JP2012519639A - 同形置換されたシリケートを製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
(1)シリカ又はこの前駆体、層構造シリケートの結晶化を可能とするための少なくとも1種の構造指向剤(SDA)、及び水を提供する工程、
(2)熱水的な条件下で、工程(1)に従って得られた混合物を加熱し、前駆体懸濁物を得る工程、
(3)層構造のシリケート中のSi原子の少なくとも一部を同形置換するために適切な、少なくとも1種の元素の少なくとも1種の供給源を、前駆体懸濁物に加える工程、
(4)工程(3)に従い得られた混合物を、熱水的な条件下で加熱し、層構造のシリケートを得る工程、
を含むことを特徴とする同形置換された層構造のシリケートを製造する方法に関する。
(5)工程(4)に従って得られた懸濁物から層構造のシリケートを分離し、
(6)任意に、分離された層構造のシリケートを、好ましくは洗浄水が6〜7の範囲のpHになるまで洗浄する工程、及び/又は
(7)任意に、分離され、及び任意に洗浄された層構造のシリケートを、好ましくは75〜125℃の範囲の温度で乾燥させる工程、
を追加的に含む方法にも関する。
(8)(4)又は(5)又は(6)又は(7)に従い得られたシリケートを、好ましくは300〜700℃の範囲の温度、より好ましくは550〜650℃の範囲の温度でか焼する工程、
を追加的に含む方法にも関する。
(I)上述した同形置換された層構造のシリケート及び/又は同形置換されたテクトシリケート、及び任意に少なくとも1種のバインダーを含む混合物を製造する工程、
(II)混合物を練る工程、
(III)練った混合物を成形し、少なくとも1種の成形物を得る工程、
(IV)少なくとも1種の成形物を乾燥する工程、
(V)少なくとも1種の乾燥した成形物を、か焼する工程、
を含む方法にも関する。
粉X−線回折パターンを、単色のCuKアルファ−1照射、及び選択方位(方位配列)を回避するための毛細管のサンプルホルダを備えたSiemens D−5000に記録した。回折データーをBraunからの位置敏感(型)検出器を使用して、8〜96°(2−シータ)の範囲で、及び0.0678°のステップ幅で、収集した。パウダーダイヤグラムの指標付けをパウダーXに備えられたプログラムTreor90を使用して行った(Treor90は、URL http://www.ch.iucr.org/sincrics−top/logiciel/を介して自由にアクセスできるパブリックドメインのプログラムである)。図中、「°」で表される角度2シータを、横座標に沿って示し、そして強度を縦座標に沿って示した。
工程(ステップ)1:
8.6gのナトリウムヒドエオキシド(NaOH)を、229.3gの水に溶解した。次にこの溶液を、653.4gのテンプレート(SDA)、ジメチルジプロピルアアンモニウムヒドロキシド(39質量%)の溶液と、室温で10分間、攪拌しながら混合した。次に8.6gのRUB−39の種結晶を、室温で、20分間、攪拌させながらこの溶液に加えた。ヒュームドシリカ(Aerosil)を、この混合物に、小部分を連続的に導入することにより段階的に加え、そして比較的濃い懸濁物(懸濁液)を得た。この懸濁物を室温で、更に20分間、攪拌した。得られたゲルを、オートクレーブ内に注いだ。この合成混合物のモル組成は、SiO2:SDA:NaOH:H2O=1:0.5:0.0625:10であった。第1の結晶化工程を、150℃で行い、そして期間は48時間であった。第1の工程の後、底部に沈澱物を有する不透明な懸濁物が得られた。
20.17gのアルミニウムイソプロポキシド(アルミニウムトリイソプロピレート)を、第1工程から得られた前駆体(1068g)に直接的に導入した。混合物を2時間、攪拌した。第2の結晶化工程を140℃で行い、そして継続時間は、48時間であった。底部に沈澱物を有する、不透明な懸濁物を得た。この生成物を、(遠心分離で)ろ過し、そして水で洗浄した。固体生成物を100℃で乾燥させた。
得られた材料のXRDパターンを図1に示す。
工程(ステップ)1:
1.3gのナトリウムヒドロイシド(NaOH)を、35.4gの水に溶解した。次に、この溶液を、100.9gのテンプレート(SDA)の水溶液、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド(39質量%)と、室温で10分間、攪拌しながら混合した。次に1.3gのRUB−39の種結晶を、室温で、20分間、攪拌させながらこの溶液に加えた。ヒュームドシリカ(Aerosil)を、この混合物に、小部分を連続的に導入することにより段階的に加え、そして比較的濃い懸濁物(懸濁液)を得た。この懸濁物を室温で、更に20分間、攪拌した。得られたゲルを、オートクレーブ内に注いだ。この合成混合物のモル組成は、SiO2:SDA:NaOH:H2O=1:0.5:0.0625:10であった。第1の結晶化工程を、150℃で行い、そして期間は48時間であった。第1の工程の後、底部に沈澱物を有する不透明な懸濁物が得られた。
