶脹：是由於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決定的。粘土催化劑可以很容易合成，且粘土的催化性能、結晶度、離子交換能力等都可以通過改變製備方法而獲得。粘土的工業化：英國Laporte公司開發合成水輝石和螢光水輝石。通過合成，可能用Ni2+，Co2+和其他過渡金屬離子來代替蒙脫石中的八面體中的Al3+，這就是SMM(合成雲母-蒙脫石)。而通過Ni2+ 、Co2+引入到合成貝得石之後，鏈烴異構化的催化效能與沸石相當。改性後的粘土可廣泛用於石油工業汽油生產。
雖然天然的和合成的粘土有豐富的正離子交換能力，可方便的轉化為有效的酸催化劑，卻無法克服高溫下物理塌陷的缺點。大約200℃時，層間溶劑排出並發生粘連，造成催化活性的損失。這種塌陷可以通過插入“柱子”到各層間，防止層間塌陷。這就是柱撐粘土(Pillared clay)“柱子”主要是無機物。柱撐粘土的特點：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，就可以製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型酸性催化劑相當的酸性。
