JP2012096983A - 大きな細孔容積を有するｎｕ−８５分子篩およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＮＵ−８５分子篩の結晶化時間を効果的に短縮し、調製コストを削減し、生産効率を増加させる。
【解決手段】臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、および、臭化ウンデカメトニウムはＮＵ−８５分子篩を合成するための従来からのテンプレートではないが、これらを用いることによりＮＵ−８５分子篩の合成を効果的に促進する、この動的結晶化から得られる生成物は大きな細孔容積および大きな比表面積を有する。この方法によって調製されたＮＵ−８５分子篩は、炭素数が８の芳香族化合物の異性化、トルエンの不均一化、および、トリメチルベンゼンのアルキル基転移反応、さらに、ベンゼンおよびエチレンを用いたエチルベンゼンの調製において使用可能であり、および、より良好な触媒効果を有する。
【選択図】図２
【解決手段】臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、および、臭化ウンデカメトニウムはＮＵ−８５分子篩を合成するための従来からのテンプレートではないが、これらを用いることによりＮＵ−８５分子篩の合成を効果的に促進する、この動的結晶化から得られる生成物は大きな細孔容積および大きな比表面積を有する。この方法によって調製されたＮＵ−８５分子篩は、炭素数が８の芳香族化合物の異性化、トルエンの不均一化、および、トリメチルベンゼンのアルキル基転移反応、さらに、ベンゼンおよびエチレンを用いたエチルベンゼンの調製において使用可能であり、および、より良好な触媒効果を有する。
【選択図】図２
Description
〔技術分野〕
本開示は、新規なＮＵ−８５分子篩およびその製造方法に関する。
本開示は、新規なＮＵ−８５分子篩およびその製造方法に関する。
〔背景技術〕
ＮＵ−８５分子篩は、二次元の微細孔構造を有する高シリコンゼオライト分子篩である。ＮＵ−８５分子篩は、ＥＵ−１分子篩とＮＵ−８７分子篩との連晶（ｉｎｔｅｒｇｒｏｗｔｈ）であり、内部ではＥＵ−１分子篩およびＮＵ−８７分子篩の構造的バンドが相互に織り込まれ、密接に結合している。このような構造を有するので、ＮＵ−８５分子篩は、元になるこれら２種類の分子篩の細孔チャネルに関する特徴と触媒特性とを有し得る。このため、ＮＵ−８５分子篩は、炭化水素化合物の異性化およびアルキル化において触媒として広く使用できる。
ＮＵ−８５分子篩は、二次元の微細孔構造を有する高シリコンゼオライト分子篩である。ＮＵ−８５分子篩は、ＥＵ−１分子篩とＮＵ−８７分子篩との連晶（ｉｎｔｅｒｇｒｏｗｔｈ）であり、内部ではＥＵ−１分子篩およびＮＵ−８７分子篩の構造的バンドが相互に織り込まれ、密接に結合している。このような構造を有するので、ＮＵ−８５分子篩は、元になるこれら２種類の分子篩の細孔チャネルに関する特徴と触媒特性とを有し得る。このため、ＮＵ−８５分子篩は、炭化水素化合物の異性化およびアルキル化において触媒として広く使用できる。
ＵＳ５３８５７１８およびＵＳ６７８４３３４には、まず、複数種類のＮＵ−８５分子篩およびその製造方法が開示されている。これらの文献で使用されるテンプレートはヘキサメトニウム臭化物（ＨｅｘＢｒ２）であり、その合成は水熱結晶化によって実施される。具体的な合成プロセスについて次に記す。すなわち、アルミニウム源、塩基、および、無機塩をある分量の水に溶解させて溶液Ａを形成し、テンプレートをある分量の別の水に溶解させて溶液Ｂを形成し、シリコン源を水に溶解させて溶液Ｃを形成し、まず溶液Ｂを溶液Ａに添加して均質になるように攪拌し、次に溶液Ｃを溶液Ａに添加して均質になるように攪拌する。添加した物質のモル比は、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２５〜４０、Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝０．０２５〜０．５、Ｒ／ＳｉＯ２＝０．０２〜１、Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝５〜２５０、および、ＮａＬ／ＳｉＯ２＝０〜１である。なお、Ｒはヘキサメトニウム臭化物（テンプレート）を表し、ＮａＬはナトリウム塩を表す。結晶化温度は１２０℃〜１８０℃であり、結晶化時間は１０日を超える。結晶の種（ｓｅｅｄ）を添加して結晶化時間を短縮してもよい。この場合、添加する結晶の種は、ＮＵ−８５分子篩であっても、ＮＵ−８７分子篩であっても、ＥＵ−１分子篩であってもかまわない。異なる条件下で合成したＮＵ−８５分子篩は、ＮＵ−８７分子篩に対するＥＵ−１分子篩の比が異なる。ＮＵ−８５分子篩の合成に対しては、温度が大きな影響を及ぼす。結晶化温度が２００℃である場合、合成によって得られる生成物はＥＵ−１分子篩である。結晶化温度が１８０℃である場合、ＥＵ−１分子篩が生成されることが好ましいが、生成物はＮＵ−８５分子篩の特徴を示した。また、結晶化温度が１６０℃である場合、合成によって得られる生成物はＮＵ−８５分子篩である。結晶化温度の低下に伴って、生成物は、純粋なＥＵ−１分子篩からＥＵ−１分子篩およびＮＵ−８７分子篩とＮＵ−８５分子篩との連晶へと変化する性質がある。ただし、温度の低下につれて結晶化時間は長くなる。一般に、ＮＵ−８５分子篩の結晶化時間は１８日を超える。
