JP2002249314A - Afi型ゼオライトおよびその製造方法 - Google Patents
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】AFI型ゼオライトのケイ素とヘテロ原子の原
子比を下げることによって、触媒として有用なゼオライ
トとする。 【解決手段】特定の組成の原料および実験手段を用いて
AFI型ゼオライトを合成する。
子比を下げることによって、触媒として有用なゼオライ
トとする。 【解決手段】特定の組成の原料および実験手段を用いて
AFI型ゼオライトを合成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物の転化触媒
などとして有用な12員環を有するAFI型ゼオライト
に関する。
などとして有用な12員環を有するAFI型ゼオライト
に関する。
【0002】
【従来の技術】AFI型ゼオライトは、12員環構造を
有する1次元細孔のゼオライトである。 AFI型構造
を持つメタロシリケートの合成例は既に以下の文献で公
知になっている。 (文献1)米国特許第4834958号公報 (文献2)米国特許第5225179号公報 (文献3)米国特許第5271921号公報 (文献4)米国特許第5271922号公報 (文献5)米国特許第5273736号公報 文献1では、SiO2/W2O3(WはAl、B、Ga、
Fe、Tiのうちの1種類あるいはいくつかの組合せ)
(モル比)=200の合成例が記述されいる。合成法に
は特別な工夫は見られず、ただ合成原料を同時に添加し
て撹拌しただけである。文献2、3にも同様の合成例が
掲載されているが、これらのSiO2/W2O3(WはA
l、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいはいく
つかの組合せ)(モル比)はそれぞれ>250、=30
0である。文献4には、SiO2/W2O3(WはAl、
B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいはいくつか
の組合せ)(モル比)>50が記載されているが、低S
iO2/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのう
ちの1種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)のシ
リケート種が合成できたといった具体的な記載はなく、
実際にこのようなゼオライトが合成できたのか否なのか
は不明である。なお、文献5にはSiO2/W2O3(W
はAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいは
いくつかの組合せ)(モル比)>15が記載されてお
り、SiO2/B2O3(モル比)=87のボロシリケー
トの合成例が記載されている。しかし、15<SiO2
/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1
種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)<50の実
施例が全く掲載されておらず、実際にこのような低Si
O2/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうち
の1種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)のゼオ
ライトが合成できたのか否なのかは不明である。
有する1次元細孔のゼオライトである。 AFI型構造
を持つメタロシリケートの合成例は既に以下の文献で公
知になっている。 (文献1)米国特許第4834958号公報 (文献2)米国特許第5225179号公報 (文献3)米国特許第5271921号公報 (文献4)米国特許第5271922号公報 (文献5)米国特許第5273736号公報 文献1では、SiO2/W2O3(WはAl、B、Ga、
Fe、Tiのうちの1種類あるいはいくつかの組合せ)
(モル比)=200の合成例が記述されいる。合成法に
は特別な工夫は見られず、ただ合成原料を同時に添加し
て撹拌しただけである。文献2、3にも同様の合成例が
掲載されているが、これらのSiO2/W2O3(WはA
l、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいはいく
つかの組合せ)(モル比)はそれぞれ>250、=30
0である。文献4には、SiO2/W2O3(WはAl、
B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいはいくつか
の組合せ)(モル比)>50が記載されているが、低S
iO2/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのう
ちの1種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)のシ
リケート種が合成できたといった具体的な記載はなく、
実際にこのようなゼオライトが合成できたのか否なのか
は不明である。なお、文献5にはSiO2/W2O3(W
はAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あるいは
いくつかの組合せ)(モル比)>15が記載されてお
り、SiO2/B2O3(モル比)=87のボロシリケー
トの合成例が記載されている。しかし、15<SiO2
/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1
種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)<50の実
施例が全く掲載されておらず、実際にこのような低Si
O2/W2O3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうち
の1種類あるいはいくつかの組合せ)(モル比)のゼオ
ライトが合成できたのか否なのかは不明である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】AFI型ゼオライト
は、12員環構造というゼオライトの中では比較的大き
な1次元の細孔を有しており、新規な触媒材料として期
待されているが、従来技術では、多くのヘテロ原子をそ
の骨格に導入することができなかった。即ち、触媒活性
点の少ないAFI型ゼオライトしか合成できなかった。
は、12員環構造というゼオライトの中では比較的大き
な1次元の細孔を有しており、新規な触媒材料として期
待されているが、従来技術では、多くのヘテロ原子をそ
の骨格に導入することができなかった。即ち、触媒活性
点の少ないAFI型ゼオライトしか合成できなかった。
