JP2018202304A - Production method of zeolite catalyst - Google Patents

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清志 埜村
Kiyoshi Nomura
清志 埜村
内田 博
Hiroshi Uchida
博 内田
吉満 石原
Yoshimitsu Ishihara
吉満 石原
佐藤 一彦
Kazuhiko Sato
一彦 佐藤
島田 茂
Shigeru Shimada
茂 島田
中島 裕美子
Yumiko Nakajima
裕美子 中島
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Abstract

To provide a novel method for conveniently producing a zeolite catalyst which has high catalytic activity, with which an oligosilane can be produced and with which an aromatic compound can be produced from methane.SOLUTION: A method for producing a zeolite catalyst includes a raw material preparation step (A) to prepare a composition which includes: a carrier including zeolite; a transition element compound including at least one transition element selected from a group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium and having solubility in water at 20°C of 0-30 mg/mL; and water, a heat treatment step (B) to heat treat the composition prepared in the raw material preparation step (A) in the presence of liquid water at 40°C or more, and a moisture removal step (C) to remove moisture in the product obtained in the heat treatment step (B) by heating.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ゼオライト触媒の製造方法に関し、より詳しくはヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成する方法やメタンから芳香族化合物を生成する方法に使用しうるゼオライト触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a zeolite catalyst, and more particularly to a method for producing a zeolite catalyst that can be used in a method for dehydrocondensing hydrosilane to produce oligosilane or a method for producing an aromatic compound from methane.

アルミノケイ酸塩の一種であるゼオライトは、結晶構造に分子サイズの微細空孔を有し、そのサイズに見合った分子を吸着・脱着したり、サイズの異なる分子を分離したりできるため、例えば分離膜、イオン交換体、種々の吸着剤や触媒の担体など幅広い用途に用いられている。   Zeolite, a kind of aluminosilicate, has fine pores of molecular size in the crystal structure, and can adsorb and desorb molecules corresponding to the size, and separate molecules of different sizes. It is used in a wide range of applications such as ion exchangers, various adsorbents and catalyst carriers.

ゼオライト触媒が適用される例として、低級炭化水素を原料とし、芳香族化合物を製造する反応が知られており、特許文献1にはモリブデンが担持されたメタロシリケートからなるゼオライトが開示されている。   As an example to which a zeolite catalyst is applied, a reaction for producing an aromatic compound using a lower hydrocarbon as a raw material is known. Patent Document 1 discloses a zeolite made of metallosilicate carrying molybdenum.

本発明者らは、ゼオライトに遷移元素を含ませたゼオライト触媒が、ジシラン製造触媒として活性を示すことを見出し、オリゴシラン製造用ゼオライト触媒を開発してきた(特許文献2)。   The present inventors have found that a zeolite catalyst containing a transition element in zeolite exhibits activity as a disilane production catalyst, and has developed a zeolite catalyst for oligosilane production (Patent Document 2).

特許文献2に記載されているように、ゼオライトへの遷移元素の配合方法として、含浸法、イオン交換法、昇華法が知られている。
含浸法のような湿式法によりモリブデン(Mo)をゼオライトに担持させる場合、例えば、非特許文献1、特許文献1に記載されているように、通常、水溶性の七モリブデン酸六アンモニウムを用いて調製した水溶液を用いる。この場合、ポリ酸である七モリブデン酸六アンモニウムのサイズはゼオライトの細孔径より大きいため、細孔内に入ることが出来ない。また、含浸では、大きな水性モリブデン酸イオンはH−ZSM−5のカチオン交換サイトと直接カチオン交換できない。そのため、ゼオライトをモリブデン水溶液に含浸後、400℃以上で焼成することにより、ゼオライト表面上で、七モリブデン酸六アンモニウムを酸化モリブデン(MoO3)に変換する。
また、酸化モリブデンとゼオライト粉末を物理的に混合後に、400℃以上の高温で焼成する乾式法によりモリブデン(Mo)をゼオライトに担持させる方法が提案されている(非特許文献2)。
As described in Patent Document 2, an impregnation method, an ion exchange method, and a sublimation method are known as methods for blending a transition element into zeolite.
When molybdenum (Mo) is supported on zeolite by a wet method such as an impregnation method, for example, as described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, usually, water-soluble hexaammonium heptamolybdate is used. Use the prepared aqueous solution. In this case, since the size of hexammonium heptamolybdate, which is a polyacid, is larger than the pore diameter of zeolite, it cannot enter the pores. Also, in the impregnation, large aqueous molybdate ions cannot be directly cation exchanged with the cation exchange site of H-ZSM-5. Therefore, after impregnating the zeolite with an aqueous molybdenum solution and calcining at 400 ° C. or higher, hexaammonium heptamolybdate is converted to molybdenum oxide (MoO 3 ) on the zeolite surface.
In addition, a method has been proposed in which molybdenum (Mo) is supported on zeolite by a dry method in which molybdenum oxide and zeolite powder are physically mixed and then calcined at a high temperature of 400 ° C. or higher (Non-patent Document 2).

特開2010−125342号公報JP 2010-125342 A 国際公開第2016/027743号International Publication No. 2016/027743

Catalysis Letters 35, 1995, 233.Catalysis Letters 35, 1995, 233. Journal of Physical Chemistry B, 1999, Vol.103, p.5787-5796.Journal of Physical Chemistry B, 1999, Vol.103, p.5787-5796.

本発明者らの検討によると、七モリブデン酸六アンモニウム水溶液に含浸させたゼオライトをオリゴシラン製造触媒として使用するためには、含浸後、約400℃以上の高温で焼成しないと、触媒活性が発現しないことがわかった。また、非特許文献2で提案されて
いる酸化モリブデンとゼオライト粉末を物理的に混合した後に、400℃以上の高温で焼成する乾式法によりモリブデン(Mo)を担持させたゼオライトをオリゴシランの製造に用いたところ、触媒活性は示したが、七モリブデン酸六アンモニウム水溶液を用いた湿式法によるゼオライト触媒より活性が低かった。
本発明は、オリゴシランを製造しうる、また、メタンから芳香族化合物を製造しうる、高い触媒活性を有するゼオライト触媒を簡便に製造する新規な方法を提供することを目的とする。
According to the study by the present inventors, in order to use a zeolite impregnated with an aqueous solution of hexammonium heptamolybdate as an oligosilane production catalyst, after impregnation, the catalyst activity is not expressed unless it is calcined at a high temperature of about 400 ° C. or higher. I understood it. Moreover, after the molybdenum oxide and zeolite powder proposed in Non-Patent Document 2 are physically mixed, the zeolite carrying molybdenum (Mo) by a dry method of firing at a high temperature of 400 ° C. or higher is used for the production of oligosilane. As a result, although the catalytic activity was shown, the activity was lower than that of the zeolite catalyst by the wet method using the hexammonium hexamolybdate aqueous solution.
An object of the present invention is to provide a novel method for easily producing a zeolite catalyst having high catalytic activity capable of producing an oligosilane and capable of producing an aromatic compound from methane.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む、20℃において水に難溶性の遷移元素化合物の少なくとも1種を用いて、特定の方法により製造した遷移元素含有ゼオライト触媒の存在下で反応を行うことにより、効率よくヒドロシランを脱水素縮合させられることを見出し、本発明を完成させた。
本発明の実施形態には以下が含まれる。
[1] ゼオライトを含む担体、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、クロム
からなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物、並びに水を含む配合物を準備する原料準備工程(A)と、上記原料準備工程(A)で準備した配合物を液体の水の存在下で40℃以上に加熱処理する加熱処理工程(B)と、上記加熱処理工程(B)で得られた生成物の水分を加熱により除去する水分除去工程(C)と、を含むゼオライト触媒の製造方法。
[2] 上記遷移元素化合物の20℃での水への溶解度が1mg/mL未満であり、上記原
料準備工程(A)の配合物が溶解助剤をさらに含む、[1]に記載のゼオライト触媒の製造方法。
[3] 上記加熱処理工程(B)を85℃以上で行う、[1]または[2]に記載のゼオライト
触媒の製造方法。
[4] 上記加熱処理工程(B)を密閉系で行う、[1]〜[3]のいずれか一に記載のゼオラ
イト触媒の製造方法。
[5] 上記加熱処理工程(B)を100℃未満かつ大気圧以上20気圧以下の条件下、ま
たは100℃以上でその温度での水の蒸気圧以上20気圧以下の条件下、で行う、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。
[6] 上記加熱処理工程(B)を10分〜120時間行う、[1]〜[5]のいずれか一項に
記載のゼオライト触媒の製造方法。
[7] 上記遷移元素化合物が酸化モリブデンである、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の
ゼオライト触媒の製造方法。
[8] 上記水分除去工程(C)を100〜1000℃で行う、[1]〜[7]のいずれか一項
に記載のゼオライト触媒の製造方法。
[9] 上記[1]〜[8]のいずれか一項に記載の製造方法により得られたゼオライト触媒を
用いて脱水素反応を行う工程を含む、脱水素カップリング方法。
[10] 上記[9]記載の脱水素カップリング方法がシラン化合物の脱水素カップリングで
ある、オリゴシランの製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention contain at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium. The present invention has found that hydrosilane can be efficiently dehydrogenatively condensed by performing a reaction in the presence of a transition element-containing zeolite catalyst produced by a specific method using at least one kind of hardly soluble transition element compound. Was completed.
Embodiments of the present invention include the following.
[1] A carrier containing zeolite, a transition element compound having a solubility in water at 20 ° C. of 0 to 30 mg / mL containing at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and chromium And a raw material preparation step (A) for preparing a blend containing water, and a heat treatment step (B) for heat-treating the blend prepared in the raw material preparation step (A) to 40 ° C. or higher in the presence of liquid water. And a water removal step (C) in which the water content of the product obtained in the heat treatment step (B) is removed by heating.
[2] The zeolite catalyst according to [1], wherein the transition element compound has a solubility in water at 20 ° C. of less than 1 mg / mL, and the formulation of the raw material preparation step (A) further includes a dissolution aid. Manufacturing method.
[3] The method for producing a zeolite catalyst according to [1] or [2], wherein the heat treatment step (B) is performed at 85 ° C. or higher.
[4] The method for producing a zeolite catalyst according to any one of [1] to [3], wherein the heat treatment step (B) is performed in a closed system.
[5] The heat treatment step (B) is performed under conditions of less than 100 ° C. and atmospheric pressure to 20 atmospheres, or under conditions of 100 ° C. and more and the vapor pressure of water at the temperature to 20 atmospheres. The method for producing a zeolite catalyst according to any one of 1] to [4].
[6] The method for producing a zeolite catalyst according to any one of [1] to [5], wherein the heat treatment step (B) is performed for 10 minutes to 120 hours.
[7] The method for producing a zeolite catalyst according to any one of [1] to [6], wherein the transition element compound is molybdenum oxide.
[8] The method for producing a zeolite catalyst according to any one of [1] to [7], wherein the water removal step (C) is performed at 100 to 1000 ° C.
[9] A dehydrogenation coupling method including a step of performing a dehydrogenation reaction using the zeolite catalyst obtained by the production method according to any one of [1] to [8].
[10] A method for producing oligosilane, wherein the dehydrogenation coupling method according to [9] is dehydrogenation coupling of a silane compound.

本発明の一態様により、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物を原料として用いて、湿式法により、オリゴシランを製造しうる、またメタンから芳香族化合物を製造しうる、より高い触媒活性を有するゼオライト触媒を簡便に製造する新規な方法が提供される。また、この方法により、ヒドロシランやメタンに高い活性を示し、遷移元素複合固体酸触媒として、特に、ヒドロシランを脱水素縮合してオリゴシランを製造する、またメタンから芳香族化合物を製造する触
媒として好適に用いることができるゼオライト触媒が提供される。
According to one embodiment of the present invention, a transition element compound having a solubility in water at 20 ° C. of 0 to 30 mg / mL containing at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium As a raw material, a novel method for easily producing a zeolite catalyst having higher catalytic activity capable of producing an oligosilane by a wet method or producing an aromatic compound from methane is provided. In addition, this method exhibits high activity for hydrosilane and methane, and is suitable as a transition element composite solid acid catalyst, particularly as a catalyst for producing hydrosilanes and deriving oligosilanes, and for producing aromatic compounds from methane. A zeolite catalyst that can be used is provided.