ＮＵ−８５分子篩は、一般に、以下の表に示すようなＸＲＤの固有スペクトルバンドを有する。
このような相対的強度の尺度に基づいて、最も強い相対的強度の値を１００と定義する。「弱い」は２０未満の値を表し、「中程度」は２０〜４０の値を表し、「強い」は４０〜６０の値を表し、「非常に強い」は６０より高い値を表す。上の表中で、「ａ」と記した固有スペクトル線の、その前の固有スペクトル線に対する強度比は０．５以下であり、「ｂ」と記した固有スペクトル線の、その次の固有スペクトル線に対する強度比は１．０以下であり、「ｃ」と記した固有スペクトル線の、その次の固有スペクトル線に対する強度比は１．０以下である。
上述のプロセスに従って調製したＮＵ−８５分子篩は、一般に０．２０ｃｍ３／ｇ未満の小さな細孔容積を有し、また、一般に４００ｍ２／ｇ未満の小さな比表面積を有する。
〔発明の開示〕
ここでは、ＮＵ−８５分子篩の結晶化時間を効果的に短縮する、ＮＵ−８５分子篩の製造方法を開示する。この結果得られるＮＵ−８５分子篩は、大きな比表面積および大きな細孔容積を有する。
ここでは、ＮＵ−８５分子篩の結晶化時間を効果的に短縮する、ＮＵ−８５分子篩の製造方法を開示する。この結果得られるＮＵ−８５分子篩は、大きな比表面積および大きな細孔容積を有する。
本発明のＮＵ−８５分子篩は、約４０５ｍ２／ｇ〜約４７０ｍ２／ｇ、好ましくは約４１０ｍ２／ｇ〜約４６０ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有し、約０．２７ｃｍ３／ｇ〜約０．３５ｃｍ３／ｇ、好ましくは約０．２８ｃｍ３／ｇ〜約０．３２ｃｍ３／ｇの範囲の細孔容積を有する。
本発明のＮＵ−８５分子篩の製造方法は、結晶化物質の調合過程と、結晶化物質の結晶化過程と、結晶化生成物の回収過程とを含み、上記結晶化物質の調合過程は、アルミニウム源、シリコン源、塩基、テンプレート、無機塩、ＥＵ−１分子篩、および、水を、シリコン源中のＳｉＯ２に対するＥＵ−１分子篩の質量比が約２．５〜約８．５、好ましくは約３．０〜約７．０の範囲となるように混合することを含む。
上記結晶化物質中のアルミニウム源（Ａｌ２Ｏ３に基づいて算出）、シリコン源（ＳｉＯ２に基づいて算出）、塩基（Ｎａ２Ｏに基づいて算出）、テンプレート、無機塩（ＮａＬに基づいて算出）、および、水のモル比は、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約３０：１〜約７０：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０４：１〜約０．２５：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．０５：１〜約０．３：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約３５：１〜約８０：１、および、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．０３：１〜約０．１４：１、
好ましくは、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約４０：１〜約６５：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０８：１〜約０．２２：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．１：１〜約０．２：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約４２：１〜約５５：１、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．０４９：１〜約０．０９８：１である。
ただし、Ｒは臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、臭化ウンデカメトニウム、または、これらの混合物からなる群より選択されるテンプレートであって、好ましくは臭化デカメトニウムであり、ＮａＬはナトリウム塩である。上記ナトリウム塩は、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、硝酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、または、これらの混合物からなる群より選択されてもかまわない。いくつかの実施形態において、ＮａＬは塩化ナトリウムである。