【0004】したがって、本発明の課題は、従来の技術
の問題点を解決すること、すなわち、活性点の数が多い
AFI型ゼオライトを提供すること、具体的にはヘテロ
原子に対するケイ素のモル比が小さいAFI型ゼオライ
トを提供することである。
の問題点を解決すること、すなわち、活性点の数が多い
AFI型ゼオライトを提供すること、具体的にはヘテロ
原子に対するケイ素のモル比が小さいAFI型ゼオライ
トを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に鋭意検討を重ねた結果、ヘテロ原子に対するケイ素の
原子比が25以下であることを特徴とするAFI型ゼオ
ライトを合成することに成功し、本発明に至った。さら
にこのようなAFI型ゼオライトは活性点が多く触媒と
して有用である。
に鋭意検討を重ねた結果、ヘテロ原子に対するケイ素の
原子比が25以下であることを特徴とするAFI型ゼオ
ライトを合成することに成功し、本発明に至った。さら
にこのようなAFI型ゼオライトは活性点が多く触媒と
して有用である。
【0006】本発明は、以下の構成を有する。すなわ
ち、「ヘテロ原子に対するケイ素の原子比が25以下で
あることを特徴とするAFI型ゼオライト。」 「AFI型ゼオライトを合成する際に、ケイ素源、アル
カリおよび有機構造決定剤を含む混合水溶液を均一溶液
とした後に、ヘテロ原子源を添加して水熱処理すること
を特徴とするAFI型ゼオライトの製造方法。」
ち、「ヘテロ原子に対するケイ素の原子比が25以下で
あることを特徴とするAFI型ゼオライト。」 「AFI型ゼオライトを合成する際に、ケイ素源、アル
カリおよび有機構造決定剤を含む混合水溶液を均一溶液
とした後に、ヘテロ原子源を添加して水熱処理すること
を特徴とするAFI型ゼオライトの製造方法。」
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に記述する。
【0008】本発明における第一の発明は、「ヘテロ原
子に対するケイ素の原子比が25以下であることを特徴
とするAFI型ゼオライト」である。
子に対するケイ素の原子比が25以下であることを特徴
とするAFI型ゼオライト」である。
【0009】本発明においてAFI型ゼオライトとは、
12員環構造を有する1次元細孔のゼオライトである。
ところで、国際ゼオライト学会(International Zeolit
e Association)の構造部会(Structure Commission)
は、構造が決定されたゼオライトにアルファベット3文
字のコードを与え、同じトポロジーを有するゼオライト
をこの3文字で総称しており、今回発明に至ったゼオラ
イト構造にはAFIというコードが与えられている。
12員環構造を有する1次元細孔のゼオライトである。
ところで、国際ゼオライト学会(International Zeolit
e Association)の構造部会(Structure Commission)
は、構造が決定されたゼオライトにアルファベット3文
字のコードを与え、同じトポロジーを有するゼオライト
をこの3文字で総称しており、今回発明に至ったゼオラ
イト構造にはAFIというコードが与えられている。
【0010】ゼオライトがAFI型の構造かどうかを調
べる方法として最も簡便な方法は、粉末X線回折であ
る。粉末X線回折を行ったとき、表1に示した位置にピ
ークがあるかどうかで判断できる。表1は、未焼成のA
FI型ゼオライトの粉末X線回折図に一般的に見られる
ピーク位置を表している。 表1 未焼成AFI型ゼオライトのX線回折ピーク 面間隔d(nm) 1.19 ±0.01 0.685±0.005 0.592±0.005 0.448±0.005 0.416±0.005 0.394±0.005 0.355±0.005 0.342±0.005 0.305±0.005 0.297±0.005 0.264±0.005 0.258±0.005 0.241±0.005 0.235±0.005 本発明においては、ヘテロ原子に対するケイ素の原子比
が25以下であることが必須である。触媒として使用す
る場合は、ヘテロ原子に対するケイ素の原子比がより低
い方がより好ましい。ヘテロ原子に対するケイ素の原子
比の下限は、ゼオライトの性質上1である(ローエンス
タイン則)。触媒として使用する場合は、一般には5以
上が好ましく用いられ、酸強度、酸量、熱安定性の観点
から、7以上のものが最も好ましく用いられる。ヘテロ
原子に対するケイ素の原子比は、原子吸光法、蛍光X線
法、誘導結合高周波プラズマ発光分光法(ICP法)等
によって求めることができる。また、以上に述べた原子
比とは、合成に用いた原料中の原子比ではなく、実際に
生成したAFI型ゼオライトの原子組成である。
べる方法として最も簡便な方法は、粉末X線回折であ
る。粉末X線回折を行ったとき、表1に示した位置にピ
ークがあるかどうかで判断できる。表1は、未焼成のA
FI型ゼオライトの粉末X線回折図に一般的に見られる
ピーク位置を表している。 表1 未焼成AFI型ゼオライトのX線回折ピーク 面間隔d(nm) 1.19 ±0.01 0.685±0.005 0.592±0.005 0.448±0.005 0.416±0.005 0.394±0.005 0.355±0.005 0.342±0.005 0.305±0.005 0.297±0.005 0.264±0.005 0.258±0.005 0.241±0.005 0.235±0.005 本発明においては、ヘテロ原子に対するケイ素の原子比
が25以下であることが必須である。触媒として使用す
る場合は、ヘテロ原子に対するケイ素の原子比がより低
い方がより好ましい。ヘテロ原子に対するケイ素の原子
比の下限は、ゼオライトの性質上1である(ローエンス
タイン則)。触媒として使用する場合は、一般には5以
上が好ましく用いられ、酸強度、酸量、熱安定性の観点
から、7以上のものが最も好ましく用いられる。ヘテロ
原子に対するケイ素の原子比は、原子吸光法、蛍光X線
法、誘導結合高周波プラズマ発光分光法(ICP法)等
によって求めることができる。また、以上に述べた原子
比とは、合成に用いた原料中の原子比ではなく、実際に
生成したAFI型ゼオライトの原子組成である。
【0011】ヘテロ原子の種類は、特に限定されること
はないが、好ましくはアルミニウム、ガリウム、鉄、チ
タン、ボロン、コバルト、クロムであり、特に好ましく
は、アルミニウム、ガリウム、ボロンであり、アルミニ
ウムは触媒としての酸強度が最も強いので特に好まし
い。なお、アルミニウム、ガリウム、鉄、コバルト、ク
ロム源としては、それぞれの酸化物、塩化物、水酸化
物、硝酸塩、硫酸塩、アルコキシドなどを使用すること
ができる。チタン源としては酸化物、塩化物、硝酸塩、
硫酸塩、アルコキシドなどを使用することができ、ボロ
ン源としてはボロン酸ナトリウム、ホウ酸、ホウ酸、ア
