JP2010099588A - Method for manufacturing supported catalyst - Google Patents

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Takakuni Endo
貴訓 遠藤
Naoki Kanemasa
直樹 金政
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a supported catalyst in which the kind of a catalyst component to be supported is not limited, which has excellent catalytic activity, from which the supported catalyst component is restrained from being dissociated in use and which is separated/recovered easily from a reaction product after used. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the supported catalyst having a particulate carrier consisting of a resin and the catalyst component to be supported on the surface of the carrier includes: a dispersion step of dispersing the catalyst component in an aqueous medium; a mixing step of mixing the catalyst component-dispersed aqueous medium with a water-soluble initial condensate of the resin constituting the carrier; and a polymerization step of further polymerizing the water-soluble initial condensate to obtain the particulate non-water-soluble condensate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、担持触媒の製造方法に係り、特に樹脂からなる粒子状の担体の表面に触媒成分が担持されてなる担持触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a supported catalyst, and more particularly to a method for producing a supported catalyst in which a catalyst component is supported on the surface of a particulate carrier made of a resin.

一般に、触媒は触媒活性を有する金属成分を主成分とし、特に金属成分として貴金属が用いられている。このような金属成分からなる触媒成分は、担体の表面に担持されて用いられている。担体の表面に触媒成分を担持させることで、触媒効率を向上させることができ、また触媒成分の有効利用により担持量を低減することができ、特に触媒成分が高価な貴金属である場合に有効である。また、触媒成分は反応終了後に反応生成物等から分離、回収するため、触媒成分を担体の表面に担持させることで、反応終了後の反応生成物等からの分離、回収が容易となる。   In general, a catalyst has a metal component having catalytic activity as a main component, and in particular, a noble metal is used as the metal component. A catalyst component composed of such a metal component is used by being supported on the surface of a carrier. By supporting the catalyst component on the surface of the carrier, the catalyst efficiency can be improved, and the supported amount can be reduced by the effective use of the catalyst component, especially when the catalyst component is an expensive noble metal. is there. Further, since the catalyst component is separated and recovered from the reaction product after completion of the reaction, the catalyst component is supported on the surface of the carrier, so that the separation and recovery from the reaction product after the reaction is facilitated.

このような担体としては、例えば微粉状の活性炭が用いられている。活性炭に触媒成分を担持させる代表例である活性炭にパラジウムを担持させたパラジウム−活性炭触媒は、活性炭を予め酸又は塩基類で処理し、その後に塩化パラジウム、硝酸パラジウム等の水溶性パラジウム塩の水溶液に浸漬し、蒸発乾固、還元処理することにより製造されている。還元処理としては、通常のH還元の他、ヒドラジンや水素化ホウ素ナトリウム等の液相還元剤による還元が行われている。活性金属として白金やルテニウムを用いたものも同様な方法で製造されている。 As such a carrier, for example, finely powdered activated carbon is used. A palladium-activated carbon catalyst in which palladium is supported on activated carbon, which is a typical example of supporting a catalyst component on activated carbon, is obtained by treating activated carbon with an acid or a base in advance, and then an aqueous solution of a water-soluble palladium salt such as palladium chloride or palladium nitrate. Manufactured by evaporating to dryness and reducing treatment. As the reduction treatment, reduction with a liquid phase reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is performed in addition to normal H 2 reduction. Those using platinum or ruthenium as an active metal are also produced in the same manner.

また、担体材料として、例えばアルミナやシリカが用いられている。アルミナ担体については、金属イオンとの吸着を利用するものが知られており、酸または塩等の共存イオンにより担持量がコントロールされている。一方、シリカ担体については、金属イオン、特に錯イオンを吸着する能力がないことから金属イオンの所在制御が困難であり、また通常の含浸法では担体内部まで金属が侵入してしまい、しかも均一性に欠けるものしか得ることができない。   Further, as the carrier material, for example, alumina or silica is used. As the alumina carrier, those utilizing adsorption with metal ions are known, and the supported amount is controlled by coexisting ions such as acid or salt. On the other hand, the silica support is difficult to control the location of metal ions because it does not have the ability to adsorb metal ions, especially complex ions, and the metal impregnates the support inside the normal impregnation method. You can only get what you lack.

このため、金属塩溶液を添加した溶剤を瞬時に蒸発させて金属塩をシリカ担体の表面に強制的に付着させる方法や、金属塩が含浸されたシリカ担体をアルカリ溶液で処理することにより非水溶性貴金属化合物を沈殿させ、シリカ担体の表面に担持させる方法が検討されている。さらに、これらの方法では必ずしも分散性や均一性を満足しないため、シリカ担体をアミノ基を有するシラン化合物と反応させて改質した後、貴金属塩の水溶液と接触させることにより貴金属イオンをシリカ表面に固定し、還元処理を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   For this reason, the solvent to which the metal salt solution is added is instantly evaporated to forcibly adhere the metal salt to the surface of the silica support, or the silica support impregnated with the metal salt is treated with an alkaline solution to make it non-water-soluble. A method for precipitating a noble metal compound and supporting it on the surface of a silica carrier has been studied. Furthermore, since these methods do not necessarily satisfy dispersibility and uniformity, the silica support is modified by reacting with a silane compound having an amino group, and then contacted with an aqueous solution of a noble metal salt to bring the noble metal ions to the silica surface. A method of fixing and performing a reduction process has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、担体としてセルロースを含有するものが提案されている。セルロースとしては、例えばリンター、パルプ、再生繊維等のセルロース質原料に化学的処理(酸加水分解、アルカリ酸化分解等)、および/もしくは機械的処理(粉砕、磨砕等)を施すことにより製造されたものが用いられている。セルロース担体への触媒成分の担持は、例えばセルロース担体を核として、そのまわりに結合液を利用して触媒成分を被覆する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, those containing cellulose as a carrier have been proposed. Cellulose is produced, for example, by subjecting cellulosic raw materials such as linter, pulp, and regenerated fiber to chemical treatment (acid hydrolysis, alkali oxidative decomposition, etc.) and / or mechanical treatment (pulverization, grinding, etc.). Is used. For supporting a catalyst component on a cellulose carrier, for example, a method is known in which a cellulose carrier is used as a core and a catalyst component is coated around the cellulose carrier using a binding solution (see, for example, Patent Document 2).