1.47gのアルミネート(NaAlO2)を、20分間攪拌させながら、53.7gの水に溶解した。次にこの溶液を、第1の工程で得られた前駆体と混合した。この混合物を、30分間、攪拌した。次に、温度を70℃に上昇させ、そして合成混合物から53.7gの水を蒸発させた。得られたゲルをオートクレーブ内に注いだ。この合成混合物のモル組成は、SiO2:NaAlO2:SDA:NaOH:H2O=1:0.0333:0.5:0.0625:10であった。第2の結晶化工程を、140℃で行い、そして期間は48時間であった。底部に沈澱物を有する不透明な懸濁物が得られた。生成物を、(遠心分離で)ろ過し、そして水で洗浄した。固体生成物を100℃で乾燥させた。
この比較例に使用する試薬の量を、以降の実施例3で使用する、それぞれの量とおおよそ同一になるように選んだ。
試薬:
1)NaOH 8.6g
2)H2O 576.8g
3)ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド(39質量%)水溶液 653.4g
4)種結晶(RUB−39) 8.6g
5)Aerosil200 208.5g
6)NaAlO2 9.5g
NaOHを、229.3gの水に溶解し、次にジメチルジエチルアンモニウムヒドロキシド溶液を加え、そして得られた溶液を10分間、攪拌した。次に、種結晶を加え、そして溶液を更に20分間、混合した。次にAerosilを、攪拌しながら部分に分けて加え、そしてこの混合物を20分間、攪拌した。次に、347.5gの水中に溶解したNaAlO2の溶液をこの混合物に加え、そして30分間、攪拌した。次に、ロータリーエバポレーター(回転蒸発器)を使用して、混合物から347.5gの水を除去し、この後、濃縮混合物を、圧力消化容器(pressure digestion vessel)に移し、そして次に熱水条件下で、140℃で120時間、この中で加熱した。
工程(ステップ)1
試薬:
1)Aerosil200 208.5g
2)ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド(39質量%)水溶液 653.4g
3)種結晶(RUB−39) 8.6g
4)H2O 229.3g
5)NaOH 8.6g
NaOHを、水に溶解し、これにジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシドを加え、そして得られた溶液を10分間、攪拌した。次に、種結晶を加え、そして得られた溶液を更に20分間、攪拌した。次にAerosilを、攪拌しながら部分に分けて加え、そしてこの混合物を1時間、攪拌した。次に、混合物を、圧力消化容器に移し、そして次に熱水条件下で、150℃で48時間、この中で加熱し、茶色がかった白色のかすかに光る懸濁物を得た。
試薬:
1)NaAlO2 9.3g
2)H2O 339.9g
NaAlO2を、水に溶解し、次に得られた溶液を20分間、攪拌した。この溶液を、工程1の生成物に加え、そしてこの後、この混合物を1時間、攪拌した。次に、混合物を、圧力消化容器に移し、そして次に熱水条件下で、140℃で48時間、この中で加熱し、グレイホワイトのかすかに光る懸濁物を得た。次に、この反応生成物を遠心分離し、そして固体を2リットルの蒸留水で洗浄した。次にこの固体を120℃で6時間乾燥させ、51.14gの白色粉を得た。
実施例1からの36.838gの生成物を、1℃/分の速度で600℃に加熱し、次にその温度で、10時間保持し、29.507gのAl−RUB−41を得た。
得られた材料のXRDパターンを図4に示す。
工程(ステップ)1
試薬:
1)Aerosil200 208.5g
2)ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド(39質量%)水溶液 653.4g
3)種結晶(RUB−39) 8.6g
4)H2O 229.3g
5)NaOH 8.6g
NaOHを、水に溶解し、これにジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシドを加え、そして得られた溶液を10分間、攪拌した。次に、種結晶を加え、そして得られた溶液を更に20分間、攪拌した。次にAerosilを、攪拌しながら部分に分けて加え、そしてこの混合物を1時間、攪拌した。次に、混合物を、圧力消化容器に移し、そして次に熱水条件下で、140℃で48時間、この中で加熱した。
工程(ステップ)2
試薬:
1)アルミニウムトリイソプロピレート 5.0g
アルミニウムトリイソプロピレートを、工程1の生成物に加え、そして得られた混合物を2時間、攪拌した。次に、混合物を、圧力消化容器に移し、そして次に熱水条件下で、140℃で48時間、この中で加熱し、黄色のかすかに光る懸濁物を得た。