ルコキシドなどを使用することができる。
はないが、好ましくはアルミニウム、ガリウム、鉄、チ
タン、ボロン、コバルト、クロムであり、特に好ましく
は、アルミニウム、ガリウム、ボロンであり、アルミニ
ウムは触媒としての酸強度が最も強いので特に好まし
い。なお、アルミニウム、ガリウム、鉄、コバルト、ク
ロム源としては、それぞれの酸化物、塩化物、水酸化
物、硝酸塩、硫酸塩、アルコキシドなどを使用すること
ができる。チタン源としては酸化物、塩化物、硝酸塩、
硫酸塩、アルコキシドなどを使用することができ、ボロ
ン源としてはボロン酸ナトリウム、ホウ酸、ホウ酸、ア
ルコキシドなどを使用することができる。
【0012】なお、AFI型ゼオライトを合成する際
に、ケイ素源、アルカリおよび有機構造決定剤を含む混
合水溶液を均一溶液とした後から添加するヘテロ原子源
には、アルミノシリケート、メタロシリケート、メタロ
アルミノシリケートといったケイ素源を含むものは使用
しないものとする。これらを使用すればSiO2/W2O
3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あ
るいはいくつかの組合せ)(モル比)≦25のゼオライ
トは合成できない。ここで、均一溶液とは目視で透明溶
液の状態であり、粒子の存在が確認できない溶液状態の
ことである。目視で粒子の存在が確認できる場合は、本
発明にしたがい、加熱して溶解させる必要がある。
に、ケイ素源、アルカリおよび有機構造決定剤を含む混
合水溶液を均一溶液とした後から添加するヘテロ原子源
には、アルミノシリケート、メタロシリケート、メタロ
アルミノシリケートといったケイ素源を含むものは使用
しないものとする。これらを使用すればSiO2/W2O
3(WはAl、B、Ga、Fe、Tiのうちの1種類あ
るいはいくつかの組合せ)(モル比)≦25のゼオライ
トは合成できない。ここで、均一溶液とは目視で透明溶
液の状態であり、粒子の存在が確認できない溶液状態の
ことである。目視で粒子の存在が確認できる場合は、本
発明にしたがい、加熱して溶解させる必要がある。
【0013】本発明ゼオライトの期待される用途として
触媒が挙げられるが、触媒にとっては化合物の細孔内で
の拡散が良い方が活性が高い。つまり、結晶は20μm
以下である方が好ましく、より好ましくは1μm以下で
ある。結晶の大きさは走査型電子顕微鏡観察によって測
定することができる。
触媒が挙げられるが、触媒にとっては化合物の細孔内で
の拡散が良い方が活性が高い。つまり、結晶は20μm
以下である方が好ましく、より好ましくは1μm以下で
ある。結晶の大きさは走査型電子顕微鏡観察によって測
定することができる。
【0014】ヘテロ原子が3価又は2価の原子の場合、
骨格は負電荷を有し、それを補償するためにカチオンが
必要である。そのカチオンの種類は、本発明において
は、特に限定されない。プロトン、Li,Na,K,R
b,Csのようなアルカリ金属、Mg,Ca,Sr,B
aのようなアルカリ土類金属、遷移金属、貴金属、希土
類いずれでも構わない。これらのカチオンは、本発明に
おけるヘテロ原子ではない。
骨格は負電荷を有し、それを補償するためにカチオンが
必要である。そのカチオンの種類は、本発明において
は、特に限定されない。プロトン、Li,Na,K,R
b,Csのようなアルカリ金属、Mg,Ca,Sr,B
aのようなアルカリ土類金属、遷移金属、貴金属、希土
類いずれでも構わない。これらのカチオンは、本発明に
おけるヘテロ原子ではない。
【0015】本発明における第2の発明は、「AFI型
ゼオライトを合成する際に、ケイ素源、アルカリおよび
有機構造決定剤を含む混合水溶液を均一溶液とした後
に、ヘテロ原子源を添加して水熱処理することを特徴と
するAFI型ゼオライトの製造方法。」である。
ゼオライトを合成する際に、ケイ素源、アルカリおよび
有機構造決定剤を含む混合水溶液を均一溶液とした後
に、ヘテロ原子源を添加して水熱処理することを特徴と
するAFI型ゼオライトの製造方法。」である。
【0016】ゼオライト合成の前処理段階として、ヘテ
ロ原子源添加前のケイ素、アルカリおよび有機構造決定
剤を含む混合水溶液を、50℃以上、好ましくは80℃
以上、より好ましくは80℃以上120℃以下で30分
以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは1時間以
上24時間以下撹拌して、均一溶液とすることが好まし
い。なお、上記で述べたアルカリとは1種類あるいは数
種類を組み合わせたアルカリ金属の水酸化物であり、好
ましくは水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムであり、特により好ましくは水酸化リチウムであ
る。
ロ原子源添加前のケイ素、アルカリおよび有機構造決定
剤を含む混合水溶液を、50℃以上、好ましくは80℃
以上、より好ましくは80℃以上120℃以下で30分
以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは1時間以
上24時間以下撹拌して、均一溶液とすることが好まし
い。なお、上記で述べたアルカリとは1種類あるいは数
種類を組み合わせたアルカリ金属の水酸化物であり、好
ましくは水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムであり、特により好ましくは水酸化リチウムであ
る。
【0017】上記水溶液を均一化後、室温まで空冷して
からヘテロ原子源を添加、撹拌するのが好ましい。例え
ば、数分〜数時間撹拌後に水熱処理してゼオライト結晶
を晶出させてヘテロ原子に対するケイ素の原子比で25
以下であるAFI型ゼオライトを合成することができ
る。ここで水熱処理とは、130〜250℃の温度、好
ましくは140〜200℃で、1〜21日、好ましくは
3〜14日反応させることを意味する。
からヘテロ原子源を添加、撹拌するのが好ましい。例え
ば、数分〜数時間撹拌後に水熱処理してゼオライト結晶
を晶出させてヘテロ原子に対するケイ素の原子比で25
以下であるAFI型ゼオライトを合成することができ
る。ここで水熱処理とは、130〜250℃の温度、好
ましくは140〜200℃で、1〜21日、好ましくは
3〜14日反応させることを意味する。
【0018】また、本発明のゼオライト合成での成分組
成として、以下の(1)、(2)のいずれの条件をも満
たすことが好ましい。 (1)MOH/SiO2<0.20(モル比、Mは1種
類あるいは数種類を組み合わせたアルカリ金属)例え
ば、LiOH/SiO2<0.20、NaOH/SiO2
<0.20あるいは(LiOH+NaOH)/SiO2
<0.20である。 (2)ROH/SiO2>0.7(モル比、ROHは有
機構造決定剤である)。
成として、以下の(1)、(2)のいずれの条件をも満