また、担体に触媒成分を担持する方法として、触媒成分を溶媒に溶解または懸濁させた後、担体としての微粒粉末に触媒成分を担持させる方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開昭64−85141号公報 特開平5−329380号公報 特開平8−89817号公報
In addition, as a method for supporting the catalyst component on the carrier, a method in which the catalyst component is dissolved or suspended in a solvent and then supported on a fine powder as a carrier has been proposed (see, for example, Patent Document 3). .
JP-A 64-85141 JP-A-5-329380 JP-A-8-89817

しかしながら、触媒成分塩の水溶液に活性炭を浸漬し、還元処理するものについては、使用時に担体から触媒成分が脱離することがあり、その分離、回収が困難となることがある。また、アルミナやシリカに吸着、改質等により触媒成分を担持させるものについては、担持させることのできる触媒成分の種類が制限される。さらに、セルロースを含有する担体に触媒成分を担持させるものについては、担体と触媒成分との接着力が弱く、使用時に担体から触媒成分が脱離することがあり、その分離、回収が困難となることがある。また、触媒成分を溶媒に溶解または懸濁させて担体としての微粒粉末に担持させるものについても、担体から触媒成分が脱離することがあり、その分離、回収が困難となることがある。   However, in the case where activated carbon is immersed in an aqueous solution of a catalyst component salt and subjected to a reduction treatment, the catalyst component may be detached from the support during use, and separation and recovery may be difficult. In addition, with respect to a catalyst component supported on alumina or silica by adsorption, modification or the like, the types of catalyst components that can be supported are limited. Furthermore, for those in which the catalyst component is supported on a carrier containing cellulose, the adhesive force between the carrier and the catalyst component is weak, and the catalyst component may be detached from the carrier during use, making separation and recovery difficult. Sometimes. Further, a catalyst component dissolved or suspended in a solvent and supported on a fine powder as a carrier may be detached from the carrier, which may make it difficult to separate and recover.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、担持させることのできる触媒成分の種類が制限されず、また触媒活性に優れ、使用時の触媒成分の脱離が抑制されると共に、使用後の反応生成物等からの分離、回収も容易な担持触媒を製造する方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve such problems, and the type of catalyst component that can be supported is not limited, and has excellent catalytic activity and suppresses desorption of the catalyst component during use. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing a supported catalyst that can be easily separated and recovered from a reaction product after use.

本発明の担持触媒の製造方法は、樹脂からなる粒子状の担体と、前記担体の表面に担持される触媒成分とを有する担持触媒の製造方法であって、前記触媒成分を水系媒体に分散させる分散工程と、前記触媒成分を分散させた水系媒体と前記担体を構成する樹脂の水溶性初期縮合物とを混合する混合工程と、前記水溶性初期縮合物をさらに重合させて粒子状の非水溶性縮合物とする重合工程とを有することを特徴とする。   The method for producing a supported catalyst according to the present invention is a method for producing a supported catalyst having a particulate carrier made of a resin and a catalyst component supported on the surface of the carrier, wherein the catalyst component is dispersed in an aqueous medium. A dispersion step, a mixing step of mixing the aqueous medium in which the catalyst component is dispersed and the water-soluble initial condensate of the resin constituting the carrier, and further polymerizing the water-soluble initial condensate to form a particulate water-insoluble solution And a polymerization step for forming a condensate.

前記触媒成分としては、例えば金属、金属酸化物、および有機金属化合物の中から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。また、前記水溶性初期縮合物は、例えばアミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物とからなるものとすることができる。   As the catalyst component, for example, at least one selected from metals, metal oxides, and organometallic compounds can be used. The water-soluble initial condensate may be composed of, for example, an amino group-containing compound and an aldehyde compound.

また、前記水溶性初期縮合物は、例えば前記アミノ基を含む化合物と前記アルデヒド化合物とを塩基性条件下で反応させて得られるものであり、前記重合工程は、例えば酸触媒を加えて前記水溶性初期縮合物を重合させることにより前記粒子状の非水溶性縮合物として析出させるものである。   The water-soluble initial condensate is obtained, for example, by reacting the amino group-containing compound and the aldehyde compound under basic conditions, and the polymerization step is performed by adding an acid catalyst, for example. By precipitating the water-soluble initial condensate, it is precipitated as the particulate water-insoluble condensate.

前記分散工程における前記水系媒体への前記触媒成分の分散は、例えばメディア式微粒化機器により行ってもよいし、また例えば高圧式微粒化機器により行ってもよい。   The dispersion of the catalyst component in the aqueous medium in the dispersion step may be performed by, for example, a media type atomizing device, or may be performed by, for example, a high pressure type atomizing device.

本発明の製造方法によれば、担持させることのできる触媒成分の種類が制限されず、また触媒活性に優れ、使用時の触媒成分の脱離が抑制されると共に、使用後の反応生成物等からの分離、回収も容易な担持触媒を製造することができる。特に、混合工程や重合工程に先立って触媒成分を水系媒体に分散させる分散工程を行うことで、重合工程で得られる担体としての粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることができると共に、この粒子状の非水溶性縮合物が過度に凝集することを抑制でき、触媒活性に優れる担持触媒を容易に製造することができる。   According to the production method of the present invention, the type of the catalyst component that can be supported is not limited, the catalytic activity is excellent, the desorption of the catalyst component during use is suppressed, the reaction product after use, etc. A supported catalyst that can be easily separated and recovered from the catalyst can be produced. In particular, by performing a dispersion step in which the catalyst component is dispersed in an aqueous medium prior to the mixing step or the polymerization step, the catalyst component is finely divided on the surface of the particulate water-insoluble condensate as a carrier obtained in the polymerization step. The particulate water-insoluble condensate can be prevented from agglomerating excessively, and a supported catalyst having excellent catalytic activity can be easily produced.

以下、本発明の担持触媒の製造方法について詳細に説明する。
本発明の担持触媒の製造方法は、樹脂からなる粒子状の担体と、この担体の表面に担持される触媒成分とを有する担持触媒を製造する方法であって、分散工程、混合工程、および重合工程を有することを特徴とする。
Hereafter, the manufacturing method of the supported catalyst of this invention is demonstrated in detail.
The method for producing a supported catalyst of the present invention is a method for producing a supported catalyst having a particulate carrier made of a resin and a catalyst component supported on the surface of the carrier, the dispersion step, the mixing step, and the polymerization It has the process.

本発明では、まず混合工程や重合工程に先だって分散工程を行う。分散工程は、担体の表面に担持させる触媒成分を水系媒体に分散させるものである。このように混合工程や重合工程に先だって分散工程を行うことで、触媒成分の凝集をほぐして微粒子状とすることができ、後工程である重合工程で得られる担体としての粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることができると共に、この粒子状の非水溶性縮合物の過度な凝集も抑制でき、結果として触媒活性に優れる担持触媒を容易に製造することができるようになる。   In the present invention, the dispersion step is first performed prior to the mixing step and the polymerization step. In the dispersion step, the catalyst component supported on the surface of the carrier is dispersed in an aqueous medium. By performing the dispersion step prior to the mixing step and the polymerization step in this way, the catalyst components can be agglomerated to form fine particles, and the particulate water-insoluble property as a carrier obtained in the subsequent polymerization step A catalyst component can be supported in the form of fine particles on the surface of the condensate, and excessive aggregation of the particulate water-insoluble condensate can be suppressed, and as a result, a supported catalyst having excellent catalytic activity can be easily produced. Will be able to.