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約３０：１〜約７０：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０４：１〜約０．２５：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．０５：１〜約０．３：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約３５：１〜約８０：１、および、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．０３：１〜約０．１４：１、
好ましくは、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約４０：１〜約６５：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０８：１〜約０．２２：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．１：１〜約０．２：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約４２：１〜約５５：１、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．０４９：１〜約０．０９８：１である。
ただし、Ｒは臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、臭化ウンデカメトニウム、または、これらの混合物からなる群より選択されるテンプレートであって、好ましくは臭化デカメトニウムであり、ＮａＬはナトリウム塩である。上記ナトリウム塩は、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、硝酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、または、これらの混合物からなる群より選択されてもかまわない。いくつかの実施形態において、ＮａＬは塩化ナトリウムである。
上記調合後の結晶化物質の結晶化過程は、約３００ｒｐｍ〜約８００ｒｐｍの範囲の攪拌速度および約１００℃〜約１６０℃の範囲の結晶化温度における、約１日〜約２日の範囲の期間の高速攪拌によって実施される低温結晶化と、約４０ｒｐｍ〜約２５０ｒｐｍの範囲の攪拌速度および約１７０℃〜約１９０℃の範囲の結晶化温度における、約２日〜約６日の範囲の期間の低速攪拌によって実施される高温結晶化との２つの段階をこの順に実施することを含む動的結晶化を含む。上記動的結晶化過程全体が、上記結晶化温度において自己圧（ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）下で実施される。
上記アルミニウム源は、アルミニウム塩、アルミン酸、アルミナ、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、または、これらの混合物からなる群より選択される１つ以上のアルミニウム源であり、好ましくは、アルミン酸ナトリウムである。また、上記シリコン源は、ホワイトカーボンブラック、シリカゾル、水ガラス、テトラエチルオルトシリケート、または、これらの混合物からなる群より選択され、好ましくはシリカゾルである。ここで使用される塩基はＮａＯＨなどを包含する。
上記ＥＵ−１分子篩中のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３のモル比は、約２０：１〜約３５：１である。上記ＥＵ−１分子篩はか焼（ｃａｌｃｉｎｅ）されたＥＵ−１分子篩であっても、か焼されていないＥＵ−１分子篩であってもよく、好ましくはか焼されたＥＵ−１分子篩である。
本発明に従って調製されたＮＵ−８５分子篩は、例えば石油化学産業分野において適用可能であって、触媒物質として作用することができる。このような分子篩は、芳香族化合物のアルキル化、芳香族化合物の異性化、アルカンの水素異性化、および、例えば炭素数が１〜８のアルカンおよびアルケンなどの比較的軽い炭化水素の芳香環化において、良好な触媒特性を有し得る。
本発明の方法において、ＥＵ−１分子篩は結晶化物質の調合過程において適用される。ＥＵ−１分子篩は、ＮＵ−８５分子篩の構造に極めてよく似た構造を有する分子篩であり、同時にナノ結晶の特徴を併せ持っている。本発明の方法は、ＥＵＯ型分子篩のナノ結晶の特徴を十分に利用して、ＥＵＯ型分子篩を結晶化物質の調合過程において分解し、ＥＵＯ型分子篩の複数の二次的な構造ユニットを形成する。なお、これらの構造ユニットは、この過程から得られるＮＵ−８５分子篩の構造ユニットでもある。これらの二次的な構造ユニットは、シリコンやアルミニウムをＮＵ−８５分子篩のフレームワークに組み込むための指向剤（ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）として使用される。本発明の方法は、ＮＵ−８５分子篩の結晶化時間を効果的に短縮し、調製コストを削減し、生産効率を増加させる。臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、および、臭化ウンデカメトニウムはＮＵ−８５分子篩を合成するための従来からのテンプレートではないが、本発明の方法によるＮＵ−８５分子篩の合成を効果的に促進して、予想しなかった技術的効果を達成する。本発明は２段階の動的結晶化を含み、この動的結晶化から得られる生成物は大きな細孔容積および大きな比表面積を有する。
