JP2005324976A - 新規構造ゼオライトおよびその合成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(ここでMはRb以外の原子、nはMの原子価、M/(Rb+M)=0〜0.3、xは0.8〜1.2、yは5〜10、zは0以上の数を表す)
前記したように、ルビジウムイオンを含むゼオライトの合成はこれまでほとんど行われていなかった。その理由は明らかでないが、本発明者らは、ゼオライトの構造と組成、ゼオライトの結晶化機構および反応混合物の組成と反応温度、時間等の結晶化条件について十分に検討を行った。その結果、酸化物のモル比で表して下記の組成のシリカ源、アルミナ源、アルカリ源、ルビジウムイオン源、ルビジウム以外の金属イオン源、および水から成る水性反応混合物を、100〜200℃の温度で加熱することにより本発明のゼオライトを合成することが可能であることが明らかとなった。
SiO2/Al2O3=6〜30
(Rb2O+M2/nO)/SiO2=0.25〜0.4
M/(Rb+M)=0〜0.5
H2O/SiO2=1〜50
(ここでMはRb以外の原子、nはMの原子価を表す)
上記組成式において、SiO2/Al2O3比が5未満および30を超える場合は、本発明のゼオライトが得られない。Rb2OおよびM2/nOはアルカリ成分としてのRbOHおよびM(OH)nを指す。(Rb2O+M2/nO)/SiO2比が0.25以下では結晶化が起こらず、0.4以上になると純粋な結晶が得られなくなる。ルビジウム以外の原子Mを添加しなくても結晶化し、またM/(Rb+M)=0〜0.5の範囲であれば結晶化可能であり、この比が0.5を超えると純度が低くなる。H2O/SiO2比は上記数値の広い範囲で実施可能である。最初にスラリー状混合物を調製してから乾燥し、水分を蒸発させてH2O/SiO2比を小さくして反応収率を高めることも可能である。
<吸着特性測定法>
水、ベンゼン:重量法吸着天秤(自社製石英スプリングバランス)
炭酸ガス、メタン、窒素:容量法吸着装置(日本ベル製ベルソープ28SA)
<耐熱性試験方法>
耐熱性試験には、結晶化した後に温水で十分洗浄したものを80℃で乾燥した後、相対湿度80%のデシケータ中に入れて真空排気し、飽和量の水分を吸着させた後、約0.5gを磁製るつぼに計り取り、900℃に保持されているマッフル炉で熱処理を行う。熱処理時間は1時間であり、熱処理後のゼオライトをデシケータ中で冷却する。その後再び相対湿度80%のデシケータ中に入れて真空排気して飽和量の水分を吸着させ、X線回折装置により粉末X線回折図を測定する。回折図からピーク強度の和を計算し、以下の式1により耐熱性指数を計算する。
水酸化ルビジウム水溶液に水酸化アルミニウムを添加して加熱溶解し、さらに無定型シリカ粉末(日本シリカ工業製、ニップシール)を添加して均一に混合し、表2に示す組成(モル比)の反応混合物を調製した。この反応混合物をオートクレーブに入れて密封し、攪拌しながら165℃で180時間加熱した。生成した粉末をろ過、洗浄した後80℃で乾燥した。生成物のX線回折図は図1に示すとおりであり、表1に示したゼオライトであった。図の横軸(X軸)はX線回折における2θ(単位はdeg)を示し、縦軸(Y軸)はX線回折におけるピークの強度を示し、スケールは任意である。
実施例1と同様の方法により表2に示す組成の反応混合物を調製し、オートクレーブ中で攪拌しながら165℃で180時間加熱した。X線回折図測定の結果、生成物はいずれも図1と同等のゼオライトであった。その無水ベースの組成は表3に示すとおりであった。実施例2および実施例7で得られたゼオライトの耐熱性指数は93および90であった。
水酸化ルビジウムの一部を水酸化ナトリウム(実施例10)または水酸化カリウム(実施例11)を用いた以外は実施例1と同様の方法により表6に示す組成の反応混合物を調製し、オートクレーブ中で攪拌しながら165℃で180時間加熱した。X線回折図測定の結果、生成物はいずれも図1と同等のゼオライトであった。その無水ベースの組成は表7に示すとおりであった。
実施例で用いたものと同じ原料を使用して表8に示す組成の反応混合物を調製し、実施例で用いたものと同じステンレス製オートクレーブに入れて密封し、165℃で180時間加熱した。生成物をろ過、洗浄した後、80℃で乾燥した。X線回折による測定の結果、生成物は全ての例において表1および図1に示すものとはまったく異なるものであった。
比較例1および比較例2の生成物のX線回折図を図2および図3に示す。図の横軸(X軸)はX線回折における2θ(単位はdeg)を示し、縦軸(Y軸)はX線回折におけるピークの強度を示し、スケールは任意である。
実施例で用いたものと同じ原料を使用して表9に示す組成の反応混合物を調製し、実施例で用いたものと同じステンレス製オートクレーブに入れて密封し、165℃で180時間加熱した。生成物をろ過、洗浄した後、80℃で乾燥した。X線回折による測定の結果、生成物は表1および図1に示すものとはまったく異なるものであった。
A型ゼオライト、X型ゼオライト、SiO2/Al2O3比が5.5のY型ゼオライトおよびSiO2/Al2O3比が17.4のモルデナイト型ゼオライトの耐熱性を測定した。耐熱性指数は表10のとおりであった。
Claims (3)
- 酸化物のモル比で表して下記の組成のシリカ源、アルミナ源、アルカリ源、ルビジウムイオン源、ルビジウム以外の金属イオン源、および水から成る反応混合物を、100〜200℃の温度で加熱することを特徴とする請求項1に記載のゼオライトの合成方法。
SiO2/Al2O3=6〜30
(Rb2O+M2/nO)/SiO2=0.25〜0.4
M/(Rb+M)=0〜0.5
H2O/SiO2=1〜50
(ここでMはRb以外の原子、nはMの原子価を表す) - ルビジウム以外のMがアルカリ金属であることを特徴とする請求項2記載のゼオライトの合成方法。
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JPS6071521A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-23 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | 結晶性アルミノシリケ−ト |
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