オリゴシランの製造方法に使用することができる反応器の概念図である((a):回分反応器、(b):連続槽型反応器、(c):連続管型反応器)。It is a conceptual diagram of the reactor which can be used for the manufacturing method of oligosilane ((a): Batch reactor, (b): Continuous tank reactor, (c): Continuous tube reactor). 反応温度のプロファイルを表した概念図である。It is a conceptual diagram showing the profile of reaction temperature. 実施例及び比較例に使用した反応装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the reactor used for the Example and the comparative example.

本発明の第一の態様は、ゼオライト触媒の製造方法であり、ゼオライトを含む担体、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物、並びに水を含む配合物を準備する原料準備工程(A)と、前記原料準備工程(A)で準備した配合物を液体の水の存在下で40℃以上に加熱処理する加熱処理工程(B)と、前記加熱処理工程(B)で得られた生成物の水分を加熱により除去する水分除去工程(C)と、を含むことを特徴とする。以下、工程(A)、工程(B)、工程(C)と表記することもある。
湿式法によりモリブデン(Mo)をゼオライトに担持させる場合、通常、水溶性の七モリブデン酸六アンモニウムを用いて調製した水溶液を用いる。前述の通り本発明者らの検討によると、七モリブデン酸六アンモニウム水溶液に含浸させたゼオライトをオリゴシラン製造触媒として使用するためには、含浸後、約400℃以上の高温で焼成しないと、触媒活性が発現しない。これは、ポリ酸である七モリブデン酸六アンモニウムイオン(Mo24 6−)のサイズはゼオライトの細孔径より大きいため、細孔内に入ることが出来ず、また、含浸では、大きな水性モリブデン酸イオンはH−ZSM−5等の担体ゼオライトのカチオン交換サイトと直接カチオン交換できないためと考えられる。七モリブデン酸六アンモニウム水溶液を用いる場合、ゼオライトをモリブデン水溶液に含浸後、約400℃以上で焼成することにより、ゼオライト表面上で、七モリブデン酸六アンモニウムは酸化モリブデン(MoO3)に変換され、このMoO3が、表面物理拡散により、ゼオライト細孔内に移動してゼオライトの酸点と複合化して触媒活性が発現すると考えられる。
一方、驚くべきことに、本発明の一態様である難溶性遷移元素化合物を用いる方法により得られるMo含有ゼオライト触媒は、上記のように高温での焼成工程を経なくても、乾燥処理を行うだけで触媒活性を示す。また、高温で焼成することにより、より高い触媒活性を示し、上記七モリブデン酸六アンモニウムをMo源として用いる含浸法よりも、より触媒活性の高い触媒が得られる。酸化モリブデン(MoO)のように水に難溶であっても、加熱処理工程(B)により、モリブデン化合物の一部がサイズの小さなモリブデン酸イオンMoO 2−等になり、ゼオライトの細孔内に導入され、ゼオライトに担持されることが考えられる。酸化タングステン(WO)の場合も同様と考えられる。
以下、各工程について詳細に説明する。
A first aspect of the present invention is a method for producing a zeolite catalyst, comprising at least one transition element selected from the group consisting of a support containing zeolite, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium at 20 ° C. The raw material preparation step (A) for preparing a transition element compound having a solubility in water of 0 to 30 mg / mL and a formulation containing water, and the formulation prepared in the raw material preparation step (A) are liquid water A heat treatment step (B) in which heat treatment is performed at 40 ° C. or higher in the presence, and a water removal step (C) in which moisture of the product obtained in the heat treatment step (B) is removed by heating. Features. Hereinafter, it may be described as a process (A), a process (B), and a process (C).
When molybdenum (Mo) is supported on zeolite by a wet method, an aqueous solution prepared using water-soluble hexaammonium heptamolybdate is usually used. As described above, according to the study by the present inventors, in order to use a zeolite impregnated with an aqueous solution of hexaammonium heptamolybdate as an oligosilane production catalyst, after impregnation, it must be calcined at a high temperature of about 400 ° C. or higher. Does not develop. This is because the polyammonium hexamolybdate hexamolybdate ion (Mo 7 O 24 6− ), which is larger than the pore diameter of zeolite, cannot enter the pores. This is probably because acid ions cannot be directly cation exchanged with the cation exchange sites of carrier zeolite such as H-ZSM-5. In the case of using an aqueous solution of hexaammonium heptamolybdate, after impregnating the zeolite with an aqueous molybdenum solution and calcining at about 400 ° C. or higher, the hexaammonium molybdate is converted to molybdenum oxide (MoO 3 ) on the zeolite surface. It is considered that MoO 3 moves into the zeolite pores due to surface physical diffusion and is compounded with the acid sites of the zeolite to exhibit catalytic activity.
On the other hand, surprisingly, the Mo-containing zeolite catalyst obtained by the method using the poorly soluble transition element compound according to one aspect of the present invention is subjected to a drying treatment without passing through a high-temperature firing step as described above. Only shows catalytic activity. Moreover, by baking at a high temperature, a catalyst having a higher catalytic activity is obtained, and a catalyst having a higher catalytic activity can be obtained than the impregnation method using hexammonium heptamolybdate as a Mo source. Even if it is hardly soluble in water such as molybdenum oxide (MoO 3 ), a part of the molybdenum compound becomes small molybdate ion MoO 4 2− etc. by the heat treatment step (B), and the pores of the zeolite It is considered that it is introduced into the inside and supported on zeolite. The same applies to tungsten oxide (WO 3 ).
Hereinafter, each step will be described in detail.

<原料準備工程(A)>
本発明の一態様であるゼオライト触媒の製造方法は、第一工程としてゼオライトを含む担体、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物、並びに水を含む配合物を得る工程を含む。
<Raw material preparation process (A)>
The method for producing a zeolite catalyst which is an embodiment of the present invention includes a support containing zeolite as a first step, and at 20 ° C. containing at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium. The process of obtaining the compound containing the transition element compound whose solubility in water is 0-30 mg / mL, and water is included.

(ゼオライトを含む担体)
本発明の一態様であるゼオライト触媒の製造方法に用いる担体は、短径0.43nm以上、長径0.69nm以下の細孔を有するゼオライトを含んでいれば特に限定されない。ゼオライトは熱安定性の点で好ましく、また、ゼオライトの細孔空間は、脱水素縮合の反応場として働くものと考えられ、「短径0.43nm以上、長径0.69nm以下」とい
う細孔サイズが、過度な重合を抑制して、オリゴシランの選択率を向上させるために最適であると考えられる。
なお、「短径0.43nm以上、長径0.69nm以下の細孔を有するゼオライト」は、実際に「短径0.43nm以上、長径0.69nm以下の細孔」を有するゼオライトのみを意味するものではなく、結晶構造から理論的に計算された細孔の「短径」と「長径」がそれぞれ後述の条件を満たすゼオライトも含まれるものとする。ちなみに細孔の「短径」と「長径」については、「ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES, Ch. Baerlocher, L.B.McCusker and D.H. Olson, Sixth Revised Edition 2007,published on behalf of the structure Commission of the international Zeolite Association」を参考にすることができる。
ゼオライトの短径は、好ましくは0.45nm以上、特に好ましくは0.47nm以上である。
ゼオライトの長径は、好ましくは0.65nm以下、特に好ましくは0.60nm以下である。
なお、細孔の断面構造が円形であること等によってゼオライトの細孔径が一定である場合には、細孔径が「0.43nm以上0.69nm以下」であるものと考える。
複数種類の細孔径を有するゼオライトの場合は、少なくとも1種類の細孔の細孔径が「0.43nm以上0.69nm以下」であればよい。
(Carrier containing zeolite)
The support used in the method for producing a zeolite catalyst which is one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it contains zeolite having pores having a minor axis of 0.43 nm or more and a major axis of 0.69 nm or less. Zeolite is preferable in terms of thermal stability, and the pore space of zeolite is considered to work as a reaction field for dehydrogenative condensation, and the pore size of “minor axis 0.43 nm or more and major axis 0.69 nm or less”. However, it is considered optimal for suppressing excessive polymerization and improving the selectivity of oligosilane.
Note that “zeolite having pores with a minor axis of 0.43 nm or more and a major axis of 0.69 nm or less” actually means only zeolites having “minor pores of 0.43 nm or more and major axis of 0.69 nm or less”. It is not intended to include zeolites whose “short diameter” and “long diameter” of pores theoretically calculated from the crystal structure satisfy the conditions described later. By the way, regarding the `` short diameter '' and `` long diameter '' of the pore, `` ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES, Ch. Baerlocher, LBMcCusker and DH Olson, Sixth Revised Edition 2007, published on behalf of the structure Commission of the international Zeolite Association '' Can be helpful.
The minor axis of the zeolite is preferably 0.45 nm or more, particularly preferably 0.47 nm or more.
The major axis of the zeolite is preferably 0.65 nm or less, particularly preferably 0.60 nm or less.
In addition, when the pore diameter of zeolite is constant due to the circular cross-sectional structure of the pores, the pore diameter is considered to be “0.43 nm or more and 0.69 nm or less”.
In the case of a zeolite having plural kinds of pore diameters, the pore diameter of at least one kind of pores may be “0.43 nm or more and 0.69 nm or less”.