本発明の方法によって調製されたＮＵ−８５分子篩は、炭素数が８の芳香族化合物の異性化、トルエンの不均一化、および、トリメチルベンゼンのアルキル基転移反応、さらに、ベンゼンおよびエチレンを用いたエチルベンゼンの調製において使用可能であり、および、より良好な触媒効果を有する。
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明の実施例１に従って調製したＮＵ−８５分子篩のＸ線回折（“ＸＲＤ”；Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）パターンを示している。
図１は、本発明の実施例１に従って調製したＮＵ−８５分子篩のＸ線回折（“ＸＲＤ”；Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）パターンを示している。
図２は、本発明の実施例１に従って調製したＮＵ−８５分子篩の走査型電子顕微鏡写真を示している。
〔実施形態〕
本発明について以下の例を用いてさらに説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
本発明について以下の例を用いてさらに説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
本発明のＮＵ−８５分子篩の比表面積はＡＳＴＭ Ｄ３６６３−２００３法によって測定した。また、その細孔容積はＡＳＴＭ Ｄ４２２２−２００３法によって測定した。
〔実施例１〕
調合溶液１： ２．６１ｇのＮａＡｌＯ２、４．３７ｇのＮａＯＨ、４．２６ｇのＮａＣｌ、および、６０．３２ｇのＤｅｃＢｒ２（臭化デカメトニウム）を３００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ２．６１ｇのＮａＡｌＯ２、４．３７ｇのＮａＯＨ、４．２６ｇのＮａＣｌ、および、６０．３２ｇのＤｅｃＢｒ２（臭化デカメトニウム）を３００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾル（４５ｇのＳｉＯ２を含有する；以下同様）を２６７ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。１２５ｇのＥＵ−１分子篩（ＣＮ２００８８００１７３０５．６に記載の実施例１の方法に従って調製した；以下同様）を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１００℃および４５０ｒｐｍで１日間結晶化させ、次に、１９０℃および１５０ｒｐｍで４日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。同生成物のＸＲＤパターンおよび走査型電子顕微鏡スペクトルを、図１および図２に示す。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４０５ｍ２／ｇ、細孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例２〕
調合溶液１： ３．７３ｇのＮａＡｌＯ２、６．４８ｇのＮａＯＨ、３．８２ｇのＮａＣｌ、および、４４．６７ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ３．７３ｇのＮａＡｌＯ２、６．４８ｇのＮａＯＨ、３．８２ｇのＮａＣｌ、および、４４．６７ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを２５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３７５ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１２０℃および４５０ｒｐｍで１日間結晶化させ、次に、１８０℃および１００ｒｐｍで５日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４７０ｍ２／ｇ、細孔容積が０．２９ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例３〕