350℃〜400℃、N/C割合が2で、触媒を試験した。アンモニアをその状態で供給した;メタノールは、Heを使用した飽和器からのものであった。WHSV(時間での質量空間速度:weight hourly space velocity)は、〜0.6g/g.hであった。
0.04gのナトリウムヒドロキシドを、5.434gの水性ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド(21.9質量%)溶液に、攪拌しながら加えた。次に1.2gのヒュームドシリカをこの混合物に加え、次にこれを10分間、攪拌した。次に、0.036gのRUB−36を種結晶材料として加え、そしてこの混合物を、10分間、攪拌した。次に得られた懸濁液を、圧力消化容器に移し、そして次に、熱水条件下で、140℃で48時間、加熱した。
XRD回折パターンを図6に示す。
Claims (27)
- (1)シリカ又はその前駆体、層構造シリケートの結晶化を可能とするための少なくとも1種の構造指向剤(SDA)、及び水を提供する工程、
(2)熱水的な条件下で、工程(1)に従って得られた混合物を加熱し、前駆体懸濁物を得る工程、
(3)層構造のシリケート中のSi原子の少なくとも一部を同形置換するために適切な、少なくとも1種の元素の少なくとも1種の供給源を、前駆体懸濁物に加える工程、
(4)工程(3)に従い得られた混合物を、熱水的な条件下で加熱し、層構造のシリケートを得る工程、
を含むことを特徴とする同形置換された層構造のシリケートを製造する方法。 - 工程(1)で、非結晶質シリカが使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1種の構造指向剤が、ジメチルジ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド(DMDPAOH)であるか、又はジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチル−メチルアンモニウムヒドロキシド、及びジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド及びトリエチルメチルアンモニウムヒドロキシドの混合物から成る群、好ましくはDMDPAOHから選ばれることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、追加的に、少なくとも1種の塩基、好ましくはヒドロキシド、より好ましくは水酸化ナトリウムを含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、SiO2又はSiO2として計算される、SiO2の前駆体、及び塩基、好ましくはNaOHを、SiO2:塩基として、1:(0.01〜0.5)のモル割合、好ましくは1:(0.02〜0.1)のモル割合で含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、追加的に、少なくとも1種の適切な種材料、好ましくは層構造のシリケートの種結晶、より好ましくは全シリカ層構造のシリケートの種結晶を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、SiO2又はSiO2として計算されるSiO2の前駆体、及び種材料を、SiO2:種材料の質量割合として、1:(0.005〜0.2)、好ましくは1:(0.01〜0.1)の質量割合で含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、SiO2又はSiO2として計算されるSiO2の前駆体、構造指向剤、及び水を、SiO2:SDA:H2Oのモル割合として、1:(0.45〜0.55):(5〜20)のモル割合、好ましくは1:(0.48〜0.52):(8〜14)のモル割合で含むことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。
- 工程(1)に従う混合物が、工程(2)に従い、12〜72時間の範囲の期間、好ましくは36〜60時間の範囲の期間、加熱されることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。
- 混合物が、工程(2)に従い、130〜160℃の範囲の温度で加熱されることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の方法。
- 同形置換のために適切な少なくとも1種の元素が、Al、B、Fe、Ti、Sn、Ga、Ge、Zr、V、Nb及びこれらの2種以上の混合物から成る群から、好ましくはAlから選ばれることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。