具体的なゼオライトとしては、国際ゼオライト学会(International Zeolite Association)でデータベース化されている構造コ−ドで、AFR、AFY、ATO、BEA、B
OG、BPH、CAN、CON、DFO、EON、EZT、GON、IMF、ISV、ITH、IWR、IWV、IWW、MEI、MEL、MFI、OBW、MOZ、MSE、MTT、MTW、NES、OFF、OSI、PON、SFF、SFG、STI、STF、TER、TON、TUN、USI、VETに該当するゼオライトが好ましい。
構造コ−ドが、ATO、BEA、BOG、CAN、IMF、ITH、IWR、IWW、MEL、MFI、OBW、MSE、MTW、NES、OSI、PON、SFF、SFG、STF、STI、TER、TON、TUN、VETに該当するゼオライトがより好ましい。
構造コ−ドが、BEA、MFI、TON、に該当するゼオライトが特に好ましい。
構造コ−ドがBEAに該当するゼオライトとしては、*Beta(ベータ)、[B−Si−O]−*BEA、[Ga−Si−O]−*BEA、[Ti−Si−O]−*BEA、Al−rich beta、CIT−6、Tschernichite、pure silica beta等を挙げられる(*は3種類の構造の類似した多型の混晶であることを表す。)。
構造コ−ドがMFIに該当するゼオライトとしては、*ZSM−5、[As−Si−O]−MFI、[Fe−Si−O]−MFI、[Ga−Si−O]−MFI、AMS−1B、AZ−1、Bor−C、Boralite C、Encilite、FZ−1、LZ−105、Monoclinic H−ZSM−5、Mutinaite、NU−4、NU−5、Silicalite、TS−1、TSZ、TSZ−III、TZ−01、USC−4、USI−108、ZBH、ZKQ−1B、ZMQ−TB、organic−free ZSM−5等が挙げられる。
構造コ−ドがTONに該当するゼオライトとしては、*Theta−1、ISI−1、KZ−2、NU−10、ZSM−22等が挙げられる。
特に好ましいゼオライトは、ZSM−5、ベータ、ZSM−22である。
シリカ/アルミナ比(モル/モル比)としては、5〜5000が好ましく、10〜500がより好ましく、15〜100が特に好ましい。
担体は市販品を入手して使用してもよいし、自ら担体を調製して使用してもよい。また、例えば500℃で焼成してプロトン型として使用してもよいし、未焼成のまま使用してもよい。
担体の具体的種類は、前述したようにゼオライトを含むが、本発明の効果を損なわない範囲で、該ゼオライト以外にも、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、活性炭、リン酸アルミニウム等を含んでいてもよい。
担体の大きさは、反応器に充填できるものであれば適用できる。ゼオライトはもともとは、粉状であり、1次粒子の大きさは、3〜20μmで2次粒子としては0.01mm〜0.5mmであり、粉状としてそのまま使用できるが、充填しやすいようにビーズ状、ペレット状に成形して用いることが好ましい。この場合のビ−ズやペレットの大きさは、特に制限がないが、直径0.15mm〜4.8mmに成形されたものを用いられることが好ましい。
Specific examples of zeolites are the structural codes compiled by the International Zeolite Association, AFR, AFY, ATO, BEA, B
OG, BPH, CAN, CON, DFO, EON, EZT, GON, IMF, ISV, ITH, IWR, IWV, IWW, MEI, MEL, MFI, OBW, MOZ, MSE, MTT, MTW, NES, OFF, OSI, Zeolite corresponding to PON, SFF, SFG, STI, STF, TER, TON, TUN, USI, VET is preferred.
The structure code is ATO, BEA, BOG, CAN, IMF, ITH, IWR, IWW, MEL, MFI, OBW, MSE, MTW, NES, OSI, PON, SFF, SFG, STF, STI, TER, TON, Zeolite corresponding to TUN and VET is more preferable.
Zeolite whose structural code corresponds to BEA, MFI, or TON is particularly preferred.
As zeolites whose structural code corresponds to BEA, * Beta (beta), [B-Si-O]-* BEA, [Ga-Si-O]-* BEA, [Ti-Si-O]-* Examples include BEA, Al-rich beta, CIT-6, Tschernichite, pure silica beta (* indicates a polymorphic mixed crystal having three types of structures).
Zeolite whose structural code corresponds to MFI includes: * ZSM-5, [As-Si-O] -MFI, [Fe-Si-O] -MFI, [Ga-Si-O] -MFI, AMS- 1B, AZ-1, Bor-C, Boralite C, Encilite, FZ-1, LZ-105, Monoclinic H-ZSM-5, Mutanite, NU-4, NU-5, Siliconelite, TS-1, TSZ, TSZ- III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB, organic-free ZSM-5 and the like.
Examples of the zeolite whose structural code corresponds to TON include * Theta-1, ISI-1, KZ-2, NU-10, ZSM-22, and the like.
Particularly preferred zeolites are ZSM-5, beta, ZSM-22.
The silica / alumina ratio (mole / mole ratio) is preferably 5 to 5000, more preferably 10 to 500, and particularly preferably 15 to 100.
As the carrier, a commercially available product may be obtained and used, or the carrier may be prepared and used by itself. Further, for example, it may be fired at 500 ° C. to be used as a proton type, or may be used as it is unfired.
Specific types of carriers include zeolite as described above, but include silica, alumina, titania, zirconia, activated carbon, aluminum phosphate, etc. in addition to the zeolite as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good.
The size of the carrier can be applied as long as it can be filled in the reactor. Zeolite is originally in the form of powder, and the size of the primary particles is 3 to 20 μm, and the secondary particles are 0.01 mm to 0.5 mm. It is preferable to use it in the form of beads or pellets. The size of the beads and pellets in this case is not particularly limited, but it is preferable to use those formed to have a diameter of 0.15 mm to 4.8 mm.

(20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物)
本発明の一態様のゼオライト触媒の製造方法においては、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物を用いる。上記5種の遷移元素を用いると、ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成する方法やメタンから芳香族化合物を生成する方法等の脱水素カップリング反応触媒として有効である。20℃での水に対する遷移元素化合物の溶解度は、好ましくは、0〜20mg/mL、より好ましくは0〜10mg/mLである。なお、20℃での水に対する溶解度が0である遷移元素化合物を用いる場合は、アンモニア等のアルカリ成分や、過酸化水素等を溶解助剤として併用する。また、20℃での水に対する溶解度が0超1mg/mL未満である遷移元素化合物を用いる場合遷移金属1モルに対して、1/10モル以上10モル以下の溶解助剤を併用することが好ましい。
具体的に上記のような溶解度をもつ遷移元素化合物としては、MoO(1mg/mL)MoO(1mg/mL)、CaMoO(0.05mg/mL)、BaMoO(0.06mg/mL)、WO(0.004mg/mL)、HWO(0.004mg/mL)、V(0.07mg/mL)BaCrO(0.003mg/mL)、Cr(1×10-7mg/mL)、Nb(0mg/mL)(括弧内の数値は水に対する20℃での溶解度を表す)が挙げられ、これらの1種あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。難溶性の遷移元素化合物は市販品を入手して使用してもよいし、合成して使用してもよい。これらの中でもMoO、HWOが好ましく、MoOが特に好ましい。これらの遷移元素化合物を用いる場合、触媒活性の観点から、得られるゼオライト触媒に対して、遷移元素として0.5質量%〜5質量%になるように配合量を調整することが好ましい。
遷移元素化合物の形状は、特に制限はないが、水へ溶解する観点から径が0.01μm〜1mmの粉末状のものを使用することが好ましい。
(Transition element compound having a solubility in water at 20 ° C. of 0 to 30 mg / mL)
In the method for producing a zeolite catalyst of one embodiment of the present invention, the solubility in water at 20 ° C. containing at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium is 0 to 30 mg. A transition element compound that is / mL is used. The use of the above five transition elements is effective as a dehydrogenation coupling reaction catalyst such as a method for dehydrocondensing hydrosilane to produce oligosilane and a method for producing an aromatic compound from methane. The solubility of the transition element compound in water at 20 ° C. is preferably 0 to 20 mg / mL, more preferably 0 to 10 mg / mL. In addition, when using the transition element compound whose solubility with respect to water at 20 degreeC is 0, alkali components, such as ammonia, hydrogen peroxide, etc. are used together as a dissolution aid. In addition, when a transition element compound having a solubility in water at 20 ° C. of more than 0 and less than 1 mg / mL is used, it is preferable to use 1/10 mol or more and 10 mol or less of a dissolution aid with respect to 1 mol of the transition metal. .
Specifically, the transition element compounds having the above-described solubility include MoO 3 (1 mg / mL) , H 2 MoO 4 (1 mg / mL), CaMoO 4 (0.05 mg / mL), BaMoO 4 (0.06 mg). / ML), WO 3 (0.004 mg / mL), H 2 WO 4 (0.004 mg / mL), V 2 O 5 (0.07 mg / mL) , Ba 2 CrO 4 (0.003 mg / mL), Cr 2 O 3 (1 × 10 −7 mg / mL), Nb 2 O 5 (0 mg / mL) (the numerical value in parentheses represents the solubility in water at 20 ° C.), one or two of these A combination of more than one species can be used. For the poorly soluble transition element compound, a commercially available product may be obtained, or synthesized and used. Among these, MoO 3 and H 2 WO 4 are preferable, and MoO 3 is particularly preferable. When using these transition element compounds, it is preferable to adjust a compounding quantity so that it may become 0.5 mass%-5 mass% as a transition element with respect to the zeolite catalyst obtained from a viewpoint of catalyst activity.
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of a transition element compound, It is preferable to use the powdery thing whose diameter is 0.01 micrometer-1 mm from a viewpoint melt | dissolved in water.

(容器)
原料準備工程(A)に用いられる容器は、特に限定されないが、生産性の観点から、加熱処理工程(B)、水分除去工程(C)に連続して用いることができるものが好ましく、目的に応じた大きさの、例えば、ガラス製やステンレス製の密閉可能な耐圧容器が好適に用いられる。
(container)
Although the container used for a raw material preparation process (A) is not specifically limited, From a viewpoint of productivity, what can be continuously used for a heat processing process (B) and a water | moisture-content removal process (C) is preferable, and the objective A suitable pressure-resistant container made of, for example, glass or stainless steel is suitably used.

原料準備工程(A)では、例えば、耐圧容器に難溶性の遷移元素化合物の30倍〜100倍程度の質量の蒸留水やイオン交換水などを入れ、容器ごと加熱処理工程(B)に用いることができる。ゼオライトを含む担体、水、難溶性の遷移元素化合物を容器に入れる順番は特に限定されない。加熱処理工程(B)に供する前に、各原料が均一に懸濁した液状となるように混合してもよいし、ゼオライトを含む担体、水、難溶性の遷移元素化合物を容器に投入してそのまま加熱処理工程(B)に供してもよい。
一般的な含浸法では、水溶性の化合物を水に溶解させて水溶液を調製した後、担体を該水溶液に含浸させる。本発明の一態様であるゼオライト触媒の製造方法は、難溶性の遷移
元素化合物を用いるため、水溶液を調製せずに、ゼオライトを含む担体、水、難溶性の遷移元素化合物を容器に投入してそのまま加熱処理工程(B)に供することができ、化合物を水に溶解して水溶液を調製する工程を含む含浸法より、簡便であるというメリットがある。なお、予め難溶性の遷移元素化合物の水溶液を調製し、その中に担体を投入してもよい。
In the raw material preparation step (A), for example, distilled water or ion-exchanged water having a mass about 30 to 100 times that of a hardly soluble transition element compound is put in a pressure vessel, and the whole vessel is used for the heat treatment step (B). Can do. The order in which the carrier containing zeolite, water, and the hardly soluble transition element compound are put in the container is not particularly limited. Before being subjected to the heat treatment step (B), each raw material may be mixed so as to be uniformly suspended, or a carrier containing zeolite, water, and a poorly soluble transition element compound are put into a container. You may use for a heat-processing process (B) as it is.
In a general impregnation method, an aqueous solution is prepared by dissolving a water-soluble compound in water, and then a carrier is impregnated in the aqueous solution. In the method for producing a zeolite catalyst which is one embodiment of the present invention, a hardly soluble transition element compound is used. Therefore, a carrier containing zeolite, water, and a hardly soluble transition element compound are charged into a container without preparing an aqueous solution. The heat treatment step (B) can be used as it is, and there is an advantage that it is simpler than the impregnation method including a step of preparing an aqueous solution by dissolving the compound in water. Note that an aqueous solution of a poorly soluble transition element compound may be prepared in advance, and a carrier may be put therein.