調合溶液１： ２．９８ｇのＮａＡｌＯ２、８．９６ｇのＮａＯＨ、３．９６ｇのＮａＣｌ、および、５５．７６ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ２．９８ｇのＮａＡｌＯ２、８．９６ｇのＮａＯＨ、３．９６ｇのＮａＣｌ、および、５５．７６ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを３４２ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。２６８ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１６０℃および７５０ｒｐｍで１日間結晶化させ、次に、１７０℃および５０ｒｐｍで４日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４３２ｍ２／ｇ、細孔容積が０．３１ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例４〕
調合溶液１： ３．２５ｇのＮａＡｌＯ２、７．２３ｇのＮａＯＨ、２．１３ｇのＮａＣｌ、および、３４．８９ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ３．２５ｇのＮａＡｌＯ２、７．２３ｇのＮａＯＨ、２．１３ｇのＮａＣｌ、および、３４．８９ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを２５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３１２ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１４０℃および６５０ｒｐｍで２日間結晶化させ、次に、１７０℃および１００ｒｐｍで５日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４２８ｍ２／ｇ、細孔容積が０．３３ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例５〕
調合溶液１： ３．７３ｇのＮａＡｌＯ２、８．９８ｇのＮａＯＨ、４．０２ｇのＮａＣｌ、および、３６．５４ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ３．７３ｇのＮａＡｌＯ２、８．９８ｇのＮａＯＨ、４．０２ｇのＮａＣｌ、および、３６．５４ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを２８０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３４５ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１６０℃および３５０ｒｐｍで１日間結晶化させ、次に、１９０℃および１５０ｒｐｍで３日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４５７ｍ２／ｇ、細孔容積が０．２７ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例６〕
調合溶液１： ２．８９ｇのＮａＡｌＯ２、６．３６ｇのＮａＯＨ、３．９４ｇのＮａＣｌ、および、６９．０１ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ２．８９ｇのＮａＡｌＯ２、６．３６ｇのＮａＯＨ、３．９４ｇのＮａＣｌ、および、６９．０１ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを２５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３３５ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１００℃および４５０ｒｐｍで１日間結晶化させ、次に、１８５℃および１５０ｒｐｍで４日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４６３ｍ２／ｇ、細孔容積が０．２８ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例７〕
調合溶液１： ２．８８ｇのＮａＡｌＯ２、７．６３ｇのＮａＯＨ、２．１３ｇのＮａＣｌ、および、４５．１３ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ２．８８ｇのＮａＡｌＯ２、７．６３ｇのＮａＯＨ、２．１３ｇのＮａＣｌ、および、４５．１３ｇのＤｅｃＢｒ２を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを２５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３６４ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１４０℃および７５０ｒｐｍで１．５日間結晶化させ、次に、１７５℃および１５０ｒｐｍで６日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４６４ｍ２／ｇ、細孔容積が０．２９ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例８〕