混合工程や重合工程に先だって分散工程を行うことの作用機構は必ずしも明らかではないが、予め分散工程で触媒成分を水系媒体に分散させておくことで、重合工程で得られる粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることができると共に、この表面に担持された微粒子状の触媒成分の存在により粒子状の非水溶性縮合物同士の過度な凝集を抑制でき、結果として触媒活性に優れる担持触媒を容易に製造することができると考えられる。   Although the mechanism of action of the dispersion step prior to the mixing step or the polymerization step is not necessarily clear, the particulate water-insoluble property obtained in the polymerization step can be obtained by dispersing the catalyst component in an aqueous medium in the dispersion step in advance. The catalyst component can be supported in the form of fine particles on the surface of the condensate, and excessive aggregation of the particulate water-insoluble condensate can be suppressed due to the presence of the fine particle catalyst component supported on the surface, As a result, it is considered that a supported catalyst having excellent catalytic activity can be easily produced.

分散工程に用いられる触媒成分としては触媒活性を有するものであれば特に制限されるものではなく、最終的に担持触媒として使用する際の触媒反応の種類に応じて適宜選択することができる。このような触媒成分としては、具体的には金属、金属酸化物、および有機金属化合物の中から選ばれる少なくとも1種からなるものが用いられ、例えばチタン、クロム、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミニウム、白金等の金属ならびにその酸化物および錯体等の中から選ばれる少なくとも1種からなるものが用いられる。また、これらのうちの2種以上を含有する複合体を用いることもできる。   The catalyst component used in the dispersion step is not particularly limited as long as it has catalytic activity, and can be appropriately selected according to the type of catalytic reaction when finally used as a supported catalyst. As such a catalyst component, specifically, one composed of at least one selected from metals, metal oxides, and organometallic compounds is used. For example, titanium, chromium, cobalt, nickel, copper, ruthenium, A material comprising at least one selected from metals such as rhodium, palladium, rhenium, osmium, platinum and oxides and complexes thereof is used. Moreover, the composite_body | complex containing 2 or more types of these can also be used.

このような触媒成分は、一次粒子径が1μm以下であることが好ましく、例えば1nm以上100nm以下であることが好ましいが、必ずしもこのようなものに限られるものではない。また、触媒成分としては、例えばいわゆる金属ナノ粒子触媒も好適に用いることができる。   Such a catalyst component preferably has a primary particle size of 1 μm or less, for example, preferably 1 nm or more and 100 nm or less, but is not necessarily limited thereto. Moreover, as a catalyst component, what is called a metal nanoparticle catalyst can also be used suitably, for example.

また、触媒成分を分散させる分散媒としての水系媒体としては、例えば蒸留水、イオン交換水等を好適に用いることができるが、一部に水に可溶な有機溶媒を含んでいてもよい。このような有機溶媒としては、次工程である混合工程で混合する水溶性初期縮合物や、その後の重合工程で好適に加えられる酸触媒等を溶解できるものであることが好ましく、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール等のアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルオキシド等の極性溶媒を用いることができる。   Moreover, as an aqueous medium as a dispersion medium for dispersing the catalyst component, for example, distilled water, ion-exchanged water and the like can be suitably used, but a part of the organic solvent soluble in water may be included. Such an organic solvent is preferably one that can dissolve a water-soluble initial condensate to be mixed in the subsequent mixing step, an acid catalyst suitably added in the subsequent polymerization step, and the like, for example, methanol, ethanol , Alcohols such as isopropanol and propanol, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and 1,2-dimethoxyethane, and polar solvents such as dimethylformamide and dimethylsulfoxide can be used.

水系媒体への触媒成分の分散は適切に行う必要がある。例えば水系媒体中に最大粒径が1μmを超えるような触媒成分が認められなくなるように行うことが好ましい。触媒成分の最大粒径が1μmを超える場合、重合工程において粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることが困難となるおそれがあり、また粒子状の非水溶性縮合物が過度に凝集するおそれがあり、結果として触媒活性に優れる担持触媒を得られないおそれがある。なお、水系媒体中の触媒成分の最大粒径は、公知のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置、例えばLA950(堀場製作所社製、商品名)を用いて測定される。   It is necessary to appropriately disperse the catalyst component in the aqueous medium. For example, it is preferable to carry out such that no catalyst component having a maximum particle size exceeding 1 μm is observed in the aqueous medium. When the maximum particle size of the catalyst component exceeds 1 μm, it may be difficult to support the catalyst component in the form of fine particles on the surface of the particulate water-insoluble condensate in the polymerization step. There is a possibility that the ionic condensate is excessively aggregated, and as a result, a supported catalyst having excellent catalytic activity may not be obtained. The maximum particle size of the catalyst component in the aqueous medium is measured using a known laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device, for example, LA950 (trade name, manufactured by Horiba, Ltd.).

水系媒体への触媒成分の分散方法は必ずしも限定されるものではないが、触媒成分の最大粒径を上記範囲内としやすいことから、例えばメディア式微粒化機器や高圧式微粒化機器を用いて行うことが好ましい。   The method for dispersing the catalyst component in the aqueous medium is not necessarily limited. However, since the maximum particle size of the catalyst component is easily within the above range, for example, a media type atomizing device or a high-pressure type atomizing device is used. It is preferable.

メディア式微粒化機器としては、例えばダイノーミル(シンマルエンタープライゼス社製、商品名)、DCPミル(アイリッヒ社製、商品名)、SCミル(三井鉱山社製、商品名)、スーパービスコミル、ナノミル、ファインミル(日本ニューマチック社製、商品名)等を用いることができる。メディア式微粒化機器を用いる場合、ポットの容量やこのポットに充填するメディアの径、充填率等によっても異なるものの、例えば容量250mlのポットを用い、メディアとして2mm径のものを充填率60%で用いた場合、分散処理を12時間以上とすることで、触媒成分の最大粒径を上記範囲内とすることができる。   Examples of the media type atomizer include dyno mill (made by Shinmaru Enterprises, trade name), DCP mill (made by Eirich, trade name), SC mill (made by Mitsui Mining Co., trade name), super visco mill, nano mill. Fine mills (trade name, manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) can be used. When using a media-type atomizing device, it varies depending on the capacity of the pot, the diameter of the medium filled in the pot, the filling rate, etc. When used, the maximum particle size of the catalyst component can be within the above range by setting the dispersion treatment to 12 hours or longer.