<加熱処理工程(B)>
本発明の一態様であるゼオライト触媒の製造方法は、第二工程として前記原料準備工程(A)で準備した配合物を40℃以上に加熱処理する加熱処理工程(B)を含む。この工程では、配合物中、水が液体として存在するため、流動性がある。ここで流動性とは、マグネチッスターラーを用いて、1000rpmでの撹拌が可能であるレベルをいう。
加熱温度は60℃以上であることが好ましく、85℃以上であることがより好ましく、200℃未満であることが好ましく、180℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。
原料準備工程(A)で用いる化合物が水に難溶であるほど、より高温で実施することが好ましく、具体的には、100℃未満かつ大気圧以上20気圧以下の条件下、または100℃以上でその温度での水の蒸気圧以上20気圧以下の条件下、で行うことが好ましく、85℃以上200℃未満かつ大気圧以上10気圧以下の条件下で行うことがより好ましく、90℃以上180℃未満かつ1.1気圧以上5気圧以下の条件下で行うことがさらに好ましく、100℃以上、150℃以下かつ1.2気圧以上3気圧以下の条件下で行うことが特に好ましい。その際に当該温度が維持できるように密閉系にする等、適切な処置をとる必要があることは言うまでもなく、処理中の水の蒸発や外部からのゴミ等の混入を抑制する上でも密閉系で行うことが好ましい。
容器の加熱方法に特に制限はなく、容器を所定の温度に設定したホットプレート上に載置したり、所定の温度に設定したオイルバス、あるいはウォーターバスに浸したり、加熱装置の中に容器内部を混合可能な振とう機ごと加熱することができる。加圧雰囲気下で加温する場合は、耐圧のオートクレ−ブを用いることができる。圧力を調整するために、空気や窒素などの不活性ガスで加圧することも可能である。
また、容器を冷却する際は、容器を上記加熱手段から離し空冷する、あるいは冷蔵庫、冷凍庫等の強制冷却装置等で冷却してもよい。
加熱処理時間は、ゼオライト細孔内へ効率よく含浸させる観点から、10分以上120時間以下が好ましく、1時間以上48時間以内がより好ましく、2時間以上12時間以内がさらに好ましい。
本実施態様の難溶性遷移元素化合物を用いた加熱湿式処理、特に85℃以上の温度で湿式処理を行うことにより、従来の低温(室温)処理や乾式処理より高い活性を有するゼオライト触媒を製造することができる。
この加熱処理工程(B)では、担体表面に均一に遷移元素化合物を接触(遷移元素を担持)させるため混合することが好ましい。混合手段としては、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、(A)工程で準備した混合物にマグネチックスターラーを入れ、この容器を、ホットプレート上で加熱しながら配合物を撹拌混合してもよい。また、例えば、(A)工程で準備した配合物が密閉された容器で所定の温度に保持しながら混合してもよい。
<Heat treatment step (B)>
The method for producing a zeolite catalyst which is an embodiment of the present invention includes a heat treatment step (B) in which the compound prepared in the raw material preparation step (A) is heat-treated at 40 ° C. or higher as the second step. In this process, since water exists as a liquid in the formulation, it is fluid. Here, fluidity means a level at which stirring at 1000 rpm is possible using a magnetic stirrer.
The heating temperature is preferably 60 ° C. or more, more preferably 85 ° C. or more, preferably less than 200 ° C., preferably 180 ° C. or less, and more preferably 150 ° C. or less.
As the compound used in the raw material preparation step (A) is less soluble in water, it is preferably carried out at a higher temperature. Specifically, it is performed under conditions of less than 100 ° C. and atmospheric pressure to 20 atmospheres, or 100 ° C. or more. It is preferably carried out under the conditions of the vapor pressure of water and 20 atm or less at that temperature, more preferably 85 to 200 ° C and more preferably atmospheric to 10 atm. It is more preferable to carry out under conditions of less than ° C. and 1.1 atm or more and 5 atm or less, and particularly preferably carried out under conditions of 100 ° C. or more and 150 ° C. or less and 1.2 to 3 atm. Needless to say, it is necessary to take appropriate measures such as using a closed system so that the temperature can be maintained. In this case, the closed system is also used to suppress the evaporation of water during processing and the entry of dust from the outside. It is preferable to carry out at
There is no particular limitation on the method of heating the container, and the container is placed on a hot plate set to a predetermined temperature, immersed in an oil bath or water bath set to a predetermined temperature, or inside the container in the heating device. Can be heated together with a mixing shaker. When heating in a pressurized atmosphere, a pressure-resistant autoclave can be used. In order to adjust the pressure, it is possible to pressurize with an inert gas such as air or nitrogen.
Further, when cooling the container, the container may be separated from the heating means and air cooled, or may be cooled by a forced cooling device such as a refrigerator or a freezer.
The heat treatment time is preferably from 10 minutes to 120 hours, more preferably from 1 hour to 48 hours, and even more preferably from 2 hours to 12 hours, from the viewpoint of efficiently impregnating the zeolite pores.
A zeolite catalyst having higher activity than conventional low temperature (room temperature) treatment or dry treatment is produced by performing a wet treatment using the sparingly soluble transition element compound of this embodiment, particularly a wet treatment at a temperature of 85 ° C. or higher. be able to.
In this heat treatment step (B), it is preferable to mix the transition element compound so that the transition element compound comes into contact with the support surface uniformly (supports the transition element). As the mixing means, known methods can be used as appropriate. For example, a magnetic stirrer may be put into the mixture prepared in the step (A), and the mixture may be stirred and mixed while heating the container on a hot plate. Further, for example, the preparation prepared in the step (A) may be mixed while being kept at a predetermined temperature in a sealed container.

<水分除去工程(C)>
本発明の一態様である触媒の製造方法は、第三工程として前記加熱処理工程(B)で得られた生成物から水分を加熱により除去する水分除去工程(C)を含む。
この水分除去工程(C)では、加熱処理工程(B)で得られた生成物に含まれる水分を除去するために乾燥させたり、その後必要に応じて焼成したりする。乾燥と焼成とは、別々に行ってもよいし、連続して実施してもよい。
水分除去工程の乾燥、焼成条件について、以下に説明する。
乾燥時の加熱温度は、通常水分を乾燥できる温度であるが、好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上であり、好ましくは400℃以下、より好ましくは300℃以下である。加熱時間としては、所定の温度に到達してからの時間を、好ましくは30分以上、24時間以下とする。より好ましくは1時間以上、12時間以下とする。前記所定温度、所定時間範囲内で加熱すると、活性のより高い触媒を製造することができる。乾燥時の雰囲気に特に制限はなく、大気雰囲気下、不活性雰囲気下のいずれでも実施できるが、通常大気雰囲気下である。
水に難溶性の遷移元素化合物は、例えば酸化モリブデンのように水溶性は高くないものであっても、加熱処理工程(B)により、モリブデン化合物の一部がサイズの小さなモリブデン酸イオンMoO 2−になり、ゼオライトの細孔内に導入され、ゼオライトに担持され、100℃以上300℃以下の乾燥のみでも触媒活性を示すと考えられる。
また、焼成することにより、七モリブデン酸六アンモニウムを用いる含浸法よりも、より高い触媒活性を有する触媒が得られる。
乾燥が焼成を兼ねる場合や乾燥後に焼成を行う場合の加熱温度は、好ましくは500℃以上、より好ましくは600℃以上、さらに好ましくは700℃以上であり、好ましくは1000℃以下、より好ましくは950℃以下である。
ただし、ゼオライトの種類によっては、適用できる温度が異なることがあり、例えば担体がZSM−5である場合の加熱温度は、好ましくは700℃以上、より好ましくは750℃以上、さらに好ましくは800℃以上であり、好ましくは1050℃以下、より好ましくは1000℃以下、さらに好ましくは950℃以下である。
また、担体がベータである場合の加熱温度は、好ましくは500℃以上、より好ましくは600℃以上、さらに好ましくは700℃以上であり、好ましくは1000℃以下、より好ましくは900℃以下、さらに好ましくは800℃以下である。
加熱時間としては所定の温度に到達してから、好ましくは30分以上、24時間以内であり、より好ましくは1時間以上、12時間以内である。前記範囲内であると、活性のより高い触媒を製造することができる。
また、焼成を実施する雰囲気は、通常大気雰囲気である。
<Moisture removal step (C)>
The method for producing a catalyst which is one embodiment of the present invention includes a moisture removal step (C) in which moisture is removed by heating from the product obtained in the heat treatment step (B) as a third step.
In this moisture removal step (C), drying is performed to remove moisture contained in the product obtained in the heat treatment step (B), and thereafter baking is performed as necessary. Drying and baking may be performed separately or may be performed continuously.
The drying and firing conditions in the moisture removal step will be described below.
The heating temperature during drying is usually a temperature at which moisture can be dried, but is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower. The heating time is preferably 30 minutes or more and 24 hours or less after reaching a predetermined temperature. More preferably, it is 1 hour or more and 12 hours or less. When heated within the predetermined temperature and predetermined time range, a catalyst having higher activity can be produced. There is no restriction | limiting in particular in the atmosphere at the time of drying, Although it can implement in any of an atmospheric condition and inert atmosphere, it is an atmospheric condition normally.
Even if the transition element compound that is hardly soluble in water is not highly water-soluble, for example, molybdenum oxide, a part of the molybdenum compound is a small molybdate ion MoO 4 2 by the heat treatment step (B). It is considered that the catalyst activity is exhibited only by drying at 100 ° C. or more and 300 ° C. or less when introduced into the pores of the zeolite and supported by the zeolite.
Moreover, by baking, a catalyst having higher catalytic activity than that obtained by the impregnation method using hexaammonium heptamolybdate can be obtained.
The heating temperature in the case where drying also serves as baking or baking after drying is preferably 500 ° C. or higher, more preferably 600 ° C. or higher, further preferably 700 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 950. It is below ℃.
However, depending on the type of zeolite, the applicable temperature may vary. For example, the heating temperature when the support is ZSM-5 is preferably 700 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, and further preferably 800 ° C. or higher. Preferably, it is 1050 degrees C or less, More preferably, it is 1000 degrees C or less, More preferably, it is 950 degrees C or less.
The heating temperature when the carrier is beta is preferably 500 ° C. or higher, more preferably 600 ° C. or higher, further preferably 700 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 900 ° C. or lower, still more preferably. Is 800 ° C. or lower.
The heating time is preferably 30 minutes or more and 24 hours or less after reaching a predetermined temperature, and more preferably 1 hour or more and 12 hours or less. A catalyst with higher activity can be manufactured as it is in the said range.
In addition, the atmosphere in which the firing is performed is usually an air atmosphere.

(ゼオライト触媒)
本発明の製造方法によって得られた触媒は、ゼオライトを含む担体の細孔内表面に金属や金属酸化物の状態で担持されているもの、イオン交換や複合化で担体内部(担体骨格)にMo、W、Cr、NbまたはVが導入されているものが存在すれば、触媒における遷移元素の状態や組成も特に限定されない。例えば、担体の表面(外表面)に金属や金属酸化物の状態で担持されていてもよい。また、担体の表面(外表面)や細孔内に上記5種以外の遷移元素や典型元素が担持されていてもよい。
触媒における遷移元素の総含有量(典型元素及び遷移元素等を含有した状態の担体の質量に対して)は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
(Zeolite catalyst)
The catalyst obtained by the production method of the present invention is supported in the form of a metal or a metal oxide on the pore inner surface of a support containing zeolite, or Mo inside the support (support skeleton) by ion exchange or complexation. , W, Cr, Nb, or V is introduced, the state and composition of the transition element in the catalyst are not particularly limited. For example, you may carry | support in the state of a metal or a metal oxide on the surface (outer surface) of a support | carrier. Further, transition elements other than the above five types and typical elements may be supported on the surface (outer surface) or pores of the carrier.
The total content of transition elements in the catalyst (relative to the mass of the carrier containing typical elements and transition elements) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably Is 0.5% by mass or more, preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less. When it is within the above range, oligosilane can be produced more efficiently.