調合溶液１： ４．２５ｇのＮａＡｌＯ２、９．３４ｇのＮａＯＨ、４．２６ｇのＮａＣｌ、および、２５．０９ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液１： ４．２５ｇのＮａＡｌＯ２、９．３４ｇのＮａＯＨ、４．２６ｇのＮａＣｌ、および、２５．０９ｇのＤｅｃＢｒ２を４００ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １２５ｍｌのシリカゾルを３４０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合した。３６４ｇのＥＵ−１分子篩を結晶の種として添加してゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１００℃および３００ｒｐｍで２日間結晶化させ、次に、１７０℃および４０ｒｐｍで５日間結晶化させた。最後に、ゲルを室温まで冷却、濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が４５３ｍ２／ｇ、細孔容積が０．３０ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例９〕
（比較例）
調合溶液１： ６．８ｇのＮａＡｌＯ２、８．８６ｇのＮａＯＨ、２．０ｇのＮａＣｌ、および、５１．７２ｇのＨｅｘＢｒ２（ヘキサメトニウム臭化物）を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
（比較例）
調合溶液１： ６．８ｇのＮａＡｌＯ２、８．８６ｇのＮａＯＨ、２．０ｇのＮａＣｌ、および、５１．７２ｇのＨｅｘＢｒ２（ヘキサメトニウム臭化物）を３５０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
調合溶液２： １４３ｍｌのシリカゾルを２９０ｍｌのＨ２Ｏに添加し、攪拌して均質に混合した。
溶液２を溶液１に添加し、攪拌して均質に混合し、モル組成がＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３：Ｎａ２Ｏ：ＨｅｘＢｒ２：Ｈ２Ｏ＝６０：１．７：１０：１０：３０００となるゲルを調製した。
このようにして得られたゲルを１Ｌの合成用ケットルに仕込み、１６０℃および３５０ｒｐｍで１１日間結晶化させて、室温まで冷却した。最後に、ゲルを濾過、洗浄し、さらに乾燥させて分子篩としての生成物を得た。結晶相分析の結果は、この生成物がＮＵ−８５分子篩であることを示していた。
このようにして得られたＮＵ−８５分子篩は比表面積が３６４ｍ２／ｇ、細孔容積が０．１９ｃｍ３／ｇであった。
〔実施例１０〕
実施例１において調製したＮＵ−８５分子篩を５５０℃で６時間か焼して、テンプレートを除去した。そして、この分子篩を、液体に対する固体の比を５０ｇ／Ｌとなるように１Ｍの硝酸アンモニウム溶液と混合して、アンモニウム交換を７０℃で５時間かけて２回実施した。混合物を５５０℃で６時間か焼して、水素型のＮＵ−８５分子篩であるＮＵＺ−１を得た。
実施例１において調製したＮＵ−８５分子篩を５５０℃で６時間か焼して、テンプレートを除去した。そして、この分子篩を、液体に対する固体の比を５０ｇ／Ｌとなるように１Ｍの硝酸アンモニウム溶液と混合して、アンモニウム交換を７０℃で５時間かけて２回実施した。混合物を５５０℃で６時間か焼して、水素型のＮＵ−８５分子篩であるＮＵＺ−１を得た。
実施例９（比較例）において調製したＮＵ−８５分子篩を同一条件の下で処理してＮＵＺ−２を得た。
〔実施例１１〕
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた、ベンゼンおよびプロピレンからのクメンの調製〕
実施例１０において得られたＮＵＺ−１およびＮＵＺ−２を使用して、ベンゼンおよびプロピレンからクメンを調製した。反応条件は、温度が１１０℃、圧力が３．０ＭＰａ、プロピレンの容積空間速度（ｖｏｌｕｍｅ ｓｐａｃｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が１５．０ｈ−１、ベンゼン／プロピレンのモル比が４であった。反応の結果を表１に列挙する。
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた、ベンゼンおよびプロピレンからのクメンの調製〕
実施例１０において得られたＮＵＺ−１およびＮＵＺ−２を使用して、ベンゼンおよびプロピレンからクメンを調製した。反応条件は、温度が１１０℃、圧力が３．０ＭＰａ、プロピレンの容積空間速度（ｖｏｌｕｍｅ ｓｐａｃｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が１５．０ｈ−１、ベンゼン／プロピレンのモル比が４であった。反応の結果を表１に列挙する。