- 同形置換のために適切な、少なくとも1種の元素の供給源が、アルミネート、好ましくはナトリウムアルミネート、又はアルミニウムアルコレート、好ましくはアルミニウムイソプロポキシドであることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の方法。
- 工程(3)に従う混合物が、SiO2又はSiO2として計算されるSiO2の前駆体、及び少なくとも1種の適切な元素、好ましくはAlを、SiO2:元素のモル割合として1:(0.001〜0.5)のモル割合、好ましくは1:(0.005〜1)、より好ましくは1:(0.01〜0.05)のモル割合で含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の方法。
- 工程(3)に従う混合物が、SiO2又はSiO2として計算されるSiO2の前駆体、構造指向剤、及び水を、SiO2:SDA:H2Oのモル割合として1:(0.45〜0.55):(5〜20)、好ましくは1:(0.45〜0.55):(8〜15)のモル割合で含むことを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の方法。
- 工程(3)に従う混合物が、工程(2)に従い、12〜132時間の範囲の期間、好ましくは36〜60時間の範囲の期間、加熱されることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の方法。
- 混合物が工程(2)に従い、135〜145℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする請求項1〜15の何れか1項に記載の方法。
- (5)工程(4)に従い得られた懸濁物から層構造のシリケートを分離する工程、
(6)任意に、分離された層構造のシリケートを、好ましくは洗浄液が6〜7の範囲のpHになるまで洗浄する工程、及び/又は
(7)任意に、分離され及び任意に洗浄された層構造のシリケートを、好ましくは75〜125℃の範囲の温度で乾燥させる工程、
を追加的に含むことを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載の方法。 - (8)(4)又は(5)又は(6)又は(7)に従い得られたシリケートを、好ましくは300〜700℃の範囲の温度、より好ましくは550〜650℃の範囲の温度でか焼する工程、
を追加的に含むことを特徴とする請求項1〜17の何れか1項に記載の方法。 - 請求項1〜17の何れか1項に記載の方法で得ることができる、同形置換された層構造のシリケート。
- 層構造のシリケートの、Si:適切な元素、好ましくはAlの原子割合が、1:(0.001〜0.5)、好ましくは1:(0.005〜1)、より好ましくは1:(0.01〜0.05)の範囲であることを特徴とする請求項19に記載の層構造のシリケート。
- RUB−39又はRUB−36構造、好ましくはRUB−39構造を有することを特徴とする請求項19又は20の何れかに記載の層構造のシリケート。
- 請求項18に従う方法によって得ることができる、同形置換されたテクトシリケート。
- テクトシリケート中のSi:適切な元素、好ましくはAlの原子割合が、1:(0.001〜0.5)、好ましくは1:(0.005〜0.1)、より好ましくは1:(0.01〜0.05)の範囲であることを特徴とする請求項22に記載のテクトシリケート。
- RUB−41又はRUB−37構造、好ましくはRUB−41構造を有することを特徴とする請求項22又は23の何れかに記載のテクトシリケート。
- 成形物中に含まれることを特徴とする、請求項19〜24の何れか1項に記載のシリケート。
- 請求項19〜25の何れか1項に記載のシリケートを、分子篩、触媒、触媒成分、触媒担体、又はこれらのバインダーとして、吸着剤、顔料、洗剤の添加剤、建築材料の添加剤として、被覆ペースト、及び仕上げ物に揺変性の特性を与えるために、及び外部及び内部滑剤として、耐炎剤、紙製品への助剤及び充填剤として、バクテリシダル殺菌性及び/又はフンギシダル殺菌性及び/又は除草組成物中に、イオン交換のために、セラミックスの製造のために、ポリマーに、電気、光学、又は電子工学的な成分及びスイッチイング素子又はセンサーに使用する方法。
- アミノ化反応のため、好ましくはメタノールのアミノ化のため、又はMTO(メタノール−ツー−オレフィン)変換のための触媒、又は触媒成分としての、請求項26に記載の使用方法、好ましくは請求項22〜24の何れか1項に記載のシリケートの使用方法、より好ましくはAl−RUB−41のシリケートの使用方法。
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