本発明の一態様により得られるゼオライト触媒は粉体を球状、円柱状(ペレット状)、リング状、ハニカム状等に成形した成形体の形態であることが好ましい。なお、粉体を成形するためにアルミナや粘土化合物等のバインダーを使用してもよい。バインダーの使用量があまりに少ないと成形体の強度を保つことができないし、バインダーの使用量があまりに多いと触媒活性への悪影響を与えるので、バインダーとしてアルミナを使用する場合のアルミナの含有量(アルミナ、遷移元素及び典型元素を含まない(元の粉状の)担体100質量部に対して)は、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。上記範囲内であると、担体強度を保
ちながら触媒活性への悪影響を抑えることができる。
本発明の一態様により得られるゼオライト触媒、すなわち、前記水分除去工程(C)を経た後の触媒を用いてオリゴシランを製造した場合のジシラン選択率が、前記原料準備工程(A)の前のゼオライトを用いてオリゴシランを製造した場合のジシラン選択率に対して、1.1倍以上の選択率を実現することができる。ジシラン選択率は、好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.3倍以上である。
The zeolite catalyst obtained according to one embodiment of the present invention is preferably in the form of a molded body obtained by forming a powder into a spherical shape, a cylindrical shape (pellet shape), a ring shape, a honeycomb shape, or the like. In addition, you may use binders, such as an alumina and a clay compound, in order to shape | mold a powder. If the amount of binder used is too small, the strength of the molded product cannot be maintained, and if the amount of binder used is too large, the catalyst activity will be adversely affected. Therefore, the alumina content when alumina is used as the binder (alumina , Based on 100 parts by mass of the carrier (original powder form) that does not contain a transition element and a typical element) is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and further preferably 10 parts by mass or more. The amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and still more preferably 30 parts by mass or less. Within the above range, it is possible to suppress adverse effects on the catalyst activity while maintaining the carrier strength.
The zeolite catalyst obtained by one aspect of the present invention, that is, the disilane selectivity when the oligosilane is produced using the catalyst after passing through the water removal step (C), the zeolite before the raw material preparation step (A) It is possible to realize a selectivity of 1.1 times or more with respect to the disilane selectivity in the case where oligosilane is produced using. The disilane selectivity is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.3 times or more.

(脱水素カップリング方法)
本発明の一態様は、上記製造方法により得られたゼオライト触媒を用いて脱水素反応を行うステップを含む、脱水素カップリング方法である。
本発明の一態様に係る製造方法により得られたゼオライト触媒は、テトラヒドロシラン(SiH、「シラン」、「モノシラン」ともいう)を脱水素縮合させてオリゴシランを生成する脱水素カップリング方法や、メタンから芳香族化合物を生成する脱水素カップリング方法などの触媒として高い活性を有する。
メタンからベンゼン等の芳香族に至るメカニズムとしては、まずメタンが脱水素カップリングしてエチレン等が生成し、さらに環化三量化が進行する又はメタンから脱水素したメチレン中間体が順次環状化してベンゼンへの反応が進行していると考えられる。モリブデン担持ゼオライト触媒が特に優れているのは、非常に安定であるメタンの脱水素反応にモリブデンが触媒として有効に作用するとともに、ゼオライトの酸点と形状選択性により、ベンゼン環への環状化をコ−キングを抑えながら、有効に促進しているためと推測される。
シランからオリゴシランへの反応に関しても、同様に、シランの脱水素カップリングをモリブデンが反応を加速しているとともに、ゼオライトの酸点と形状選択性により固体状ポリシランの生成を抑えながら、この場合には原子半径の違いにより環化せずにシリレン中間体等が二量化し、ジシランや更にトリシランへ反応していくものと推測される。
(Dehydrogenation coupling method)
One embodiment of the present invention is a dehydrogenation coupling method including a step of performing a dehydrogenation reaction using a zeolite catalyst obtained by the above production method.
The zeolite catalyst obtained by the production method according to one embodiment of the present invention includes a dehydrogenation coupling method in which tetrahydrosilane (SiH 4 , “silane”, also referred to as “monosilane”) is dehydrogenatively condensed to generate oligosilane, It has high activity as a catalyst for a dehydrogenation coupling method for producing an aromatic compound from methane.
The mechanism from methane to aromatics such as benzene is as follows. First, methane is dehydrogenated to produce ethylene, and cyclization and trimerization proceeds, or methylene intermediates dehydrogenated from methane are sequentially cyclized. It is thought that the reaction to benzene is in progress. Molybdenum-supported zeolite catalysts are particularly superior because molybdenum effectively acts as a catalyst for the highly stable methane dehydrogenation reaction, and the cyclization to a benzene ring is possible due to the acid point and shape selectivity of the zeolite. It is presumed that it is effectively promoted while suppressing coking.
Similarly, in the reaction from silane to oligosilane, molybdenum accelerates the reaction of dehydrogenation coupling of silane, and in this case, while suppressing the formation of solid polysilane by the acid point and shape selectivity of zeolite. It is assumed that silylene intermediates and the like dimerize without cyclization due to the difference in atomic radius, and react with disilane and further with trisilane.

(オリゴシランの製造方法)
脱水素カップリングの一例として、ヒドロシランを脱水素縮合させるオリゴシランの製造について以下に詳細に説明する。
オリゴシランの製造に使用する反応器、操作手順、反応条件等は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。以下、反応器、操作手順、反応条件等について具体例を挙げて説明するが、これらの内容に限定されるものではない。
反応器は、図1(a)に示されるような回分反応器、図1(b)に示されるような連続槽型反応器、図1(c)に示されるような連続管型反応器の何れのタイプの反応器を使用してもよい。
(Manufacturing method of oligosilane)
As an example of the dehydrogenation coupling, the production of an oligosilane that dehydrocondenses hydrosilane will be described in detail below.
The reactor, operation procedure, reaction conditions, etc. used for the production of oligosilane are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. Hereinafter, although a specific example is given and demonstrated about a reactor, an operation procedure, reaction conditions, etc., it is not limited to these content.
The reactor is a batch reactor as shown in FIG. 1 (a), a continuous tank reactor as shown in FIG. 1 (b), or a continuous tube reactor as shown in FIG. 1 (c). Any type of reactor may be used.

操作手順は、例えば回分反応器を用いる場合、乾燥させた本発明に係るゼオライト触媒を反応器内に設置し、反応器内の空気を減圧ポンプ等を利用して除去した後、テトラヒドロシラン等を投入して密閉し、反応器内を反応温度まで昇温して反応を開始する方法が挙げられる。
一方、連続槽型反応器又は連続管型反応器を用いる場合、乾燥させた本発明に係るゼオライト触媒を反応器内に設置し、反応器内の空気を減圧ポンプ等を利用して除去した後、ヒドロシラン等を流通させ、反応器内を反応温度まで昇温して反応を開始する方法が挙げられる。
For example, when using a batch reactor, the operation procedure is to install the dried zeolite catalyst according to the present invention in the reactor, remove the air in the reactor using a vacuum pump, etc., and then remove tetrahydrosilane and the like. There is a method in which the reaction is started by charging and sealing, and raising the temperature in the reactor to the reaction temperature.
On the other hand, when using a continuous tank reactor or a continuous tube reactor, the dried zeolite catalyst according to the present invention is installed in the reactor, and the air in the reactor is removed using a vacuum pump or the like. And a method of starting the reaction by circulating hydrosilane or the like and raising the temperature in the reactor to the reaction temperature.

反応温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは200℃以上であり、好ましくは450℃以下、より好ましくは400℃以下、さらに好ましくは350℃以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。なお、反応温度は、図2(a)に示されるように、反応工程中において一定に設定するほか、図2(b1)、(b2)に示されるように、反応開始温度を低め
に設定し、反応工程中において昇温させても、或いは図2(c1)、(c2)に示されるように、反応開始温度を高めに設定し、反応工程中において降温させてもよい(反応温度の昇温は、図2(b1)に示されるように連続的であっても、図2(b2)に示されるように段階的であってもよい。同様に反応温度の降温は、図2(c1)に示されるように連続的であっても、図2(c2)に示されるように段階的であってもよい。)。特に反応開始温度を低めに設定し、反応工程中において反応温度を昇温させることが好ましい。反応開始温度を低めに設定することによって、本発明に係るゼオライト等の劣化が抑制され、より効率良くオリゴシランを製造することができる。反応温度を昇温させる場合の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは150℃以上であり、好ましくは350℃以下、より好ましくは300℃以下、さらに好ましくは250℃以下である。
The reaction temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, further preferably 200 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or lower, and further preferably 350 ° C. or lower. When it is within the above range, oligosilane can be produced more efficiently. The reaction temperature is set constant during the reaction step as shown in FIG. 2 (a), and the reaction start temperature is set lower as shown in FIGS. 2 (b1) and (b2). Alternatively, the temperature may be raised during the reaction process, or as shown in FIGS. 2 (c1) and (c2), the reaction start temperature may be set higher and the temperature may be lowered during the reaction process (the reaction temperature rises). The temperature may be continuous as shown in Fig. 2 (b1) or stepwise as shown in Fig. 2 (b2). ) Or continuous as shown in FIG. 2 (c2). In particular, it is preferable to set the reaction start temperature to be low and raise the reaction temperature during the reaction step. By setting the reaction start temperature lower, deterioration of the zeolite and the like according to the present invention is suppressed, and oligosilane can be produced more efficiently. The reaction start temperature when raising the reaction temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, still more preferably 150 ° C. or higher, preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, even more preferably. Is 250 ° C. or lower.

反応器には、ヒドロシラン及び本発明に係るゼオライト触媒以外の化合物を投入又は流通させてもよい。ヒドロシラン及び本発明に係るゼオライト触媒以外の化合物としては、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガス等のガスやシリカ、水素化チタンなどのヒドロシランに対してほとんど反応性の無い固形物等が挙げられるが、特に水素ガスの存在下で行われることが好ましい。水素ガスの存在下であると、ゼオライト等の劣化が抑制されて、長時間安定的にオリゴシランを製造することができる。
ヒドロシランの脱水素縮合によって、下記反応式(i)に示されるようにジシラン(Si)が生成することになるが、生成したジシランの一部は下記反応式(ii)に示されるようにテトラヒドロシラン(SiH)とジヒドロシリレン(SiH)に分解されるものと考えられる。さらに生成したジヒドロシリレンは、下記反応式(iii)に示されるように重合して固体状のポリシラン(Si2n)となり、このポリシランがゼオライトの表面に吸着して、ヒドロシランの脱水素縮合活性が低下するためにジシランを含むオリゴシランの収率等が低下するものと考えられる。
一方、水素ガスが存在すると、下記反応式(iv)に示されるようにジヒドロシリレンからテトラヒドロシランが生成して、ポリシランの生成が抑制されるため、長時間安定的にオリゴシランを製造することができるものと考えられる。
2SiH → Si + H (i)
Si → SiH + SiH (ii)
nSiH → (SiH (iii)
SiH +H →SiH (iv)
なお、反応器内は、水分が極力含まれないことが好ましい。例えば、反応前にゼオライトや反応器を十分に乾燥させたりすることが好ましい。
In the reactor, a compound other than hydrosilane and the zeolite catalyst according to the present invention may be charged or passed. Examples of the compound other than hydrosilane and the zeolite catalyst according to the present invention include hydrogen gas, helium gas, nitrogen gas, argon gas, and other solid substances such as silica, titanium hydride, and the like that have almost no reactivity with hydrosilane. However, it is particularly preferable to carry out in the presence of hydrogen gas. In the presence of hydrogen gas, deterioration of zeolite and the like is suppressed, and oligosilane can be produced stably for a long time.
By dehydrogenative condensation of hydrosilane, disilane (Si 2 H 6 ) is generated as shown in the following reaction formula (i), and a part of the generated disilane is shown in the following reaction formula (ii). It is thought that it is decomposed into tetrahydrosilane (SiH 4 ) and dihydrosilylene (SiH 2 ). Further, the produced dihydrosilylene is polymerized to form solid polysilane (Si n H 2n ) as shown in the following reaction formula (iii), and this polysilane is adsorbed on the surface of the zeolite, and the dehydrogenative condensation activity of hydrosilane. Therefore, the yield of oligosilane containing disilane is considered to decrease.
On the other hand, when hydrogen gas is present, tetrahydrosilane is produced from dihydrosilylene as shown in the following reaction formula (iv), and the production of polysilane is suppressed, so that oligosilane can be produced stably for a long time. It is considered a thing.
2SiH 4 → Si 2 H 6 + H 2 (i)
Si 2 H 6 → SiH 4 + SiH 2 (ii)
nSiH 2 → (SiH 2 ) n (iii)
SiH 2 + H 2 → SiH 4 (iv)
In addition, it is preferable that moisture is not contained in the reactor as much as possible. For example, it is preferable to sufficiently dry the zeolite and the reactor before the reaction.