〔実施例１２〕
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた炭素数が８の芳香族化合物の異性化〕
アルミナ、実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩、および、活性金属（例えば白金）を混合、混練し、押し出し成型して、触媒Ｃ１を調製した。ＥＵ−１分子篩を用いて、コントロールとして触媒Ｃ２を調製した。上記触媒は、３０重量％の分子篩、０．３重量％の白金、および、６９．７重量％のアルミナからなっていた。反応物質は、０．０１ｍｏｌ％のベンゼン、０．１３ｍｏｌ％のトルエン、１２．１６ｍｏｌ％のエチルベンゼン、０．４ｍｏｌ％のｐ−キシレン、５５．２３ｍｏｌ％のｍ−キシレン、および、２２．５８ｍｏｌ％のｏ−キシレンからなっていた。反応は、３９５℃の温度、１．０ＭＰａの圧力、４．０ｈ−１の容積空間速度、４．０の水素／炭化水素モル比で実施した。反応の結果を表２（モル百分率）に列挙する。
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた炭素数が８の芳香族化合物の異性化〕
アルミナ、実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩、および、活性金属（例えば白金）を混合、混練し、押し出し成型して、触媒Ｃ１を調製した。ＥＵ−１分子篩を用いて、コントロールとして触媒Ｃ２を調製した。上記触媒は、３０重量％の分子篩、０．３重量％の白金、および、６９．７重量％のアルミナからなっていた。反応物質は、０．０１ｍｏｌ％のベンゼン、０．１３ｍｏｌ％のトルエン、１２．１６ｍｏｌ％のエチルベンゼン、０．４ｍｏｌ％のｐ−キシレン、５５．２３ｍｏｌ％のｍ−キシレン、および、２２．５８ｍｏｌ％のｏ−キシレンからなっていた。反応は、３９５℃の温度、１．０ＭＰａの圧力、４．０ｈ−１の容積空間速度、４．０の水素／炭化水素モル比で実施した。反応の結果を表２（モル百分率）に列挙する。
〔実施例１３〕
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた、トルエンの不均一化およびトリメチルベンゼンのアルキル基転移反応〕
実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩を使用した。また、モルデナイト（“ＭＯＲ”；Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ）（ＣＮ９８１１０７３６．２に記載の実施例９の方法に従って調製した）を比較用分子篩として使用した。原料は６０％のトルエンおよび４０％の１，２，４−トリメチルベンゼンからなっていた。反応条件は、温度が４００℃、圧力が２．４ＭＰａ、容積空間速度が１．２ｈ−１、水素／炭化水素の体積比が１３であった。反応の結果を表３（モル百分率）に列挙する。
〔ＮＵ−８５分子篩を用いた、トルエンの不均一化およびトリメチルベンゼンのアルキル基転移反応〕
実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩を使用した。また、モルデナイト（“ＭＯＲ”；Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ）（ＣＮ９８１１０７３６．２に記載の実施例９の方法に従って調製した）を比較用分子篩として使用した。原料は６０％のトルエンおよび４０％の１，２，４−トリメチルベンゼンからなっていた。反応条件は、温度が４００℃、圧力が２．４ＭＰａ、容積空間速度が１．２ｈ−１、水素／炭化水素の体積比が１３であった。反応の結果を表３（モル百分率）に列挙する。
〔実施例１４〕
〔ベンゼンを用いたエチルベンゼンの調製、および、ＮＵ−８５分子篩を用いたエチレンの調製〕
実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩を使用した。また、βゼオライト（ＣＮ０１１０６０４０．９に記載の実施例１の方法に従って調製した）を比較用分子篩として使用した。反応条件は、温度が２２０℃、圧力が３．５ＭＰａ、エチレンの容積空間速度が２．０ｈ−１、および、出発物質のベンゼンの／エチレンのモル比は１２であった。反応の結果を表４（モル百分率）に列挙する。
〔ベンゼンを用いたエチルベンゼンの調製、および、ＮＵ−８５分子篩を用いたエチレンの調製〕
実施例１０において調製したＮＵＺ−１分子篩を使用した。また、βゼオライト（ＣＮ０１１０６０４０．９に記載の実施例１の方法に従って調製した）を比較用分子篩として使用した。反応条件は、温度が２２０℃、圧力が３．５ＭＰａ、エチレンの容積空間速度が２．０ｈ−１、および、出発物質のベンゼンの／エチレンのモル比は１２であった。反応の結果を表４（モル百分率）に列挙する。