また、高圧式微粒化機器としては、例えばHOMOGENIZER(三和機械社製、商品名)、超高圧ホモジナイザー;M−110−E/H,M−140K,M−210C−E/H,M−610等(みずほ工業社製、商品名)、ナノマイザー;YSNM−1500AR,YSNM−1500−0025N等(吉田機械興業社製、商品名)、エマルジフレックス;EmulsiFlex−C3,C5,C50等(Avestin社、商品名)、ゴーリンホモジナイザーAPV等(ラニー社製、商品名)、マイクロフルイダイザー、マイクロフルイデックス等(インターナショナル社製、商品名)、アルティマイザー(スギノマシン社製、商品名)、ナノマイザー(ナノマイザー社製、商品名)、NS型高圧ホモジナイザー(Niro−Soavi.S.p.A社製、商品名)、HC3−5等(三丸機械社製、商品名)等を用いることができる。高圧式微粒化機器を用いる場合についても、連続式か非連続式かによって、また処理圧力によっても異なるものの、例えば非連続式のものを用いた場合、50MPaの処理圧力で3回以上の分散処理を行うことで、触媒成分の最大粒径を上記範囲内とすることができる。   Moreover, as a high pressure type atomizer, for example, HOMOGENIZER (trade name, manufactured by Sanwa Kikai Co., Ltd.), ultrahigh pressure homogenizer; (Mizuho Kogyo Co., Ltd., trade name), Nanomizer; YSNM-1500AR, YSNM-1500-0025N, etc. (Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd., trade name), Emulsi Flex; EmulsiFlex-C3, C5, C50 etc. Product name), Gorin homogenizer APV, etc. (trade name, manufactured by Runny), Microfluidizer, Microfluidics, etc. (trade name, manufactured by International Corporation), Ultimateizer (trade name, manufactured by Sugino Machine), Nanomizer (Nanomizer Corporation) Manufactured, trade name), NS type high pressure homogenizer (Niro-Soav) .S.p.A Co., Ltd., trade name), and the like HC3-5 (Sanmaru Machinery Co., Ltd., it is possible to use a trade name), and the like. Even when a high-pressure atomizer is used, depending on whether it is a continuous type or a non-continuous type, and depending on the processing pressure, for example, when a non-continuous type is used, the dispersion treatment is performed three times or more at a processing pressure of 50 MPa. By performing the above, the maximum particle size of the catalyst component can be within the above range.

混合工程は、分散工程で触媒成分を分散させた水系媒体と、担体を構成する樹脂の水溶性初期縮合物とを混合するものである。水溶性初期縮合物としては、例えばアミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物とからなるものを用いることができる。   In the mixing step, the aqueous medium in which the catalyst component is dispersed in the dispersing step and the water-soluble initial condensate of the resin constituting the carrier are mixed. As the water-soluble initial condensate, for example, a product comprising an amino group-containing compound and an aldehyde compound can be used.

なお、水溶性初期縮合物とは、例えばアミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物との縮合反応により得られる初期縮合物あって、比較的重合度が低いために水溶性となるものである。すなわち、アミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物とを縮合反応させた場合、縮合反応を繰り返して徐々に溶解性が低下し、最終的には非水溶性となる。しかし、反応初期の重合度の低いものについては水溶性の化合物となり、本発明でいう水溶性初期縮合物となる。ここで、水溶性とは、目視で透明であることが確認できるものをいう。   The water-soluble initial condensate is, for example, an initial condensate obtained by a condensation reaction between an amino group-containing compound and an aldehyde compound, and is water-soluble because of a relatively low degree of polymerization. That is, when a compound containing an amino group and an aldehyde compound are subjected to a condensation reaction, the condensation reaction is repeated to gradually decrease the solubility, and finally become water-insoluble. However, those having a low degree of polymerization at the initial stage of the reaction become water-soluble compounds and become the water-soluble initial condensate referred to in the present invention. Here, water-soluble means that which can be visually confirmed to be transparent.

水溶性初期縮合物を得るために用いられるアミノ基を含む化合物としては、例えば尿素、メラミン、グアナミン、アニリン、またはこれらの化合物が挙げられ、これらは単独で用いられてもよいし、また2種以上が併用されていてもよい。   Examples of the compound containing an amino group used for obtaining a water-soluble initial condensate include urea, melamine, guanamine, aniline, or these compounds, and these may be used alone or in combination of two kinds. The above may be used in combination.

例えばメラミン化合物としては、例えばメラミンのアミノ基の水素をアルキル基、アルケニル基、フェニル基で置換したものが挙げられ、具体的には下記一般式(1)で示されるものが挙げられる。

Figure 2010099588
[式中、置換基、R、R、R、R、RおよびRは各々互いに独立しており、それら置換基の1ないし5個は、C1−20のアルキル基、C2−20のアルケニル基(該アルキル基またはアルケニル基は、その構造中に任意に脂環式構造またはフェニル基を有していても良く、また2個の該アルキル基またはアルケニル基が同一窒素原子上にある場合はその窒素原子と一緒になって3〜8員の含窒素複素環を形成しても良い)またはフェニル基を表し、そして残りの置換基は水素原子を表す。] For example, examples of the melamine compound include those obtained by substituting the hydrogen of the amino group of melamine with an alkyl group, an alkenyl group, or a phenyl group, and specifically those represented by the following general formula (1).
Figure 2010099588
[Wherein, each of the substituents R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is independent of each other, and 1 to 5 of the substituents are C 1-20 alkyl groups, C 2-20 alkenyl group (the alkyl group or alkenyl group may optionally have an alicyclic structure or a phenyl group in its structure, and the two alkyl groups or alkenyl groups may be the same nitrogen. When present on an atom, it may form a 3- to 8-membered nitrogen-containing heterocyclic ring together with the nitrogen atom) or a phenyl group, and the remaining substituents represent a hydrogen atom. ]

1−20のアルキル基、C2−20のアルケニル基またはフェニル基で表される場合の置換基、R、R、R、R、RおよびRとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert− ブチル基、シクロプロピルメチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、tert− ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、4−メチルシクロヘキシルメチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、ベンジル基、1−フェネチル基、2−フェネチル基、1−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基、ビニル基、アリル基、メタリル基、クロチル基、2−ペンテニル基、3−ヘキセニル基、スチリル基及びフェニル基、そして、同一窒素原子上の2個の置換基がその窒素原子と一緒になって複素環を形成した場合の環構造としてはアジリジン環、アゼチジン環、ピロリジン環及びピペリジン環等が挙げられる。 A substituent represented by a C 1-20 alkyl group, a C 2-20 alkenyl group or a phenyl group, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 include a methyl group, Ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclopropylmethyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, iso-pentyl group , Sec-pentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 4-methylcyclohexylmethyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n- Decyl group, n-dodecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, benzyl group, 1-phenethyl group, 2-phenethyl group 1-phenylpropyl group, 3-phenylpropyl group, vinyl group, allyl group, methallyl group, crotyl group, 2-pentenyl group, 3-hexenyl group, styryl group and phenyl group, and two on the same nitrogen atom Examples of the ring structure in the case where the above substituent together with the nitrogen atom forms a heterocyclic ring include an aziridine ring, an azetidine ring, a pyrrolidine ring and a piperidine ring.