たすことが好ましい。 (1)MOH/SiO2<0.20(モル比、Mは1種
類あるいは数種類を組み合わせたアルカリ金属)例え
ば、LiOH/SiO2<0.20、NaOH/SiO2
<0.20あるいは(LiOH+NaOH)/SiO2
<0.20である。 (2)ROH/SiO2>0.7(モル比、ROHは有
機構造決定剤である)。
【0019】従来、公知のAFI型ゼオライトの製造方
法では、アルミニウムやボロンなどのヘテロ原子を、ヘ
テロ原子に対するケイ素の原子比が25以下にすること
ができなかった。しかし、本発明の方法で、ヘテロ原子
に対するケイ素の原子比で25以下であることを特徴と
する、触媒として優れた性能を期待できるAFI型ゼオ
ライトを合成することができる。なお、本発明の方法で
はあらゆる比率のヘテロ原子に対するケイ素の原子比の
AFI型ゼオライトが合成できるが、その比率が25以
下のAFI型ゼオライトを合成するには、原料組成比と
してヘテロ原子に対するケイ素の原子比を25以下とす
ることが好ましい。
法では、アルミニウムやボロンなどのヘテロ原子を、ヘ
テロ原子に対するケイ素の原子比が25以下にすること
ができなかった。しかし、本発明の方法で、ヘテロ原子
に対するケイ素の原子比で25以下であることを特徴と
する、触媒として優れた性能を期待できるAFI型ゼオ
ライトを合成することができる。なお、本発明の方法で
はあらゆる比率のヘテロ原子に対するケイ素の原子比の
AFI型ゼオライトが合成できるが、その比率が25以
下のAFI型ゼオライトを合成するには、原料組成比と
してヘテロ原子に対するケイ素の原子比を25以下とす
ることが好ましい。
【0020】MOHをこの範囲より多く入れると、例え
ば水酸化リチウムを用いた場合は、リチウムシリケート
ヒドラートなどの不純物を生成しやすくなる。好ましく
はMOH/SiO2<0.15であり、より好ましくは
0.02<MOH/SiO2<0.15の範囲である。
ば水酸化リチウムを用いた場合は、リチウムシリケート
ヒドラートなどの不純物を生成しやすくなる。好ましく
はMOH/SiO2<0.15であり、より好ましくは
0.02<MOH/SiO2<0.15の範囲である。
【0021】また、ROHがこの範囲より少ないと、結
晶化が進みにくい。ヘテロ原子の導入量が多いほど、R
OH/SiO2の値は大きい方が好ましい。好ましくは
0.72以上であり、より好ましくは0.75以上であ
る。特に好ましくは、0.78以上で、さらに好ましく
は0.78<ROH/SiO2<10の範囲である。
晶化が進みにくい。ヘテロ原子の導入量が多いほど、R
OH/SiO2の値は大きい方が好ましい。好ましくは
0.72以上であり、より好ましくは0.75以上であ
る。特に好ましくは、0.78以上で、さらに好ましく
は0.78<ROH/SiO2<10の範囲である。
【0022】ROH以外に、RCl(塩化物)、RI
(ヨウ化物)が含まれていても良い。
(ヨウ化物)が含まれていても良い。
【0023】ここで有機構造決定剤とは、ゼオライト合
成時にゼオライト細孔の大きさや形状を決定する働きを
有する化合物であり、一般的に第4級アンモニウム塩が
用いられる。これらは、親油性を示す有機骨格部分と親
水性を示すアンモニウム塩部分から構成されており、こ
れまでに数多くの第4級アンモニウム塩が開発されてい
る。
成時にゼオライト細孔の大きさや形状を決定する働きを
有する化合物であり、一般的に第4級アンモニウム塩が
用いられる。これらは、親油性を示す有機骨格部分と親
水性を示すアンモニウム塩部分から構成されており、こ
れまでに数多くの第4級アンモニウム塩が開発されてい
る。
【0024】本発明において好ましく用いられる有機構
造決定剤は、スパルテイン骨格、アダマンタン骨格を有
する第4級アンモニウム塩である。
造決定剤は、スパルテイン骨格、アダマンタン骨格を有
する第4級アンモニウム塩である。
【0025】スパルテイン骨格を有する化合物として
は、アルキルスパルテイニウムヒドロキシド、アルキル
スパルテイニウムクロリド、アルキルスパルテイニウム
ヨーダイド等を挙げることが出来る。特にアルキルスパ
ルテイニウムヒドロキシドが好ましく用いられる。ここ
で、アルキル基は、特に限定されないがメチル基、エチ
ル基、プロピル基などであり、メチル基が最も好まし
い。
は、アルキルスパルテイニウムヒドロキシド、アルキル
スパルテイニウムクロリド、アルキルスパルテイニウム
ヨーダイド等を挙げることが出来る。特にアルキルスパ
ルテイニウムヒドロキシドが好ましく用いられる。ここ
で、アルキル基は、特に限定されないがメチル基、エチ
ル基、プロピル基などであり、メチル基が最も好まし
い。
【0026】アダマンタン骨格を有する化合物として
は、アルキルアダマンタノニウムヒドロキシド、アルキ
ルアダマンタノニウムクロリド、アルキルアダマンタノ
ニウムヨーダイド等を挙げることが出来る。これらアダ
マンタン化合物にはそれぞれ2種類の位置異性体が存在
するが、中でも1−アルキルアダマンタン誘導体が好ま
しく、特に1−メチルアダマンタノニウムヒドロキシド
が好ましい。
は、アルキルアダマンタノニウムヒドロキシド、アルキ
ルアダマンタノニウムクロリド、アルキルアダマンタノ
ニウムヨーダイド等を挙げることが出来る。これらアダ
マンタン化合物にはそれぞれ2種類の位置異性体が存在
するが、中でも1−アルキルアダマンタン誘導体が好ま
しく、特に1−メチルアダマンタノニウムヒドロキシド
が好ましい。
【0027】メチルスパルテイニウムヒドロキシド、1
−メチルアダマンタノニウムヒドロキシドの構造式をそ
れぞれ以下に示す。
−メチルアダマンタノニウムヒドロキシドの構造式をそ
れぞれ以下に示す。
【0028】
【化1】
【0029】
【化2】
【0030】AFI型ゼオライトの製造に用いるROH
の合成方法は特に限定されないが、例えば、スパルテイ
ンをハロゲン化アルキルでアルキル化した後、陰イオン
交換樹脂でOH化することにより得られる。後述の参考
例1にその一例を示す。
の合成方法は特に限定されないが、例えば、スパルテイ
ンをハロゲン化アルキルでアルキル化した後、陰イオン
交換樹脂でOH化することにより得られる。後述の参考
例1にその一例を示す。
【0031】AFI型ゼオライトの製造に用いるシリカ
源は、特に限定されるものではないが、例えば、コロイ
ダルシリカ、ヒュームドシリカ、含水シリカ、水ガラ
ス、沈降シリカ、シリコンアルコキシド等が使われる。
源は、特に限定されるものではないが、例えば、コロイ
ダルシリカ、ヒュームドシリカ、含水シリカ、水ガラ
ス、沈降シリカ、シリコンアルコキシド等が使われる。
【0032】AFI型ゼオライトの製造に用いるヘテロ
原子源は特に限定されないが、例えばヘテロ原子がアル
ミニウムの場合、アルミニウム源は、硝酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アル