本開示のさらなる実施形態は、明細書およびここに開示した本発明の実施内容から、当業者は自ずから理解できるはずである。
Claims (12)
- 約４０５ｍ２／ｇ〜約４７０ｍ２／ｇの範囲の比表面積、および、約０．２７ｃｍ３／ｇ〜約０．３５ｃｍ３／ｇの範囲の細孔容積を有する、ＮＵ−８５分子篩。
- 約４１０ｍ２／ｇ〜約４６０ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する、請求項１に記載のＮＵ−８５分子篩。
- 約０．２８ｃｍ３／ｇ〜約０．３２ｃｍ３／ｇの範囲の細孔容積を有する、請求項１または２に記載のＮＵ−８５分子篩。
- アルミニウム源、シリコン源、塩基、テンプレート、無機塩、ＥＵ−１分子篩、および、水を、シリコン源中のＳｉＯ２に対するＥＵ−１分子篩の質量比が約２．５〜約８．５の範囲となり、かつ、得られる結晶化物質中のアルミニウム源（Ａｌ２Ｏ３に基づいて算出）、シリコン源（ＳｉＯ２に基づいて算出）、塩基（Ｎａ２Ｏに基づいて算出）、テンプレート、無機塩（ＮａＬに基づいて算出）、および、水のモル比が、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約３０：１〜約７０：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０４：１〜約０．２５：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．０５：１〜約０．３：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約３５：１〜約８０：１、および、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．０３：１〜約０．１４：１
の範囲となるように混合し（ただし、Ｒは臭化ノナメトニウム、臭化デカメトニウム、臭化ウンデカメトニウム、および、これらの混合物からなる群より選択されるテンプレートであり、ＮａＬはナトリウム塩である）、
約３００ｒｐｍ〜約８００ｒｐｍの範囲の攪拌速度および約１００℃〜約１６０℃の範囲の結晶化温度における、約１日〜約２日の範囲の期間の高速攪拌によって実施される低温結晶化と、約４０ｒｐｍ〜約２５０ｒｐｍの範囲の攪拌速度および約１７０℃〜約１９０℃の範囲の結晶化温度における、約２日〜約６日の範囲の期間の低速攪拌によって実施される高温結晶化との２つの段階をこの順に実施することを含む動的結晶化過程によって、上記結晶化物質を結晶化させることを含む、請求項１に記載のＮＵ−８５分子篩を製造する方法。 - 上記結晶化物質中のアルミニウム源、シリコン源、塩基、テンプレート、無機塩、および、水のモル比が、
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝約４０：１〜約６５：１、
Ｒ／ＳｉＯ２＝約０．０８：１〜約０．２２：１、
Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約０．１：１〜約０．２：１、
Ｈ２Ｏ／ＳｉＯ２＝約４２：１〜約５５：１、および、
ＮａＬ／ＳｉＯ２＝約０．００４９：１〜約０．０９８：１
となる範囲である、請求項４に記載の方法。 - 上記シリコン源中のＳｉＯ２に対するＥＵ−１分子篩の質量比が約３．０：１〜約７．０：１である、請求項４または５に記載の方法。
- 結晶化過程の全体が、上記結晶化温度において自己圧（ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）下で実施される、請求項４または５に記載の方法。
- ナトリウム塩ＮａＬが、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、硝酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、および、これらの混合物からなる群より選択される、請求項４に記載の方法。
- 上記アルミニウム源が、アルミニウム塩、アルミン酸、アルミナ、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、および、これらの混合物からなる群より選択されるアルミニウム源である、請求項４に記載の方法。
- 上記シリコン源が、ホワイトカーボンブラック、シリカゾル、水ガラス、テトラエチルオルトシリケート、および、これらの混合物からなる群より選択される、請求項４に記載の方法。
- ＥＵ−１分子篩中のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３のモル比が、約２０：１〜約３５：１の範囲である、請求項４に記載の方法。
- 請求項１に記載のＮＵ−８５分子篩を、芳香族化合物のアルキル化、芳香族化合物の異性化、および、アルカンの水素異性化において用いる使用方法。
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