さらに、メラミン化合物としては、例えばメラミンのアミノ基をヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルキル(オキサアルキル)基、アミノアルキル基で置換したものを用いることができる。このようなものとしては、例えば下記一般式(2)で示されるものが挙げられる。

Figure 2010099588
[但し、X、X′およびX″は−NH、−NHRおよび−NRR′からなる群から選択されるものであり、その場合X、X′およびX″は同時には−NHではなく、RおよびR′はヒドロキシ−C2−10−アルキル、ヒドロキシ−C2−4−アルキル−(オキサ−C2−4−アルキル)、(n=1〜5)およびアミノ−C2−12−アルキルからなる群から選択されるものである。] Furthermore, as a melamine compound, what substituted the amino group of melamine with the hydroxyalkyl group, the hydroxyalkyl (oxaalkyl) n group, and the aminoalkyl group can be used, for example. As such a thing, what is shown by following General formula (2) is mentioned, for example.
Figure 2010099588
Wherein X, X ′ and X ″ are selected from the group consisting of —NH 2 , —NHR and —NRR ′, in which case X, X ′ and X ″ are not simultaneously —NH 2 , R and R ′ are hydroxy-C 2-10 -alkyl, hydroxy-C 2-4 -alkyl- (oxa-C 2-4 -alkyl) n , (n = 1-5) and amino-C 2-12- It is selected from the group consisting of alkyl. ]

ヒドロキシ−C2−10−アルキル基としては、望ましくは2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシ−n−プロピル、2−ヒドロキシイソプロピル、4−ヒドロキシ−n−ブチル、5−ヒドロキシ−n−ペンチル、6−ヒドロキシ−n−ヘキシル、3−ヒドロキシ−xy−2,2−ジメチルプロピルのようなヒドロキシ−C2−6−アルキル、望ましくは2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシ−n−プロピル、2−ヒドロキシイソプロピルおよび4−ヒドロキシ−n−ブチルのようなヒドロキシ−C2−4−アルキル、とくに望ましくは2−ヒドロキシエチルおよび2−ヒドロキシイソプロピルが挙げられる。 The hydroxy-C 2-10 -alkyl group is preferably 2-hydroxyethyl, 3-hydroxy-n-propyl, 2-hydroxyisopropyl, 4-hydroxy-n-butyl, 5-hydroxy-n-pentyl, 6- Hydroxy-C 2-6 -alkyl such as hydroxy-n-hexyl, 3-hydroxy-xy-2,2-dimethylpropyl, preferably 2-hydroxyethyl, 3-hydroxy-n-propyl, 2-hydroxyisopropyl and Examples include hydroxy- C2-4 -alkyl such as 4-hydroxy-n-butyl, particularly preferably 2-hydroxyethyl and 2-hydroxyisopropyl.

ヒドロキシ−C2−4−アルキル−(オキサ−C2−4−アルキル)基としては、望ましくはn=1〜4であるようなもの、とくに望ましくはn=1または2であるようなもの、例えば5−ヒドロキシ−3−オキサ−ペンチル、5−ヒドロキシ−3−オキサ−2,5−ジメチル−ペンチル、5−ヒドロキシ−3−オキサ−1,4−ジメチル−ペンチル、5−ヒドロキシ−3−オキサ−1,2,4,5−テトラメチル−ペンチル、8−ヒドロキシ−3,6−ジオキサ−オクチルが挙げられる。 Hydroxy- C2-4 -alkyl- (oxa- C2-4 -alkyl) The n group is preferably such that n = 1 to 4, particularly preferably n = 1 or 2. For example, 5-hydroxy-3-oxa-pentyl, 5-hydroxy-3-oxa-2,5-dimethyl-pentyl, 5-hydroxy-3-oxa-1,4-dimethyl-pentyl, 5-hydroxy-3- Examples include oxa-1,2,4,5-tetramethyl-pentyl and 8-hydroxy-3,6-dioxa-octyl.

アミノ−C2−12−アルキル基としては、望ましくは2−アミノエチル、3−アミノプロピル、4−アミノブチル、5−アミノペンチル、6−アミノヘキシル、7−アミノヘプチルならびに8−アミノオクチルのようなアミノ−C2−8−アルキル基、とくに望ましくは2−アミノエチルおよび6−アミノヘキシル、極めて望ましくは6−アミノヘキシルが挙げられる。 The amino-C 2-12 -alkyl group is preferably 2-aminoethyl, 3-aminopropyl, 4-aminobutyl, 5-aminopentyl, 6-aminohexyl, 7-aminoheptyl and 8-aminooctyl. Amino-C 2-8 -alkyl groups, particularly preferably 2-aminoethyl and 6-aminohexyl, very preferably 6-aminohexyl.

一方、アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラール等を用いることができるが、通常は安価でアミノ基を含む化合物との反応性に優れるホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドが好適に用いられる。   On the other hand, formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, furfural and the like can be used as the aldehyde compound, but usually formaldehyde or paraformaldehyde which is inexpensive and excellent in reactivity with a compound containing an amino group is preferably used.

アルデヒド化合物は、例えばアミノ基を含む化合物1モルに対して有効アルデヒド基あたり1.1モル以上6.0モル以下、特に1.2モル以上4.0モル以下となるアルデヒド化合物を使用することが好ましい。アルデヒド化合物の配合量がアミノ基を含む化合物の配合量に対して少なすぎる場合、最終的に三次元架橋により非水溶性化させて析出させることが困難となる。また、アルデヒド化合物の配合量がアミノ基を含む化合物の配合量に対して多すぎる場合、未反応物として系内に残存し、各種汚染の原因となるおそれがある。   As the aldehyde compound, for example, an aldehyde compound that is 1.1 mol to 6.0 mol, particularly 1.2 mol to 4.0 mol per effective aldehyde group with respect to 1 mol of the compound containing an amino group may be used. preferable. When the blending amount of the aldehyde compound is too small with respect to the blending amount of the compound containing an amino group, it becomes difficult to finally make it water-insoluble by three-dimensional crosslinking and precipitate it. Moreover, when there are too many compounding quantities of an aldehyde compound with respect to the compounding quantity of the compound containing an amino group, it may remain in a system as an unreacted substance and may cause various pollution.

水溶性初期縮合物は、例えば上記したアミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物とを所定の割合で混合し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、トリエチルアミン等の塩基性触媒を用いて縮合反応させることにより容易に得ることができる。   The water-soluble initial condensate is prepared by, for example, mixing the above-described compound containing an amino group and an aldehyde compound at a predetermined ratio, and performing a condensation reaction using a basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, triethylamine or the like. Can be easily obtained.

重合工程は、混合工程で触媒成分と水溶性初期縮合物とを混合したものにおいて、水溶性初期縮合物をさらに重合させて粒子状の非水溶性縮合物として析出させるものである。このとき、粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分が付着することで、粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分が微粒子状に担持された担持触媒を得ることができる。また、
この表面に担持された微粒子状の触媒成分により、粒子状の非水溶性縮合物の過度な凝集が抑制された担持触媒を得ることができる。
In the polymerization step, the catalyst component and the water-soluble initial condensate are mixed in the mixing step, and the water-soluble initial condensate is further polymerized to precipitate as a particulate water-insoluble condensate. At this time, the catalyst component adheres to the surface of the particulate water-insoluble condensate, whereby a supported catalyst in which the catalyst component is supported in the form of fine particles on the surface of the particulate water-insoluble condensate can be obtained. Also,
A supported catalyst in which excessive aggregation of the particulate water-insoluble condensate is suppressed by the particulate catalyst component supported on the surface can be obtained.