反応圧力は、絶対圧力で好ましくは0.1MPa以上、より好ましくは0.15MPa以上、さらに好ましくは0.2MPa以上であり、好ましくは10MPa以下、より好ましくは5MPa以下、さらに好ましくは1MPa以下である。なお、テトラヒドロシランの分圧は、好ましくは0.0001MPa以上、より好ましくは0.0005MPa以上、さらに好ましくは0.001MPa以上であり、好ましくは通常100MPa以下、より好ましくは50MPa以下、さらに好ましくは10MPa以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
反応工程が水素ガスの存在下で行われる場合の水素ガスの分圧は、好ましくは0.01MPa以上、より好ましくは0.03MPa以上、さらに好ましくは0.05MPa以上であり、好ましくは10MPa以下、より好ましくは5MPa以下、さらに好ましくは1MPa以下である。上記範囲内であると、長時間安定的にオリゴシランを製造することができる。
The reaction pressure is preferably 0.1 MPa or more in absolute pressure, more preferably 0.15 MPa or more, further preferably 0.2 MPa or more, preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less, and further preferably 1 MPa or less. . The partial pressure of tetrahydrosilane is preferably 0.0001 MPa or more, more preferably 0.0005 MPa or more, still more preferably 0.001 MPa or more, preferably 100 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, and even more preferably 10 MPa. It is as follows. When it is within the above range, oligosilane can be produced more efficiently.
The partial pressure of hydrogen gas when the reaction step is performed in the presence of hydrogen gas is preferably 0.01 MPa or more, more preferably 0.03 MPa or more, further preferably 0.05 MPa or more, preferably 10 MPa or less, More preferably, it is 5 MPa or less, More preferably, it is 1 MPa or less. Within the above range, oligosilane can be produced stably for a long time.

連続槽型反応器又は連続管型反応器を用いる場合、流通させるヒドロシランの流量は、触媒との接触時間が短いと転化率が低くなりすぎるし、あまりに長いとポリシランが生成
しやすくなるので、接触時間が0.01秒から30分になるようにしたほうがよい。この場合、本発明に係るゼオライト触媒1.0gに対して、テトラヒドロシランガスの流量(1分間に流通させるテトラヒドロシランガスの標準状態(0℃−1atm)での体積換算量)は好ましくは0.01mL/分以上、より好ましくは0.05mL/分以上、さらに好ましくは0.1mL/分以上であり、好ましくは1000mL/分以下、より好ましくは500mL/分以下、さらに好ましくは100mL/分以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。また、オートクレーブ等により回分式で反応を行う場合にも、長時間にわたり反応を行うとポリシランができやすくなるし、あまりに短時間では反応転化率が低くなりすぎるので、反応時間は1分から1時間、より好ましくは5分から30分程度にしたほうがよい。
反応工程が水素ガスの存在下で行われる場合の流通させる水素ガスの流量は、本発明に係るゼオライト触媒1.0gに対して、水素ガス流量(1分間に流通させる水素ガスの標準状態(0℃−1atm)での体積換算量)は好ましくは0.01mL/分以上、より好ましくは0.05mL/分以上、さらに好ましくは0.1mL/分以上であり、好ましくは100mL/分以下、より好ましくは50mL/分以下、さらに好ましくは10mL/分以下である。上記範囲内であると、長時間安定的にオリゴシランを製造することができる。
When using a continuous tank reactor or continuous tube reactor, the flow rate of hydrosilane to be circulated is too low if the contact time with the catalyst is too short, and if it is too long, polysilane is likely to be produced. The time should be between 0.01 seconds and 30 minutes. In this case, with respect to 1.0 g of the zeolite catalyst according to the present invention, the flow rate of the tetrahydrosilane gas (volume converted amount in a standard state (0 ° C.-1 atm) of the tetrahydrosilane gas circulated for 1 minute) is preferably 0.01 mL / Min. Or more, more preferably 0.05 mL / min or more, further preferably 0.1 mL / min or more, preferably 1000 mL / min or less, more preferably 500 mL / min or less, and further preferably 100 mL / min or less. When it is within the above range, oligosilane can be produced more efficiently. In addition, even when the reaction is carried out batch-wise using an autoclave or the like, if the reaction is carried out over a long period of time, polysilane can be easily formed, and the reaction conversion rate becomes too low in a short time, so the reaction time is 1 minute to 1 hour, More preferably, it should be about 5 to 30 minutes.
When the reaction step is performed in the presence of hydrogen gas, the flow rate of the hydrogen gas to be circulated is the hydrogen gas flow rate (standard state of hydrogen gas circulated per minute (0) with respect to 1.0 g of the zeolite catalyst according to the present invention. The volume conversion amount at ° C-1 atm) is preferably 0.01 mL / min or more, more preferably 0.05 mL / min or more, further preferably 0.1 mL / min or more, preferably 100 mL / min or less, more Preferably it is 50 mL / min or less, More preferably, it is 10 mL / min or less. Within the above range, oligosilane can be produced stably for a long time.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、実施例及び比較例は、触媒を加熱可能な図3に示される反応装置の反応管内の固定床に固定化して、シラン類を含む反応ガスを流通させて実施した。生成したガスは、株式会社島津製作所製ガスクロマトグラフGC−17Aを用いて、TCD検出器で分析を行った。ジシランの補正および同定は、既知の濃度のシランおよびジシランの混合ガスを標準ガスとして用いて実施した。また、GCで検出できなかった場合(検出限界以下)は、収率は0%と表記した。ジシラン等の定性分析は、MASS(質量分析計)で行った。なお、図3のフィルター10は、反応ガスサンプルリング用ではあるが、実施例では特に冷却等を行いサンプリングするような操作はせず、直接反応ガスをガスクロマトグラフに導入して分析した。本評価に使用した反応装置は試験、研究用であるため、生成物を安全な形で系外に排出するための除外装置13を装備している。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
In Examples and Comparative Examples, the catalyst was immobilized on a fixed bed in the reaction tube of the reaction apparatus shown in FIG. 3 and a reaction gas containing silanes was circulated. The generated gas was analyzed with a TCD detector using a gas chromatograph GC-17A manufactured by Shimadzu Corporation. Disilane correction and identification were performed using a known concentration of silane and disilane mixed gas as the standard gas. Further, when GC was not detected (below the detection limit), the yield was expressed as 0%. Qualitative analysis of disilane and the like was performed with MASS (mass spectrometer). Although the filter 10 of FIG. 3 is used for reaction gas sampling, in the examples, the reaction gas was directly introduced into the gas chromatograph for analysis without being particularly cooled and sampled. Since the reactor used for this evaluation is for testing and research purposes, it is equipped with an exclusion device 13 for discharging the product out of the system in a safe manner.

[実施例1](MoO熱水含浸法)
担体としてNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)5.15g、酸化モリブデン0.078g(触媒全体(担体と酸化モリブデンの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)と蒸留水7.4gをガラス製容器に入れ、密閉した(原料準備工程(A))。(A)工程で準備した配合物を110℃のホットプレート上で1000rpmにて、2時間撹拌した。その後、容器のふたを外して大気開放(この時の液温は約90℃)してホットプレートの温度を110℃に維持したまま、マグネチックスターラーで撹拌して加熱混合し、マッド状になった時点で撹拌が十分行えなくなったので、停止した(加熱処理工程(B))。さらに乾燥機にて110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成(水分除去工程(C))して、粉体状の固体生成物を得た。
[Example 1] (MoO 3 hot water impregnation method)
Content as Mo with respect to NH 4 -ZSM-5 (product of Tosoh: product name 820NHA silica / alumina ratio: 23 powder) as a carrier 5.15 g, molybdenum oxide 0.078 g (total amount of catalyst (total amount of carrier and molybdenum oxide)) Was 1% by mass) and 7.4 g of distilled water were placed in a glass container and sealed (raw material preparation step (A)). The formulation prepared in step (A) was stirred on a hot plate at 110 ° C. at 1000 rpm for 2 hours. Then, remove the lid of the container and open it to the atmosphere (at this time, the liquid temperature is about 90 ° C.). While maintaining the hot plate temperature at 110 ° C., the mixture is heated and mixed with a magnetic stirrer to form a mud. At that time, stirring was not sufficiently performed, so the process was stopped (heat treatment step (B)). Further, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours by a dryer, and then calcined at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours (moisture removal step (C)) to obtain a powdery solid product. .

[実施例2](MoO含浸法 60℃)
担体としてNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)10.07g、酸化モリブデン0.153g(触媒全体(担体と酸化モリブデンの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)と蒸留水15.5gをガラス製容器に入れ、密閉した(原料準備工程(A))。(A)工程で準備した配合物を60℃
のホットプレート上で1000rpmにて、2時間撹拌した。その後、容器のふたを外して大気開放(この時の液温は約60℃)してホットプレートの温度を110℃に昇温してマグネチックスターラーで撹拌して加熱混合し、マッド状になった時点で撹拌が十分行えなくなったので、停止した(加熱処理工程(B))。さらに乾燥機で110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成(水分除去工程(C))して、粉体状の固体生成物を得た。
Example 2 (MoO 3 impregnation method 60 ° C.)
NH 4 -ZSM-5 as a carrier (manufactured by Tosoh: Product name 820NHA silica / alumina ratio: 23 powdery) 10.07 g, content of the Mo for molybdenum oxide 0.153 g (total catalyst (total amount of carrier and molybdenum) Was 1% by mass) and 15.5 g of distilled water were placed in a glass container and sealed (raw material preparation step (A)). (A) 60 ° C. of the formulation prepared in the process
On a hot plate at 1000 rpm for 2 hours. Then, remove the lid of the container and open it to the atmosphere (at this time the liquid temperature is about 60 ° C.), raise the temperature of the hot plate to 110 ° C., stir with a magnetic stirrer, and mix by heating. At that time, stirring was not sufficiently performed, so the process was stopped (heat treatment step (B)). Further, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours with a dryer, and then fired at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours (moisture removal step (C)) to obtain a powdery solid product.

[実施例3](MoO含浸法 40℃)
担体としてNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)10.03g、酸化モリブデン0.151g(触媒全体(担体と酸化モリブデンの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)に蒸留水15.4gをガラス製容器に入れ、密閉した(原料準備工程(A))。40℃のホットプレート上で1000rpmにて、2時間撹拌した。その後、容器のふたを外して大気開放(この時の液温は約40℃)してホットプレートの温度を110℃に昇温してマグネチックスターラーで撹拌して加熱混合し、マッド状になった時点で撹拌が十分行えなくなったので、停止した(加熱処理工程(B))。さらに乾燥機で110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成(水分除去工程(C))して、粉体状の固体生成物を得た。
Example 3 (MoO 3 impregnation method 40 ° C.)
Content as Mo with respect to NH 4 -ZSM-5 (product of Tosoh: product name 820NHA silica / alumina ratio: 23 powder) as a carrier, 10.03 g, molybdenum oxide 0.151 g (total amount of catalyst and the total amount of molybdenum oxide) Was 1% by mass), and 15.4 g of distilled water was put in a glass container and sealed (raw material preparation step (A)). The mixture was stirred at 1000 rpm on a 40 ° C. hot plate for 2 hours. Then, remove the lid of the container and open to the atmosphere (at this time the liquid temperature is about 40 ° C.), raise the temperature of the hot plate to 110 ° C., stir with a magnetic stirrer and mix with heat to form a mud. At that time, stirring was not sufficiently performed, so the process was stopped (heat treatment step (B)). Further, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours with a dryer, and then fired at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours (moisture removal step (C)) to obtain a powdery solid product.