ミニウムなどのアルミニウム塩、酸化アルミニウム、ア
ルミニウムアルコキシドなどが使用できる。
原子源は特に限定されないが、例えばヘテロ原子がアル
ミニウムの場合、アルミニウム源は、硝酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アル
ミニウムなどのアルミニウム塩、酸化アルミニウム、ア
ルミニウムアルコキシドなどが使用できる。
【0033】また、アルミノシリケート、メタロシリケ
ート、メタロアルミノシリケートをケイ素源として用い
ることができる。これらには、ヘテロ原子源とみなされ
る原子も含まれるが、本発明では、ケイ素源としてアル
カリおよび有機構造決定剤と混合して、均一溶液として
おくことが好ましい。アルミノシリケート、メタロシリ
ケート、メタロアルミノシリケートは結晶質でも非晶質
でも良く、ゼオライトでも良い。Y型ゼオライトは最も
好ましく用いられる。その理由は、Y型ゼオライトは、
高表面積であり、種々のSi/Alのものを作ることが
できるからである。Y型ゼオライトは、H型かLi型に
して用いるのが好ましい。
ート、メタロアルミノシリケートをケイ素源として用い
ることができる。これらには、ヘテロ原子源とみなされ
る原子も含まれるが、本発明では、ケイ素源としてアル
カリおよび有機構造決定剤と混合して、均一溶液として
おくことが好ましい。アルミノシリケート、メタロシリ
ケート、メタロアルミノシリケートは結晶質でも非晶質
でも良く、ゼオライトでも良い。Y型ゼオライトは最も
好ましく用いられる。その理由は、Y型ゼオライトは、
高表面積であり、種々のSi/Alのものを作ることが
できるからである。Y型ゼオライトは、H型かLi型に
して用いるのが好ましい。
【0034】シリカ源、ヘテロ原子源、MOH,RO
H,水を本発明の手法、組成で混合したものをゼオライ
ト合成の原料とする。混合物は攪拌した方が好ましい。
原料混合物は、圧力容器に入れ、加熱する。加熱は、結
晶ができれば温度に制限はないが、充分な結晶化速度を
得るためには、130〜250℃が好ましく、より好ま
しくは140〜200℃である。攪拌しながら、加熱す
る方法が好ましい。
H,水を本発明の手法、組成で混合したものをゼオライ
ト合成の原料とする。混合物は攪拌した方が好ましい。
原料混合物は、圧力容器に入れ、加熱する。加熱は、結
晶ができれば温度に制限はないが、充分な結晶化速度を
得るためには、130〜250℃が好ましく、より好ま
しくは140〜200℃である。攪拌しながら、加熱す
る方法が好ましい。
【0035】本発明ゼオライトを触媒とする方法は、公
知の方法が利用できる。ここでは最も一般的な方法につ
いて説明する。触媒は、ゼオライトを通常成型して用い
る。成形体はゼオライトのみを固めたものでも、アルミ
ナ、粘土などのバインダ−と共に造粒したものでも良
い。造粒の仕方は、例えばアルミナゾルなどのバインダ
ーと共に混練りした後、押し出し機で押し出し、マルメ
ライザーでまるめることによって作ることができる。
知の方法が利用できる。ここでは最も一般的な方法につ
いて説明する。触媒は、ゼオライトを通常成型して用い
る。成形体はゼオライトのみを固めたものでも、アルミ
ナ、粘土などのバインダ−と共に造粒したものでも良
い。造粒の仕方は、例えばアルミナゾルなどのバインダ
ーと共に混練りした後、押し出し機で押し出し、マルメ
ライザーでまるめることによって作ることができる。
【0036】AFI型ゼオライトを含む触媒は、通常使
用する前に予めゼオライト中の結晶水及び合成時に使っ
た有機物を除去する。通常は200〜650℃で加熱す
ることにより、結晶水及び合成時に使った有機物をほと
んど除去することができる。
用する前に予めゼオライト中の結晶水及び合成時に使っ
た有機物を除去する。通常は200〜650℃で加熱す
ることにより、結晶水及び合成時に使った有機物をほと
んど除去することができる。
【0037】ゼオライト細孔内の有機物を除去した後、
通常はイオン交換などによって触媒能を向上させる。例
えば、酸触媒として利用する場合、硝酸アンモニウムや
塩化アンモニウム水溶液でアンモニウム交換した後、焼
成することによって酸型にすることができる。また、塩
酸や硝酸などの酸で処理して酸型にすることもできる。
通常はイオン交換などによって触媒能を向上させる。例
えば、酸触媒として利用する場合、硝酸アンモニウムや
塩化アンモニウム水溶液でアンモニウム交換した後、焼
成することによって酸型にすることができる。また、塩
酸や硝酸などの酸で処理して酸型にすることもできる。
【0038】また、酸触媒以外の機能を持たせるためイ
オン交換サイトに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
遷移金属、貴金属、希土類等を導入しても構わない。イ
オン交換サイトに導入した後焼成などにより、イオン交
換サイトからはずれて違う場所にこれらの金属が存在し
ても構わない。
オン交換サイトに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
遷移金属、貴金属、希土類等を導入しても構わない。イ
オン交換サイトに導入した後焼成などにより、イオン交
換サイトからはずれて違う場所にこれらの金属が存在し
ても構わない。
【0039】また触媒は、ゼオライト以外の所に、例え
ばバインダーの部分などに金属を含んでいてもよく、例
えば、酸触媒として用いる場合に、触媒寿命を延ばすた
めには、貴金属を担持して、水素と共存させて反応させ
ることが好ましい。その理由は、明らかではないが、触
媒へのプロトンの供給が容易になり、コーキングが抑え
られる。担持する貴金属としては特に限定されないが、
レニウムが最も好ましい金属である。その理由は、水素
化分解活性が低いためと考えられる。
ばバインダーの部分などに金属を含んでいてもよく、例
えば、酸触媒として用いる場合に、触媒寿命を延ばすた
めには、貴金属を担持して、水素と共存させて反応させ
ることが好ましい。その理由は、明らかではないが、触
媒へのプロトンの供給が容易になり、コーキングが抑え
られる。担持する貴金属としては特に限定されないが、
レニウムが最も好ましい金属である。その理由は、水素
化分解活性が低いためと考えられる。
【0040】触媒としてAFI型ゼオライトを用いたと
き、バインダーによっては元素分析によってケイ素とヘ
テロ元素の比を確定できないが、29Si−NMRによっ
てケイ素とヘテロ原子の比を確定できる。
き、バインダーによっては元素分析によってケイ素とヘ
テロ元素の比を確定できないが、29Si−NMRによっ
てケイ素とヘテロ原子の比を確定できる。
【0041】AFI型ゼオライトは、12員環の細孔径
を有しており、ゼオライトの中では、比較的大きい0.