なお、非水溶性縮合物とは、水溶性初期縮合物の縮合反応をさらに進めることにより重合度が高くなった結果、溶解性が低下し非水溶性となったものである。ここで、非水溶性とは、目視で透明であることが確認できないものであればよい。また、触媒成分は、主として粒子状の非水溶性縮合物の表面に担持されているが、一部は粒子状の非水溶性縮合物の内部に取り込まれていてもよい。   In addition, a water-insoluble condensate is a water-insoluble condensate that has been made water-insoluble due to a decrease in solubility as a result of further increasing the degree of polymerization by further proceeding with the condensation reaction of the water-soluble initial condensate. Here, “water-insoluble” is not limited as long as it cannot be visually confirmed to be transparent. Moreover, although the catalyst component is mainly supported on the surface of the particulate water-insoluble condensate, a part thereof may be taken into the particulate water-insoluble condensate.

重合工程では、水溶性初期縮合物をさらに重合させて粒子状の非水溶性縮合物として析出させるために酸触媒を使用することが好ましく、例えば反応系がpH6以下となるように酸触媒を添加することが好ましく、特に反応系がpH2〜5となるように酸触媒を添加することが好ましい。pHが6より高いと粒子状の非水溶性縮合物の粒度分布が広くなり、また粒子状の非水溶性縮合物も凝集しやすくなるために好ましくない。   In the polymerization step, it is preferable to use an acid catalyst to further polymerize the water-soluble initial condensate and deposit it as a particulate water-insoluble condensate. For example, the acid catalyst is added so that the reaction system has a pH of 6 or less. In particular, it is preferable to add an acid catalyst so that the reaction system has a pH of 2 to 5. A pH higher than 6 is not preferable because the particle size distribution of the particulate water-insoluble condensate becomes wide and the particulate water-insoluble condensate easily aggregates.

重合工程で用いる酸触媒としては、例えば塩酸等の無機酸、酢酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ポリオキシエチレンおよびその誘導体のスルホン化物等の有機酸が挙げられる。   Examples of the acid catalyst used in the polymerization step include inorganic acids such as hydrochloric acid, and organic acids such as acetic acid, alkylbenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, polyoxyethylene and sulfonated derivatives thereof.

また、酸触媒としては1分子中に塩基を中和することのできる水素原子が2個以上含まれている多塩基酸を用いることもできる。このようなものとしては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族飽和ジカルボン酸類、またマレイン酸、フマル酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸類、さらにはフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸類、そして硫酸等の無機酸類といった二塩基酸が挙げられる。また、多塩基酸としては、例えばトリカルバリル酸、ベンゼントリカルボン酸等のトリカルボン酸類、そしてリン酸、ヒ酸、ホウ酸等の無機酸といった三塩基酸が挙げられる。さらに、多塩基酸としては、例えばベンゼンテトラカルボン酸等の四塩基酸、ベンゼンヘキサカルボン酸等の六塩基酸が挙げられる。   As the acid catalyst, a polybasic acid containing 2 or more hydrogen atoms capable of neutralizing a base in one molecule can be used. Examples of such compounds include aliphatic saturated dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and maleic acid and fumaric acid. Examples thereof include dibasic acids such as aliphatic unsaturated dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, and inorganic acids such as sulfuric acid. Examples of the polybasic acid include tribasic acids such as tricarboxylic acids such as tricarballylic acid and benzenetricarboxylic acid, and inorganic acids such as phosphoric acid, arsenic acid and boric acid. Furthermore, examples of the polybasic acid include tetrabasic acids such as benzenetetracarboxylic acid and hexabasic acids such as benzenehexacarboxylic acid.

このような本発明の担持触媒の製造方法によれば、担持させることのできる触媒成分の種類が制限されず、また使用時の触媒成分の脱離が抑制され、使用後の反応生成物等からの分離、回収も容易な担持触媒を製造することができる。特に、混合工程や重合工程に先だって分散工程を行うことで、担体としての粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることができると共に、この粒子状の非水溶性縮合物の過度な凝集も抑制でき、結果として触媒活性に優れる担持触媒を容易に製造することができる。   According to such a method for producing a supported catalyst of the present invention, the type of catalyst component that can be supported is not limited, and desorption of the catalyst component during use is suppressed, so that the reaction product after use can be used. A supported catalyst that can be easily separated and recovered can be produced. In particular, by carrying out the dispersion step prior to the mixing step or the polymerization step, the catalyst component can be supported in the form of fine particles on the surface of the particulate water-insoluble condensate as a carrier. Excessive aggregation of the functional condensate can be suppressed, and as a result, a supported catalyst having excellent catalytic activity can be easily produced.

本発明の担持触媒の製造方法によれば、具体的には平均粒子径(メジアン径D50)が30μm以上100μm以下の担持触媒を容易に製造することができる。ここで、担持触媒は、例えば触媒成分が表面に担持された粒子状の非水溶性縮合物が複数個凝集することにより形成される葡萄の房状のものであって、この個々の粒子状の非水溶性縮合物の粒子径が1μm以上20μm以下程度のものである。なお、担持触媒の平均粒子径(メジアン径D50)は粒度分布において0μmからの積算体積が50%となる粒径を意味するものであり、例えばレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて測定されるものである。   Specifically, according to the method for producing a supported catalyst of the present invention, a supported catalyst having an average particle size (median diameter D50) of 30 μm or more and 100 μm or less can be easily produced. Here, the supported catalyst is, for example, a cocoon-shaped tuft formed by agglomerating a plurality of particulate water-insoluble condensates having a catalyst component supported on the surface. The water-insoluble condensate has a particle size of about 1 μm to 20 μm. The average particle diameter (median diameter D50) of the supported catalyst means a particle diameter in which the cumulative volume from 0 μm is 50% in the particle size distribution, and is measured using, for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device. It is what is done.

次に、本発明の担持触媒の製造方法について、実施例を参照して具体的に説明する。   Next, the production method of the supported catalyst of the present invention will be specifically described with reference to examples.