[比較例1](モリブデン酸アンモニウム室温含浸法 粉:従来法)
7モリブデン酸アンモウム4水和物(20℃での水に対する溶解度:400mg/mL)0.37g(触媒全体(担体とモリブデン酸アンモニウムの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)と蒸留水20gをガラス製容器に入れて室温(約20℃)で十分混和させて水溶液を調製した。この水溶液を担体であるNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)20.0gに加えて、室温で2時間撹拌しながら含浸させた。
その後乾燥機で110℃、大気雰囲気下2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成して、粉体状の固体生成物を得た。
[Comparative Example 1] (Ammonium molybdate room temperature impregnation method powder: conventional method)
7 Ammonium molybdate tetrahydrate (solubility in water at 20 ° C .: 400 mg / mL) 0.37 g (content as Mo based on the whole catalyst (total amount of support and ammonium molybdate) is 1% by mass) and distilled water 20 g was put in a glass container and thoroughly mixed at room temperature (about 20 ° C.) to prepare an aqueous solution. This aqueous solution was added to 20.0 g of NH 4 -ZSM-5 (product of Tosoh: product name: 820NHA silica / alumina ratio: 23 powder) as a carrier and impregnated with stirring at room temperature for 2 hours.
Thereafter, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours with a dryer, and then calcined at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours to obtain a powdery solid product.

[比較例2] (モリブデン酸アンモニウム室温含浸法 ペレット:従来法)
7モリブデン酸アンモウム4水和物0.37g(触媒全体(担体とモリブデン酸アンモニウムの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)と蒸留水10gをガラス製容器に入れて室温(約20℃)で十分混和させて水溶液を調製した。この水溶液をH−ZSM−5(東ソー製:製品名822HO3DA シリカ/アルミナ比:23 ペレット)20.0gに加えて室温で容器を十分振り混ぜた後、攪拌をせず2時間含浸させた。その後乾燥機で110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成して、粉体状の固体生成物を得た。
[Comparative Example 2] (Ammonium molybdate room temperature impregnation method pellet: conventional method)
Ammonium molybdate tetrahydrate 0.37 g (content as Mo with respect to the whole catalyst (total amount of carrier and ammonium molybdate) is 1% by mass) and 10 g of distilled water are placed in a glass container at room temperature (about 20 ° C. ) And mixed well to prepare an aqueous solution. This aqueous solution was added to 20.0 g of H-ZSM-5 (manufactured by Tosoh: product name 822HO3DA silica / alumina ratio: 23 pellets), and the container was sufficiently shaken at room temperature, and then impregnated for 2 hours without stirring. Thereafter, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours by a dryer, and then calcined at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours to obtain a powdery solid product.

[比較例3](MoO混合法)
NH−ZSM−5(東ソー製:製品名820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)20.01g、酸化モリブデン0.30g(触媒全体(担体と酸化モリブデンの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)を粉体の状態で混合して、乳鉢ですりつぶした。目視により色が均一になるまですりつぶして混合した。その後乾燥機で110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成して、粉体状の固体生成物を得た。
[Comparative Example 3] (MoO 3 mixing method)
NH 4 -ZSM-5 (product of Tosoh: product name 820 NHA silica / alumina ratio: 23 powder) 20.01 g, molybdenum oxide 0.30 g (total content of catalyst (total amount of support and molybdenum oxide) as Mo is 1 (Mass%) was mixed in powder form and ground in a mortar. Grind and mix until the color is uniform by visual inspection. Thereafter, it was dried at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours by a dryer, and then calcined at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours to obtain a powdery solid product.

[比較例4](MoO室温含浸法)
NH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状) 10.05g、酸化モリブデン 0.15g(触媒全体(担体と酸化モリブデンの総量)に対するMoとしての含有量は1質量%)に蒸留水12.1gをガラス製容器に
入れて、室温(約20℃)で1000rpmにて2時間撹拌した。その後流動性がなくなるまで室温で真空乾燥器にて乾燥させた。さらに乾燥機で110℃、大気雰囲気下で2時間乾燥を行った後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成して、粉体状の固体生成物を得た。
[Comparative Example 4] (MoO 3 room temperature impregnation method)
NH 4 -ZSM-5 (manufactured by Tosoh: product name 820 NHA silica / alumina ratio: 23 powder) 10.05 g, molybdenum oxide 0.15 g (total amount of catalyst and molybdenum oxide) as Mo content is 1 (Mass%) was charged with 12.1 g of distilled water in a glass container and stirred at room temperature (about 20 ° C.) at 1000 rpm for 2 hours. Thereafter, it was dried in a vacuum dryer at room temperature until the fluidity disappeared. Further, drying was performed at 110 ° C. in an air atmosphere for 2 hours with a dryer, followed by firing at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours to obtain a powdery solid product.

[実施例4](HWO熱水含浸 アンモニア水添加法)
担体としてNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)5.0g、蒸留水8.1g、1.05%アンモニア水(市販のアンモニア水を蒸留水で希釈して調製した)0.364g(アンモニア 0.225mmol)をガラス製容器に入れ、密閉して、1000rpmで撹拌して十分に分散させた。次に、フタを空けてHWO 0.068g(0.27mmol:触媒全体(担体とタングステン酸の総量)に対するWとしての含有量は1質量%)をガラス容器に入れた(原料準備工程(A))後に、再度密閉して、110℃のホットプレート上で1000rpmにて、2時間撹拌した。その後、容器のふたを外して大気開放(この時の液温は約90℃)してホットプレートの温度を110℃に維持した。マグネチックスターラーで撹拌して加熱混合し、マッド状になった時点で撹拌が十分行えなくなったので、停止した(加熱処理工程(B))。乾燥機でさらに110℃で2時間乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成(水分除去工程(C))して、粉体状の固体生成物を得た。
[Example 4] (H 2 WO 4 hot water impregnation ammonia water addition method)
NH 4 —ZSM-5 (product name: 820NHA silica / alumina ratio: 23 powder) 5.0 g, distilled water 8.1 g, 1.05% ammonia water (commercially available ammonia water diluted with distilled water) 0.364 g (ammonia 0.225 mmol) was put in a glass container, sealed, and sufficiently dispersed by stirring at 1000 rpm. Next, the lid was opened, and 0.068 g of H 2 WO 4 (0.27 mmol: the content as W with respect to the whole catalyst (total amount of carrier and tungstic acid) was 1% by mass) was put in a glass container (raw material preparation step) (A)) After that, it was sealed again and stirred on a hot plate at 110 ° C. at 1000 rpm for 2 hours. Thereafter, the lid of the container was removed and the atmosphere was released (the liquid temperature at this time was about 90 ° C.) to maintain the temperature of the hot plate at 110 ° C. The mixture was stirred and heated with a magnetic stirrer, and when it became a mud, stirring was not sufficient, so it was stopped (heat treatment step (B)). After further drying at 110 ° C. for 2 hours with a dryer, firing was performed at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours (moisture removal step (C)) to obtain a powdery solid product.

[比較例5](タングステン酸アンモニウム室温含浸法 粉:従来法)
(NH101241・5HO(20℃での水に対する溶解度:40mg/mL)0.14g(触媒全体(担体とタングステン酸アンモニウムの総量)に対するW としての含有量は1質量%)と蒸留水18gをガラス製容器に入れて約70℃に加熱しながら十分混和させて水溶液を調製した。この水溶液を担体であるNH−ZSM−5(東ソー製:製品名 820NHA シリカ/アルミナ比:23 粉状)10.0gに加えて、室温で2時間撹拌しながら含浸させた。
その後、乾燥機、大気雰囲気下で110℃乾燥させた後、900℃、大気雰囲気下で2時間焼成して、粉体状の固体生成物を得た。
[Comparative Example 5] (Ammonium Tungstate Room Temperature Impregnation Method Powder: Conventional Method)
(NH 4) 10 W 12 O 41 · 5H 2 O ( solubility in water at 20 ℃: 40mg / mL) 0.14g ( content of the W to the entire catalyst (total carrier and ammonium tungstate) 1 mass %) And 18 g of distilled water were placed in a glass container and thoroughly mixed while heating to about 70 ° C. to prepare an aqueous solution. NH 4 -ZSM-5 The aqueous solution as a carrier (Tosoh Corporation: product name 820NHA silica / alumina ratio: 23 powdery) was added to 10.0 g, was impregnated with stirring at room temperature for 2 hours.
Then, after drying at 110 ° C. in a drier and an air atmosphere, firing was performed at 900 ° C. in an air atmosphere for 2 hours to obtain a powdery solid product.

[実施例5]
実施例1で調製したMoO熱水含浸ZSM−5 0.10gを反応管に入れ、反応管内を減圧ポンプで減圧にて空気を除去した後にHeガスに置換した。Heガスを20mL/分の速度で流通させ、300℃に昇温後1時間流通させた。その後、Arガス20モル%、シランガス80モル%の混合ガスを3mL/分、水素ガス1mL/分でガスミキサーで混合させ流通させた。反応時間(反応管内のガス滞留時間)は3.4秒であった。所定の圧力(絶対圧力0.3MPa)に達してから、所定の時間経過後の反応ガス組成をガスクロマトグラフで分析した。評価結果を表1に示す。
[Example 5]
0.10 g of MoO 3 hot water impregnated ZSM-5 prepared in Example 1 was put into a reaction tube, and the inside of the reaction tube was removed with a vacuum pump under reduced pressure, and then replaced with He gas. He gas was circulated at a rate of 20 mL / min, and the temperature was raised to 300 ° C. and then circulated for 1 hour. Thereafter, a mixed gas of 20 mol% Ar gas and 80 mol% silane gas was mixed at a gas mixer at 3 mL / min and hydrogen gas 1 mL / min, and was circulated. The reaction time (gas residence time in the reaction tube) was 3.4 seconds. After reaching a predetermined pressure (absolute pressure 0.3 MPa), the reaction gas composition after a predetermined time elapsed was analyzed by a gas chromatograph. The evaluation results are shown in Table 1.

[実施例6]
実施例2で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表2に示す。
[Example 6]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 2 was used, and the reaction gas composition was analyzed. The evaluation results are shown in Table 2.

[実施例7]
実施例3で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表3に示す。
[Example 7]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 3 was used, and the reaction gas composition was analyzed. The evaluation results are shown in Table 3.

[比較例6]
比較例1で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表4に示す。
[Comparative Example 6]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 1 was used, and the reaction gas composition was analyzed. The evaluation results are shown in Table 4.

[比較例7]
比較例2で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。なお、比較例2で調製した触媒はペレット状であり、粉末状の触媒より嵩密度が高いため、反応時間(反応管内のガス滞留時間)は2秒であった。評価結果を表5に示す。
[Comparative Example 7]
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 2 was used, and the reaction gas composition was analyzed. In addition, since the catalyst prepared in Comparative Example 2 was in the form of pellets and had a higher bulk density than the powdered catalyst, the reaction time (gas residence time in the reaction tube) was 2 seconds. The evaluation results are shown in Table 5.

[比較例8]
比較例3で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表6に示す。
[Comparative Example 8]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 3 was used, and the reaction gas composition was analyzed. The evaluation results are shown in Table 6.

[比較例9]
比較例4で調製した触媒を用いた以外は実施例5と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表7に示す。
[Comparative Example 9]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 4 was used, and the reaction gas composition was analyzed. Table 7 shows the evaluation results.