73nm(7.3オングストローム)の細孔径を有して
いるため、大きい化合物が反応原料であったり、生成物
が大きい分子である反応でより好ましく用いられる。例
えば、置換芳香族化合物であれば、芳香環に炭素数2以
上の大きい分子が置換しているもの、ハロゲンが置換し
ているもの、置換数が3以上のものが大きい分子として
挙げられ、本発明触媒ではこのような分子の転化反応に
応用されることが期待できる。3つ以上の置換基を持つ
芳香族化合物とは、ベンゼン環に水素以外の置換基が3
つ以上付いたものである。置換基の種類は、特に制限な
く、例えばハロゲン、炭化水素、水酸基、含酸素炭化水
素、含ハロゲン炭化水素、含窒素置換基等が挙げられ
る。例えば、芳香族炭化水素としてはトリメチルベンゼ
ン、テトラメチルベンゼン、エチルトルエン、プロピル
トルエン、ジエチルベンゼン、ブチルトルエン、含ハロ
ゲン芳香族炭化水素としてはクロロキシレン、ジクロロ
キシレン、ジクロロトルエン、トリクロロベンゼン、ク
ロロトルエン、ブロモトルエン、クロロエチルベンゼ
ン、クロロプロピルベンゼン、ブロモエチルベンゼン、
ブロモプロピルベンゼン、その他にもジクロロアニリ
ン、キシレノール、トリメチルフェノール、ジメチル安
息香酸、フェノキシベンズトルエン等があげられる。勿
論この例に限定されるものではない。
を有しており、ゼオライトの中では、比較的大きい0.
73nm(7.3オングストローム)の細孔径を有して
いるため、大きい化合物が反応原料であったり、生成物
が大きい分子である反応でより好ましく用いられる。例
えば、置換芳香族化合物であれば、芳香環に炭素数2以
上の大きい分子が置換しているもの、ハロゲンが置換し
ているもの、置換数が3以上のものが大きい分子として
挙げられ、本発明触媒ではこのような分子の転化反応に
応用されることが期待できる。3つ以上の置換基を持つ
芳香族化合物とは、ベンゼン環に水素以外の置換基が3
つ以上付いたものである。置換基の種類は、特に制限な
く、例えばハロゲン、炭化水素、水酸基、含酸素炭化水
素、含ハロゲン炭化水素、含窒素置換基等が挙げられ
る。例えば、芳香族炭化水素としてはトリメチルベンゼ
ン、テトラメチルベンゼン、エチルトルエン、プロピル
トルエン、ジエチルベンゼン、ブチルトルエン、含ハロ
ゲン芳香族炭化水素としてはクロロキシレン、ジクロロ
キシレン、ジクロロトルエン、トリクロロベンゼン、ク
ロロトルエン、ブロモトルエン、クロロエチルベンゼ
ン、クロロプロピルベンゼン、ブロモエチルベンゼン、
ブロモプロピルベンゼン、その他にもジクロロアニリ
ン、キシレノール、トリメチルフェノール、ジメチル安
息香酸、フェノキシベンズトルエン等があげられる。勿
論この例に限定されるものではない。
【0042】特に異性化、不均化、トランスアルキル化
においては本ゼオライトの効果は大きい。その理由は、
異性化においては、大きな置換基がゼオライト細孔内で
移動しなければならない、不均化、トランスアルキル化
においては、反応中間体として、2分子が結合した状態
を経ることが考えられるので、大きな細孔径のゼオライ
トが特に大きな効果を奏すると考えられる。
においては本ゼオライトの効果は大きい。その理由は、
異性化においては、大きな置換基がゼオライト細孔内で
移動しなければならない、不均化、トランスアルキル化
においては、反応中間体として、2分子が結合した状態
を経ることが考えられるので、大きな細孔径のゼオライ
トが特に大きな効果を奏すると考えられる。
【0043】反応方法も特に制限はなく、液相、気相の
両方が用いられる。反応圧力や反応温度も転化の種類に
よって違うので、特に制限はない。また固定床、移動
床、流動床のいずれの方法も用いられるが、操作の容易
さから工業的には固定床流通式が特に好ましい。コーキ
ングなどを抑制するために、水素などを共存させても構
わない。
両方が用いられる。反応圧力や反応温度も転化の種類に
よって違うので、特に制限はない。また固定床、移動
床、流動床のいずれの方法も用いられるが、操作の容易
さから工業的には固定床流通式が特に好ましい。コーキ
ングなどを抑制するために、水素などを共存させても構
わない。
【0044】
【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
【0045】参考例1(メチルスパルテイニウムヒドロ
キシドの合成) メチルスパルテイニウム(methylsparteinium)ヒドロ
キシド(以下ROHと略す)の水溶液は、次のようにし
て合成した。硫酸(−)-スパルテイン5水和物
((−)-sparteine sulphate pentahydrate(和光純
薬))100gに10%NaOH水溶液290mlを添
加、撹拌して中和した。得られたメチルスパルテインを
160mlのトルエンで3回抽出し、200mlの飽和
食塩水で1回洗浄、炭酸カリウムで乾燥後、ロータリー
エバポレーターで減圧下濃縮した。得られた有機物を3
94mlのアセトンに溶解して撹拌しながら、ヨウ化メ
チル101gを滴下した。白沈が生じた反応容器内に1
97mlのジエチルエーテルを添加、撹拌後ろ別した。
得られた粉末をジエチルエーテルで洗浄、乾燥後イソプ
ロパノールを溶媒として再結晶した。再結晶物質は、1
H−NMRと13CーNMRでヨウ化N(16)-メチルスパ
ルテイニウムであることを同定した。その後イオン交換
水に溶解して、陰イオン交換樹脂IRA−410(OH
型)(オルガノ(株))を用いて、ヨウ化物を水酸化物
に交換した。その後ロータリーエバポレーターで減圧下
濃縮した。生成したROH水溶液の濃度を、フェノール
フタレインを指示薬として、塩酸水溶液で滴定すること
によって求めた。ROH濃度は、1.923mmol/
gであった。
キシドの合成) メチルスパルテイニウム(methylsparteinium)ヒドロ
キシド(以下ROHと略す)の水溶液は、次のようにし
て合成した。硫酸(−)-スパルテイン5水和物
((−)-sparteine sulphate pentahydrate(和光純
薬))100gに10%NaOH水溶液290mlを添
加、撹拌して中和した。得られたメチルスパルテインを
160mlのトルエンで3回抽出し、200mlの飽和
食塩水で1回洗浄、炭酸カリウムで乾燥後、ロータリー
エバポレーターで減圧下濃縮した。得られた有機物を3
94mlのアセトンに溶解して撹拌しながら、ヨウ化メ
チル101gを滴下した。白沈が生じた反応容器内に1
97mlのジエチルエーテルを添加、撹拌後ろ別した。
得られた粉末をジエチルエーテルで洗浄、乾燥後イソプ
ロパノールを溶媒として再結晶した。再結晶物質は、1
H−NMRと13CーNMRでヨウ化N(16)-メチルスパ
ルテイニウムであることを同定した。その後イオン交換
水に溶解して、陰イオン交換樹脂IRA−410(OH
型)(オルガノ(株))を用いて、ヨウ化物を水酸化物
に交換した。その後ロータリーエバポレーターで減圧下
濃縮した。生成したROH水溶液の濃度を、フェノール
フタレインを指示薬として、塩酸水溶液で滴定すること
によって求めた。ROH濃度は、1.923mmol/
gであった。
【0046】実施例1(AFI型ゼオライトの合成) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
50(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
50(モル比)。
【0047】具体的には、5.3gの蒸留水に1.19
8gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参考例
1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.065m
mol/g)3.874gを加えて10分間攪拌した。
その後、攪拌しながらUSYを0.614g添加して、
120℃の雰囲気下で18時間放置後、室温まで冷却し
た。均一になった反応溶液に0.914gの5wt%硝
酸アルミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
8gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参考例
1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.065m
mol/g)3.874gを加えて10分間攪拌した。
その後、攪拌しながらUSYを0.614g添加して、
120℃の雰囲気下で18時間放置後、室温まで冷却し
た。均一になった反応溶液に0.914gの5wt%硝
酸アルミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
【0048】5mlテフロン(登録商標)製のオートク
レーブ((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一
部を入れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)
にセットした。60回転/分で回転しながら、182℃
で10日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷
し、中のスラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X
線回折を行ったところ図1に示すようなX線回折図を示
し、AFI型ゼオライトであることが分かった。X線回
折の条件は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、