(実施例1)
容量250mlのボールミル用ポット(メディア:2mm径ジルコニアボール、充填率60%)に、触媒成分としてのパラジウム触媒含有酸化鉄微粒子(Pd量2.2%、比表面積26m/g、平均粒子径0.05μm)20質量部と水80質量部とを仕込み、12時間以上分散処理して触媒成分の分散液を調製した。なお、グラインドゲージを用いてツブの状態を確認したところ、ツブの存在は認められなかった、さらに、触媒成分の分散液における触媒成分の最大粒径をレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[LA950(堀場製作所社製、商品名)]で測定したところ0.77μmであった。
Example 1
Palladium catalyst-containing iron oxide fine particles (Pd amount 2.2%, specific surface area 26 m 2 / g, average particle size 0) in a ball mill pot (media: 2 mm diameter zirconia balls, filling rate 60%) with a capacity of 250 ml .05 μm) 20 parts by mass and 80 parts by mass of water were charged and dispersed for 12 hours or more to prepare a dispersion of catalyst components. In addition, when the state of the nub was confirmed using a grind gauge, the presence of nub was not observed. Further, the maximum particle size of the catalyst component in the dispersion of the catalyst component was determined by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus [LA950. It was 0.77 micrometer when measured by (Horiba Seisakusho make, brand name)].

攪拌モータ、還流コンデンサー、および温度計を具備する300mlのセパラブルフラスコにメラミン7.6g、37%ホルマリン14.6g、硫酸ナトリウム0.090g、および水128.2gを仕込み、25%アンモニア水にてpHを8.5に調整した。この混合液を攪拌しながら昇温し、温度を70℃に保って30分間反応させることにより水溶性初期縮合物としてのメラミン樹脂の初期縮合物の水溶液を調製した。   A 300 ml separable flask equipped with a stirring motor, a reflux condenser, and a thermometer was charged with 7.6 g of melamine, 14.6 g of 37% formalin, 0.090 g of sodium sulfate, and 128.2 g of water, and 25% aqueous ammonia. The pH was adjusted to 8.5. The mixture was heated while stirring and reacted at 30 ° C. for 30 minutes to prepare an aqueous solution of an initial condensate of melamine resin as a water-soluble initial condensate.

その後、この水溶性初期縮合物の水溶液の温度を50℃に下げ、先に調製した触媒成分の分散液3.24gを混合した。次いで、この触媒成分と水溶性初期縮合物との混合液を50℃に保ちつつ10質量%パラエントルエンスルホン酸水溶液を添加してpHを5.1に調整した後、50℃で3時間、さらに90℃に昇温して1時間の縮合反応を行って水溶性初期縮合物をさらに重合させて粒子状の非水溶性縮合物を析出させると共に、その表面に触媒成分を付着させ担持させた。この縮合反応により得られた反応液を濾過、洗浄、乾燥し、担体としての粒子状の非水溶性縮合物(メラミン樹脂)の表面に触媒成分としてのパラジウム触媒含有酸化鉄微粒子が担持された褐色の担持触媒を得た。   Thereafter, the temperature of the aqueous solution of the water-soluble initial condensate was lowered to 50 ° C., and 3.24 g of the previously prepared catalyst component dispersion was mixed. Next, while maintaining the mixed solution of the catalyst component and the water-soluble initial condensate at 50 ° C., a 10% by mass paraene toluenesulfonic acid aqueous solution was added to adjust the pH to 5.1, and then at 50 ° C. for 3 hours. Further, the temperature was raised to 90 ° C. and a condensation reaction was carried out for 1 hour to further polymerize the water-soluble initial condensate to precipitate particulate water-insoluble condensate and to attach and carry the catalyst component on the surface. . The reaction liquid obtained by this condensation reaction is filtered, washed and dried, and the surface of the particulate water-insoluble condensate (melamine resin) as a carrier is supported with iron catalyst fine particles containing palladium catalyst as a catalyst component. A supported catalyst was obtained.

この担持触媒の平均粒子径(メジアン径D50)をレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[LA950(堀場製作所社製、商品名)]で測定したところ67.8μmであった。また、この担持触媒を詳細に観察したところ、5μm程度の粒径の球状粒子が集まって葡萄の房状の粒子となっているのが観察された。さらに、この担持触媒を用いて鈴木カップリング反応のモデル反応系で反応させたところ、実用的な速度で反応が進行することが確認された。   The average particle diameter (median diameter D50) of the supported catalyst was measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer [LA950 (trade name, manufactured by Horiba, Ltd.)] and found to be 67.8 μm. Further, when this supported catalyst was observed in detail, it was observed that spherical particles having a particle size of about 5 μm gathered to form cocoon-like particles. Furthermore, when this supported catalyst was used in a model reaction system of the Suzuki coupling reaction, it was confirmed that the reaction proceeded at a practical rate.

(実施例2)
水溶性初期縮合物の水溶液の調製において、メラミンの配合量を5.8gとし、さらにベンゾグアナミンを1.7g追加した以外は実施例1と同様にして担持触媒を作製した。このようにして製造された担持触媒の平均粒子径(メジアン径D50)は72.3μmであった。また、この担持触媒を詳細に観察したところ、5μm程度の粒径の球状粒子が集まって葡萄の房状の粒子となっているのが観察された。さらに、この担持触媒を用いて鈴木カップリング反応のモデル反応系で反応させたところ、実用的な速度で反応が進行することが確認された。
(Example 2)
A supported catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the aqueous solution of the water-soluble initial condensate, the amount of melamine was 5.8 g and 1.7 g of benzoguanamine was added. The average particle diameter (median diameter D50) of the supported catalyst thus produced was 72.3 μm. Further, when this supported catalyst was observed in detail, it was observed that spherical particles having a particle size of about 5 μm gathered to form cocoon-like particles. Furthermore, when this supported catalyst was used in a model reaction system of the Suzuki coupling reaction, it was confirmed that the reaction proceeded at a practical rate.

(実施例3)
触媒成分と水溶性初期縮合物とを混合し、pHを調製した後の縮合反応を、50℃で3時間、さらに70℃に昇温して1時間とする以外は実施例1と同様にして担持触媒を作製した。このようにして製造された担持触媒の平均粒子径(メジアン径D50)は45.5μmであった。また、この担持触媒を詳細に観察したところ、5μm程度の粒径の球状粒子が集まって葡萄の房状の粒子となっているのが観察された。さらに、この担持触媒を用いて鈴木カップリング反応のモデル反応系で反応させたところ、実用的な速度で反応が進行することが確認された。
(Example 3)
The condensation reaction after mixing the catalyst component and the water-soluble initial condensate and adjusting the pH was carried out in the same manner as in Example 1 except that the condensation reaction was carried out at 50 ° C. for 3 hours and further raised to 70 ° C. for 1 hour. A supported catalyst was prepared. The average particle diameter (median diameter D50) of the supported catalyst thus produced was 45.5 μm. Further, when this supported catalyst was observed in detail, it was observed that spherical particles having a particle size of about 5 μm gathered to form cocoon-like particles. Furthermore, when this supported catalyst was used in a model reaction system of the Suzuki coupling reaction, it was confirmed that the reaction proceeded at a practical rate.