[実施例8] 寿命試験
実施例1で調製したMoO熱水含浸ZSM−5 0.20gを反応管に入れ、反応管内を減圧ポンプで減圧にて空気を除去した後にHeガスに置換した。Heガスを20mL/分の速度で流通させ、300℃に昇温後1時間流通させた。その後、220℃に冷却してArガス20%シランガス80%の混合ガスを3mL/分、水素ガス1mL/分でガスミキサーで混合させ流通させた。反応時間(反応管内のガス滞留時間)は6.8秒であった。所定の圧力(絶対圧力0.3MPa)に達してから、反応ガス組成をガスクロマトグラフで分析した。ジシラン収率10%を保つように表8のように反応温度を変更して反応を継続した。
[Example 8] Life test 0.20 g of the MoO 3 hot water impregnated ZSM-5 prepared in Example 1 was put in a reaction tube, and the inside of the reaction tube was removed with a vacuum pump under reduced pressure, and then replaced with He gas. He gas was circulated at a rate of 20 mL / min, and the temperature was raised to 300 ° C. and then circulated for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled to 220 ° C., and a mixed gas of 20% Ar gas and 80% silane gas was mixed with a gas mixer at 3 mL / min and hydrogen gas at 1 mL / min and circulated. The reaction time (gas residence time in the reaction tube) was 6.8 seconds. After reaching a predetermined pressure (absolute pressure 0.3 MPa), the reaction gas composition was analyzed with a gas chromatograph. The reaction was continued by changing the reaction temperature as shown in Table 8 so as to maintain a disilane yield of 10%.

[比較例10] 寿命試験(比較)
比較例2で調製したモリブデン酸アンモニウム室温含浸ZSM−5ペレット 0.20gを反応管に入れ、反応管内を減圧ポンプで減圧にて空気を除去した後にHeガスに置換した。Heガスを20mL/分の速度で流通させ、300℃に昇温後1時間流通させた。その後、200℃に冷却してArガス20%シランガス80%の混合ガスを3mL/分、水素ガス1mL/分でガスミキサーで混合させ流通させた。比較例2で調製した触媒はペレット状であり、粉末状の触媒より嵩密度が高いため、反応時間(反応管内のガス滞留時間)は4秒であった。所定の圧力(絶対圧力0.3MPa)に達してから、反応ガス組成をガスクロマトグラフで分析した。ジシラン収率8%を保つように表9のように条件を変更して反応を実施した。
[Comparative Example 10] Life test (comparison)
0.20 g of room temperature-impregnated ZSM-5 pellets of ammonium molybdate prepared in Comparative Example 2 was placed in a reaction tube, and the inside of the reaction tube was removed with a vacuum pump under reduced pressure, and then replaced with He gas. He gas was circulated at a rate of 20 mL / min, and the temperature was raised to 300 ° C. and then circulated for 1 hour. Thereafter, the mixture was cooled to 200 ° C., and a mixed gas of 20% Ar gas and 80% silane gas was mixed with a gas mixer at 3 mL / min and hydrogen gas at 1 mL / min and circulated. Since the catalyst prepared in Comparative Example 2 was in the form of pellets and had a higher bulk density than the powdered catalyst, the reaction time (gas residence time in the reaction tube) was 4 seconds. After reaching a predetermined pressure (absolute pressure 0.3 MPa), the reaction gas composition was analyzed with a gas chromatograph. The reaction was carried out by changing the conditions as shown in Table 9 so as to maintain a disilane yield of 8%.

実施例5〜7、比較例6〜9を比較することで、難溶性のMo化合物を原料として、ゼオライトと熱水中で混合させて調製した触媒を用いることで、最もジシラン収率が向上することがわかる。
実施例5、実施例6、実施例7、比較例9を比較することで、難溶性Mo化合物を原料として、湿式法により触媒を調製する場合に、加熱処理工程の温度が高い方がジシラン収
率が向上することがわかる。特に、実施例7と比較例9の間には明確にジシラン収率の差があり、本発明の一実施形態においては40℃以上の水中で加熱することが好ましいことがわかる。
実施例8と比較例10とを比較することで、難溶性のMo化合物を用いて、ゼオライトと熱水中で混合させて調製した触媒を用いることで、ジシラン収率が向上するとともに触媒寿命も長くなることがわかる。
By comparing Examples 5 to 7 and Comparative Examples 6 to 9, the disilane yield is most improved by using a catalyst prepared by mixing a poorly soluble Mo compound as a raw material in zeolite and hot water. I understand that.
By comparing Example 5, Example 6, Example 7, and Comparative Example 9, when preparing a catalyst by a wet method using a hardly soluble Mo compound as a raw material, the higher the temperature of the heat treatment step, the disilane yield. It can be seen that the rate is improved. In particular, there is a clear difference in disilane yield between Example 7 and Comparative Example 9, and it is found that it is preferable to heat in water at 40 ° C. or higher in one embodiment of the present invention.
By comparing Example 8 and Comparative Example 10, using a hardly soluble Mo compound and using a catalyst prepared by mixing in zeolite and hot water, the disilane yield is improved and the catalyst life is also increased. It turns out that it becomes long.

[実施例9]
実施例4で調製したHWO熱水含浸ZSM−5 0.10gを反応管に入れ、反応管内を減圧ポンプで減圧にて空気を除去した後にHeガスに置換した。Heガスを20mL/分の速度で流通させ、300℃に昇温後1時間流通させた。その後、Arガス20モル%、シランガス80モル%の混合ガスを3mL/分、水素ガス1mL/分でガスミキサーで混合させ流通させた。反応時間(反応管内のガス滞留時間)は3.4秒であった。所定の圧力(絶対圧力0.3MPa)に達してから、反応ガス組成をガスクロマトグラフで分析した。評価結果を表10に示す。
[Example 9]
0.10 g of H 2 WO 4 hot water-impregnated ZSM-5 prepared in Example 4 was put in a reaction tube, and the inside of the reaction tube was removed with a vacuum pump under reduced pressure, and then replaced with He gas. He gas was circulated at a rate of 20 mL / min, and the temperature was raised to 300 ° C. and then circulated for 1 hour. Thereafter, a mixed gas of 20 mol% Ar gas and 80 mol% silane gas was mixed at a gas mixer at 3 mL / min and hydrogen gas 1 mL / min, and was circulated. The reaction time (gas residence time in the reaction tube) was 3.4 seconds. After reaching a predetermined pressure (absolute pressure 0.3 MPa), the reaction gas composition was analyzed with a gas chromatograph. Table 10 shows the evaluation results.

[比較例11]
比較例5で調製した触媒を用いた以外は実施例9と同様に反応を行い、反応ガス組成を分析した。評価結果を表11に示す。
[Comparative Example 11]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 9 except that the catalyst prepared in Comparative Example 5 was used, and the reaction gas composition was analyzed. The evaluation results are shown in Table 11.

ゼオライトに対して原料由来のWおよびアンモニアを同じ割合加えた実施例9と比較例11とを比較することで、難溶性のW化合物を原料として、ゼオライトと少量のアンモニア水を熱水中で混合させて調製することで、特に、反応開始から3時間以降のジシラン収率が改善され、触媒劣化が抑制されていることがわかる。   By comparing Example 9 and Comparative Example 11 in which the same proportions of W and ammonia derived from the raw material were added to the zeolite, the poorly soluble W compound was used as a raw material, and a small amount of ammonia water was mixed in hot water. In particular, it can be seen that the disilane yield after 3 hours from the start of the reaction is improved, and the catalyst deterioration is suppressed.

本発明の一態様により得られる触媒は、ヒドロシランを脱水素縮合させる触媒として非常に有用である。本発明の一態様により得られる触媒を用いる反応により得られるジシランは半導体シリコンの製造ガスとして利用されることができ、ジシランの収率・選択率の向上から、半導体産業における生産性の向上が期待できる。   The catalyst obtained according to one embodiment of the present invention is very useful as a catalyst for dehydrogenative condensation of hydrosilane. The disilane obtained by the reaction using the catalyst obtained according to one embodiment of the present invention can be used as a production gas for semiconductor silicon, and improvement in yield and selectivity of disilane is expected to improve productivity in the semiconductor industry. it can.

1 テトラヒドロシランガス(SiH)ボンベ(Ar20体積%混合)
2 水素ガス(H)ボンベ
3 ヘリウムガス(He)ボンベ
4 緊急遮断弁(ガス検連動遮断弁)
5 減圧弁
6 マスフローコントローラ(MFC)
7 圧力計
8 ガスミキサー
9 反応管
10 フィルター
11 ロータリーポンプ
12 ガスクロマトグラフ
13 除害装置
1 Tetrahydrosilane gas (SiH 4 ) cylinder (Ar 20% by volume mixed)
2 Hydrogen gas (H 2 ) cylinder 3 Helium gas (He) cylinder 4 Emergency shutoff valve (Gas detection interlocking shutoff valve)
5 Pressure reducing valve 6 Mass flow controller (MFC)
7 Pressure gauge 8 Gas mixer 9 Reaction tube 10 Filter 11 Rotary pump 12 Gas chromatograph 13 Detoxifying device

Claims (10)

ゼオライトを含む担体、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、及びクロムからなる群から選択される少なくとも一種の遷移元素を含む20℃での水への溶解度が0〜30mg/mLである遷移元素化合物、並びに水を含む配合物を準備する原料準備工程(A)と、前記原料準備工程(A)で準備した配合物を液体の水の存在下で40℃以上に加熱処理する加熱処理工程(B)と、前記加熱処理工程(B)で得られた生成物の水分を加熱により除去する水分除去工程(C)と、を含むゼオライト触媒の製造方法。   A support containing zeolite, a transition element compound having a solubility in water at 20 ° C. of 0 to 30 mg / mL, containing at least one transition element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and chromium; and A raw material preparation step (A) for preparing a blend containing water, a heat treatment step (B) for heat-treating the blend prepared in the raw material preparation step (A) to 40 ° C. or higher in the presence of liquid water, And a moisture removal step (C) for removing moisture of the product obtained in the heat treatment step (B) by heating. 上記遷移元素化合物の20℃での水への溶解度が1mg/mL未満であり、前記原料準備工程(A)の配合物がさらに溶解助剤を含む、請求項1に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The method for producing a zeolite catalyst according to claim 1, wherein the transition element compound has a solubility in water at 20 ° C of less than 1 mg / mL, and the blend of the raw material preparation step (A) further contains a dissolution aid. . 前記加熱処理工程(B)を85℃以上で行う、請求項1または2に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The manufacturing method of the zeolite catalyst of Claim 1 or 2 which performs the said heat processing process (B) at 85 degreeC or more. 前記加熱処理工程(B)を密閉系で行う、請求項1〜3のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The manufacturing method of the zeolite catalyst as described in any one of Claims 1-3 which performs the said heat processing process (B) by a closed system. 前記加熱処理工程(B)を100℃未満かつ大気圧以上20気圧以下の条件下、または100℃以上でその温度での水の蒸気圧以上20気圧以下の条件下、で行う、請求項1〜4のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The heat treatment step (B) is performed under a condition of less than 100 ° C and an atmospheric pressure of 20 atmospheres or less, or 100 ° C or more and a water vapor pressure of 20 ° C or less at that temperature. The method for producing a zeolite catalyst according to any one of 4. 前記加熱処理工程(B)を10分〜120時間行う、請求項1〜5のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The manufacturing method of the zeolite catalyst as described in any one of Claims 1-5 which performs the said heat processing process (B) for 10 minutes-120 hours. 前記遷移元素化合物が酸化モリブデンである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The method for producing a zeolite catalyst according to any one of claims 1 to 6, wherein the transition element compound is molybdenum oxide. 前記水分除去工程(C)を100〜1000℃で行う、請求項1〜7のいずれか一項に記載のゼオライト触媒の製造方法。   The manufacturing method of the zeolite catalyst as described in any one of Claims 1-7 which performs the said water removal process (C) at 100-1000 degreeC. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法により得られたゼオライト触媒を用いて脱水素反応を行うステップを含む、脱水素カップリング方法。   The dehydrogenation coupling method including the step which performs a dehydrogenation reaction using the zeolite catalyst obtained by the manufacturing method as described in any one of Claims 1-8. 請求項9記載の前記脱水素カップリング方法がシラン化合物の脱水素カップリングである、オリゴシランの製造方法。   The method for producing oligosilane, wherein the dehydrogenation coupling method according to claim 9 is dehydrogenation coupling of a silane compound.
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