Thermal analysis of fluorine containing gels and precursors of high silica zeolites

Abstract

By means of simultaneous DTA-, TG- and DTG-technique, the silicate gels and the MFI crystals obtained from these gels have been investigated. The gels have been prepared in presence and in absence of tetrapropylammonium cation (TPA⁺) and with Li⁺, Na⁺, NH ⁺₄ and K⁺ fluorides. In absence of TPA⁺ no thermal effects have been observed in Li⁺- and Na⁺-gels. The effects observed in the NH ⁺₄ -gel stem from a decomposition and release of inorganic phases: SiF₄, NH₄F, NH₃. The DTA/DTG effects in the TPA⁺ containing gels and in the MFI crystals of monodisperse size are attributed to the decomposition of TPA⁺ cation. It can be concluded from these effects that the interaction between the gels and the TPA⁺ cation is rather weak. The interaction between TPA⁺ and MFI crystals obtained in fluoride medium is stronger than the interaction with crystals obtained from alkaline media. Similar thermal effects are obtained after grinding the long crystals to those having a large distribution of crystal sizes.

Zusammenfassung

Mittels simultaner DTA-, TG- und DTG-Techniken wurden Kieselgele und die MFI-Kristalle dieser Gele untersucht. Die Gele wurden in und ohne Gegenwart von Tetrapropylammoniumkationen (TPA⁺) und mit Li⁺-, Na⁺-, NH ⁻₄ und Kaliumfluoriden hergestellt. Bei Abwesenheit von TPA⁺ werden für Li⁺- und Na⁺-Gele keine thermischen Effekte beobachtet. Der bei NH ⁴⁻ -Gelen beobachtete Effekt ergibt sich aus der Zersetzung und Abspaltung von anorganischen Phasen: SiF₄, NH₄F, NH₃. Die DTA/DTG-Effekte in TPA⁺-haltigen Gelen und in den MFI-Kristallen monodispersen Ausmaes werden der Zersetzung des TPA⁺-Kations zugeschrieben. Daraus kann man schlieen, da die Wechselwirkung zwischen den Gelen und dem TPA⁺-Kation eher schwach ist. Die Wechselwirkung zwischen TPA⁺ und MFI-Kristallen aus fluoridischen Medien ist strker als die Wechselwirkung mit Kristallen aus alkalischen Medien. Ähnliche thermische Effekts erhlt man, nachdem man die langen Kristalle zerkleinert und eine breite Kristallgrenverteilung erhlt.