(実施例4)
触媒成分の分散液の調製を、ボールミルを用いて行う代わりに高圧式微粒化機器を用いて行った以外は実施例1と同様にして担持触媒を作製した。すなわち、触媒成分としてのパラジウム触媒含有酸化鉄微粒子20質量部と水80質量部とを配合して攪拌モータで5分間攪拌した後、EmulsiFlex−C5(Avestin社、商品名)を用いて50MPaの処理圧力で3回通過させて触媒成分の分散液を調製し、以降は実施例1と同様にして担持触媒を作製した。なお、触媒成分の分散液における触媒成分の最大粒径は0.4μmであった。
Example 4
A supported catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the catalyst component dispersion was prepared using a high-pressure atomizer instead of using a ball mill. That is, 20 parts by mass of palladium catalyst-containing iron oxide fine particles as a catalyst component and 80 parts by mass of water were mixed and stirred for 5 minutes with a stirring motor, and then treated at 50 MPa using EmulsiFlex-C5 (Avestin, trade name). A catalyst component dispersion was prepared by passing three times under pressure, and thereafter a supported catalyst was prepared in the same manner as in Example 1. The maximum particle size of the catalyst component in the catalyst component dispersion was 0.4 μm.

このようにして製造された担持触媒の平均粒子径(メジアン径D50)は65.7μmであった。また、この担持触媒を詳細に観察したところ、5μm程度の粒径の球状粒子が集まって葡萄の房状の粒子となっているのが観察された。さらに、この担持触媒を用いて鈴木カップリング反応のモデル反応系で反応させたところ、実用的な速度で反応が進行することが確認された。   The average particle diameter (median diameter D50) of the supported catalyst thus produced was 65.7 μm. Further, when this supported catalyst was observed in detail, it was observed that spherical particles having a particle size of about 5 μm gathered to form cocoon-like particles. Furthermore, when this supported catalyst was used in a model reaction system of the Suzuki coupling reaction, it was confirmed that the reaction proceeded at a practical rate.

(比較例1)
攪拌モータ、還流コンデンサー、および温度計を具備する300mlのセパラブルフラスコに触媒成分としてのパラジウム触媒含有酸化鉄微粒子0.65gと水128.2gとを仕込み、100rpmの攪拌速度で10分間撹拌混合した。なお、この混合液における触媒成分の最大粒径は3.3μmであった。
(Comparative Example 1)
A 300 ml separable flask equipped with a stirring motor, a reflux condenser, and a thermometer was charged with 0.65 g of palladium oxide-containing fine iron oxide particles and 128.2 g of water as catalyst components, and stirred and mixed for 10 minutes at a stirring speed of 100 rpm. . The maximum particle size of the catalyst component in this mixed solution was 3.3 μm.

次いで、この混合液にメラミン7.6g、37%ホルマリン14.6g、および硫酸ナトリウム0.090gを添加し、25%アンモニア水にてpHを8.5に調整した。その後、実施例1と同様の反応条件で、水溶性初期縮合物を生成させた後、この水溶性初期縮合物を重合させた。その結果、水溶性初期縮合物をさらに重合させる際の50℃での縮合反応中、非水溶性縮合物が過度に凝集して担持触媒を得ることができなかった。   Next, 7.6 g of melamine, 14.6 g of 37% formalin, and 0.090 g of sodium sulfate were added to this mixed solution, and the pH was adjusted to 8.5 with 25% aqueous ammonia. Thereafter, a water-soluble initial condensate was produced under the same reaction conditions as in Example 1, and then this water-soluble initial condensate was polymerized. As a result, during the condensation reaction at 50 ° C. when further polymerizing the water-soluble initial condensate, the water-insoluble condensate was excessively aggregated and a supported catalyst could not be obtained.

以上の結果から、混合工程および重合工程に先だって分散工程を行うことで、担体としての粒子状の非水溶性縮合物の表面に触媒成分を微粒子状にして担持させることができると共に、この粒子状の非水溶性縮合物の過度な凝集も抑制でき、結果として触媒活性に優れる担持触媒を容易に製造できることがわかる。   From the above results, by performing the dispersion step prior to the mixing step and the polymerization step, the catalyst component can be supported in the form of fine particles on the surface of the particulate water-insoluble condensate as a carrier. It can be seen that excessive aggregation of the water-insoluble condensate can be suppressed, and as a result, a supported catalyst having excellent catalytic activity can be easily produced.

Claims (6)

樹脂からなる粒子状の担体と、前記担体の表面に担持される触媒成分とを有する担持触媒の製造方法であって、
前記触媒成分を水系媒体に分散させる分散工程と、
前記触媒成分を分散させた水系媒体と前記担体を構成する樹脂の水溶性初期縮合物とを混合する混合工程と、
前記水溶性初期縮合物をさらに重合させて粒子状の非水溶性縮合物とする重合工程と
を有することを特徴とする担持触媒の製造方法。
A method for producing a supported catalyst comprising a particulate carrier made of a resin and a catalyst component supported on the surface of the carrier,
A dispersion step of dispersing the catalyst component in an aqueous medium;
A mixing step of mixing an aqueous medium in which the catalyst component is dispersed and a water-soluble initial condensate of the resin constituting the carrier;
And a polymerization step of polymerizing the water-soluble initial condensate to form a particulate water-insoluble condensate.
前記触媒成分は、金属、金属酸化物、および有機金属化合物の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の担持触媒の製造方法。   The method for producing a supported catalyst according to claim 1, wherein the catalyst component is at least one selected from a metal, a metal oxide, and an organometallic compound. 前記水溶性初期縮合物は、アミノ基を含む化合物とアルデヒド化合物とからなるものであることを特徴とする請求項1または2記載の担持触媒の製造方法。   The method for producing a supported catalyst according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble precondensate comprises an amino group-containing compound and an aldehyde compound. 前記水溶性初期縮合物は、前記アミノ基を含む化合物と前記アルデヒド化合物とを塩基性条件下で反応させて得られるものであり、前記重合工程は、酸触媒を加えて前記水溶性初期縮合物を重合させることにより前記粒子状の非水溶性縮合物として析出させるものであることを特徴とする請求項3記載の担持触媒の製造方法。   The water-soluble initial condensate is obtained by reacting the compound containing an amino group and the aldehyde compound under basic conditions, and the polymerization step is performed by adding an acid catalyst to the water-soluble initial condensate. The method for producing a supported catalyst according to claim 3, wherein the particulate water-insoluble condensate is precipitated by polymerizing the catalyst. 前記分散工程における前記水系媒体への前記触媒成分の分散は、メディア式微粒化機器により行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の担持触媒の製造方法。   The method for producing a supported catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst component is dispersed in the aqueous medium in the dispersion step using a media atomizer. 前記分散工程における前記水系媒体への前記触媒成分の分散は、高圧式微粒化機器により行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の担持触媒の製造方法。   The method for producing a supported catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst component is dispersed in the aqueous medium in the dispersion step by a high-pressure atomizer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012067072A1 (en) * 2010-11-15 2012-05-24 日産化学工業株式会社 Softened thermosetting resin particles

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WO2012067072A1 (en) * 2010-11-15 2012-05-24 日産化学工業株式会社 Softened thermosetting resin particles

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