スキャンスピード3度/分で行った。結晶の元素分析を
蛍光X線で測定したところ、Si/Al比は24であっ
た。
レーブ((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一
部を入れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)
にセットした。60回転/分で回転しながら、182℃
で10日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷
し、中のスラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X
線回折を行ったところ図1に示すようなX線回折図を示
し、AFI型ゼオライトであることが分かった。X線回
折の条件は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、
スキャンスピード3度/分で行った。結晶の元素分析を
蛍光X線で測定したところ、Si/Al比は24であっ
た。
【0049】実施例2(AFI型ゼオライトの合成) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
30(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
30(モル比)。
【0050】具体的には、2.529gの蒸留水に1.
677gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.161gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0、860g添加し
て、120℃の雰囲気下で均一溶液とした。室温まで冷
却後、1.279gの5wt%硝酸アルミニウム水溶液
を添加して30分撹拌した。
677gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.161gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0、860g添加し
て、120℃の雰囲気下で均一溶液とした。室温まで冷
却後、1.279gの5wt%硝酸アルミニウム水溶液
を添加して30分撹拌した。
【0051】5mlテフロン製のオートクレーブ
((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一部を入
れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)にセッ
トした。60回転/分で回転しながら、182℃で14
日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷し、中の
スラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X線回折を
行ったところ図2に示すようなX線回折図を示し、AF
I型ゼオライトであることが分かった。X線回折の条件
は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、スキャン
スピード3度/分で行った。結晶の元素分析を蛍光X線
で測定したところ、Si/Al比は25であった。
((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一部を入
れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)にセッ
トした。60回転/分で回転しながら、182℃で14
日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷し、中の
スラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X線回折を
行ったところ図2に示すようなX線回折図を示し、AF
I型ゼオライトであることが分かった。X線回折の条件
は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、スキャン
スピード3度/分で行った。結晶の元素分析を蛍光X線
で測定したところ、Si/Al比は25であった。
【0052】実施例3(AFI型ゼオライトの合成) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
30(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.10、H2O/SiO2=
30(モル比)。
【0053】具体的には、2.529gの蒸留水に1.
677gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.161gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.860g添加し
て、120℃の雰囲気下で均一溶液とした。室温まで冷
却後、1.279gの5wt%硝酸アルミニウム水溶液
を添加して30分撹拌した。
677gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.161gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.860g添加し
て、120℃の雰囲気下で均一溶液とした。室温まで冷
却後、1.279gの5wt%硝酸アルミニウム水溶液
を添加して30分撹拌した。
【0054】5mlテフロン製のオートクレーブ
((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一部を入
れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)にセッ
トした。60回転/分で回転しながら、175℃で14
日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷し、中の
スラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X線回折を
行ったところ図3に示すようなX線回折図を示し、AF
I型ゼオライトであることが分かった。X線回折の条件
は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、スキャン
スピード3度/分で行った。結晶の元素分析を蛍光X線
で測定したところ、Si/Al比は20であった。
((株)フロンケミカル製)に、上記混合物の一部を入
れ、回転式の水熱合成反応装置((株)ヒロ製)にセッ
トした。60回転/分で回転しながら、175℃で14
日間加熱した。その後、オートクレーブを水冷し、中の
スラリーを濾過水洗後、100℃で乾燥し、X線回折を
行ったところ図3に示すようなX線回折図を示し、AF
I型ゼオライトであることが分かった。X線回折の条件
は、X線源は、Cu/40kV/30mAで、スキャン
スピード3度/分で行った。結晶の元素分析を蛍光X線
で測定したところ、Si/Al比は20であった。
【0055】実施例4(AFI型ゼオライトの合成) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
【0056】具体的には、3.604gの蒸留水に1.
581gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)4.309gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.675g添加し
て、80℃の雰囲気下で3時間撹拌して均一溶液とし
た。室温まで冷却後、1.005gの5wt%硝酸アル
ミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
581gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)4.309gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.675g添加し
て、80℃の雰囲気下で3時間撹拌して均一溶液とし
た。室温まで冷却後、1.005gの5wt%硝酸アル
ミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
【0057】上記調製溶液を室温まで冷却後、5mlテ
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、175℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図4に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は24であった。
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、175℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図4に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は24であった。
【0058】実施例5(AFI型ゼオライトの合成) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
【0059】具体的には、3.604gの蒸留水に1.
581gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)4.309gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.675g添加し
て、80℃の雰囲気下で3時間撹拌して均一溶液とし
た。室温まで冷却後、1.005gの5wt%硝酸アル
ミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
581gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)4.309gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.675g添加し
て、80℃の雰囲気下で3時間撹拌して均一溶液とし
た。室温まで冷却後、1.005gの5wt%硝酸アル
ミニウム水溶液を添加して30分撹拌した。
【0060】上記調製溶液を室温まで冷却後、5mlテ
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で10日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図5に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は18であった。
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で10日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図5に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は18であった。
【0061】比較例1(ヘテロ原子源添加前に均一溶液
としなかった場合) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
30(モル比)。
としなかった場合) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=50、ROH/SiO2=0.8
5、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
30(モル比)。
【0062】具体的には、2.064gの蒸留水に1.
279gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.484gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.860g、5w
t%硝酸アルミニウム水溶液1.279g添加して30
分撹拌した。
279gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)5.484gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.860g、5w
t%硝酸アルミニウム水溶液1.279g添加して30
分撹拌した。
【0063】上記調製溶液を室温まで冷却後、5mlテ
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図6に示すよう
なX線回折図を示し、非晶質であることが分かった。X
線回折の条件は、X線源は、Cu/40kV/30mA
で、スキャンスピード3度/分であった。
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図6に示すよう
なX線回折図を示し、非晶質であることが分かった。X
線回折の条件は、X線源は、Cu/40kV/30mA
で、スキャンスピード3度/分であった。
【0064】比較例2(合成原料比の異なった場合) シリカ源、アルミニウム源としてH型のUSY(Si/
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=100、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
Al=108、東ソー(株))、不足分のアルミニウム
源として硝酸アルミニウム9水和物(ナカライテス
ク)、リチウム源として水酸化リチウム(キシダ化学)
を用い、次の組成の混合物を調製した。 SiO2/Al2O3=100、ROH/SiO2=0.8
0、LiOH/SiO2=0.12、H2O/SiO2=
40(モル比)。
【0065】具体的には、3.757gの蒸留水に1.
293gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)3.318gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.552g、5w
t%硝酸アルミニウム水溶液0.058gを添加して3
0分撹拌した。
293gの2wt%水酸化リチウム水溶液を添加し、参
考例1と同様の手法で調製したROH水溶液(2.17
mmol/g)3.318gを加えて10分間攪拌し
た。その後、攪拌しながらUSYを0.552g、5w
t%硝酸アルミニウム水溶液0.058gを添加して3
0分撹拌した。
【0066】上記調製溶液を室温まで冷却後、5mlテ
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図7に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は47であった。
フロン製のオートクレーブ((株)フロンケミカル製)
に、上記混合物の一部を入れ、回転式の水熱合成反応装
置((株)ヒロ製)にセットした。60回転/分で回転
しながら、182℃で14日間加熱した。その後、オー
トクレーブを水冷し、中のスラリーを濾過水洗後、10
0℃で乾燥し、X線回折を行ったところ図7に示すよう
なX線回折図を示し、AFI型ゼオライトであることが
分かった。X線回折の条件は、X線源は、Cu/40k
V/30mAで、スキャンスピード3度/分であった。
結晶の元素分析を蛍光X線で測定したところ、Si/A
l比は47であった。
【0067】
【発明の効果】比較的低いSi/ヘテロ原子比を有した
新規なAFI型ゼオライトを提供することによって、大
きな分子を効率よく転化することができるようになる。
新規なAFI型ゼオライトを提供することによって、大
きな分子を効率よく転化することができるようになる。
【図1】実施例1で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
【図2】実施例2で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
【図3】実施例3で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
【図4】実施例4で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
【図5】実施例5で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
【図6】比較例1で得られた非晶質のX線回折図であ
る。
る。
【図7】比較例2で合成したAFI型ゼオライトのX線
回折図である。
回折図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA01 AA02 AA08 BA07A BA07B BC16A BC16B BC17A BC50A BC58A BC66A BC67A BD03A BE13C BE33C DA05 EC25 FC08 ZA32A ZA32B ZA37A ZB02 ZB05 4G073 BA20 BA28 BA36 BA40 BA56 BA57 BA58 CZ50 CZ55 FB01 FB02 FB06 FC25 FD01 FD02 GA08 UA01 4H039 CA19 CJ10 CJ30
Claims (7)
- 【請求項1】ヘテロ原子に対するケイ素の原子比が25
以下であることを特徴とするAFI型ゼオライト。 - 【請求項2】ヘテロ原子がアルミニウム、ガリウム、
鉄、チタン、ボロン、コバルト、クロムの少なくとも1
つであることを特徴とする請求項1記載のAFI型ゼオ
ライト。 - 【請求項3】AFI型ゼオライトを合成する際に、ケイ
素源、アルカリおよび有機構造決定剤を含む混合水溶液
を均一溶液とした後に、ヘテロ原子源を添加して水熱処
理することを特徴とするAFI型ゼオライトの製造方
法。 - 【請求項4】AFI型ゼオライトを合成する際に、ケイ
素源、アルカリおよび有機構造決定剤を含む混合水溶液
を50℃以上で撹拌することを特徴とする請求項3記載
のAFI型ゼオライトの製造方法。 - 【請求項5】有機構造決定剤が、スパルテイン骨格を有
する化合物および/またはアダマンタン骨格を有する化
合物であることを特徴とする請求項3または4記載のA
FI型ゼオライトの製造方法。 - 【請求項6】(1)、(2)の条件をいずれも満たす原
料を水熱処理することを特徴とする請求項3から5のい
ずれか1項記載のAFI型ゼオライトの製造方法。 (1)MOH/SiO2<0.20(モル比、Mは1種
類あるいは数種類を組み合わせたアルカリ金属) (2)ROH/SiO2>0.7(モル比、ROHは有
機構造決定剤である)。 - 【請求項7】得られるAFI型ゼオライトのヘテロ原子
に対するケイ素の原子比が25以下であることを特徴と
する請求項3から6のいずれか1項記載のAFI型ゼオ
ライトの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001044793A JP2002249314A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Afi型ゼオライトおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001044793A JP2002249314A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Afi型ゼオライトおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002249314A true JP2002249314A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=18906722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001044793A Pending JP2002249314A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Afi型ゼオライトおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002249314A (ja) |
-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001044793A patent/JP2002249314A/ja active Pending
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