JP2020502304A - 骨格型mwwを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるための酸処理の使用方法 - Google Patents

骨格型mwwを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるための酸処理の使用方法 Download PDF

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Abstract

1未満の相対可塑性を有する組成物の製造に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用する方法。

Description

本発明は、1未満の相対可塑性Pを有する組成物の製造に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用する方法に関する。
TiMWW触媒、例えばZnTiMWW、すなわち、亜鉛をさらに含む骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む触媒は、プロペンのエポキシ化のための優れた触媒として知られている。通常、このような触媒は合成プロセスで製造され、当該合成プロセスは、成形品を製造する押出工程などの、上述したエポキシ化プロセスのような工業規模のプロセスで使用される触媒に好ましい成形段階を含む。このような触媒の製造プロセスは、例えばWO 2013/117536 A1に記載されている。成形は必須であるので、成形に供するそれぞれの組成物は、成形を可能にする可塑性を有すべきである。上述した触媒を調査すると、本発明の発明者らは、驚くべきことに、成形に供するそのような組成物を製造するために使用されるチタン含有ゼオライト材料の特定の性質に応じて、それぞれの組成物が、押出のような通常の成形プロセスには高すぎる可塑性を示したことを見出した。
WO 2013/117536 A1
したがって、本発明は、この課題のための一般的な解決策を提供することを目的とする。驚いたことには、成形に供する組成物の成分として使用される骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、使用される前に、そのまま又は亜鉛を含むような修飾された状態で、適切に酸処理されれば、該組成物の可塑性は、有利に影響を及ぼすことができ、すなわち、酸処理されていない形態での骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物と比較して低下させることができることが見出された。
したがって、本発明は、1未満の相対可塑性Pを有する組成物の製造に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用する方法に関し、前記組成物が骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含み、ここで、前記相対可塑性は、前記組成物の可塑性Pを、組成物の製造に使用される骨格型を有するチタン含有ゼオライト材料が酸処理されていないことで前記組成物と異なる組成物の可塑性Pで除したものとして定義され、可塑性P及び可塑性Pは、本明細書の参考例3に記載されているように決定される。
さらに、本発明は、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用することによって、1未満の相対可塑性Pを有する組成物を製造する方法に関し、前記組成物が骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含み、ここで、前記相対可塑性は、前記組成物の可塑性Pを、組成物の製造に使用される骨格型を有するチタン含有ゼオライト材料が酸処理されていないことで前記組成物と異なる組成物の可塑性Pで除したものとして定義され、可塑性P及び可塑性Pは、本明細書の参考例3に記載されているように決定される。
好ましくは、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、
(i) 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給する工程;及び
(ii) (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を酸処理に供することによって、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を製造する工程であって、
(ii.1) 水及び酸を含む水性液相、並びに、(i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
(ii.2) (ii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
(ii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
を含む工程
を含むプロセスにより得ることができるか、又は得られる。
好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、少なくとも11質量%の、より好ましくは11〜20質量%の範囲の、より好ましくは11〜19質量%の範囲の、より好ましくは11.5〜18質量%の範囲の、より好ましくは12〜16質量%の範囲の吸水能力(water absorption capacity)を有する。好ましい範囲は、例えば、12〜14質量%、又は13〜15質量%、又は14〜16質量%である。
(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の化学組成について、ゼオライト骨格が、アルミニウムを実質的に含有せず、本質的にケイ素、酸素、チタン及び水素からなることが好ましい。任意に、ゼオライト骨格は、ゼオライト材料を製造する特定の方法により存在し得る一定量のホウ素を含有してもよい。好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料のゼオライト骨格の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%、より好ましくは少なくとも99.99質量%は、Ti、Si、O及びHからなる。より好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%、より好ましくは少なくとも99.99質量%は、Ti、Si、O及びHからなる。好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料のゼオライト骨格の0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.001質量%以下は、ホウ素からなる。より好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.001質量%以下は、ホウ素からなる。
好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の総質量に基づいて、0.1〜5質量%の範囲の、より好ましくは0.5〜4質量%の範囲の、より好ましくは1〜3.5質量%の範囲の量で、元素チタンとして計算されたチタンを含む。好ましい範囲は、例えば、1〜2質量%、又は1.5〜2.5質量%、又は2〜3質量%、又は2.5〜3.5質量%である。
好ましくは、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、か焼された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料である。
好ましくは、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、本明細書の参考例4に従って決定された、1〜5マイクロメートルの範囲の、好ましくは2〜4マイクロメートルの範囲の、より好ましくは2〜3マイクロメートルの範囲のDv10値、7〜15マイクロメートルの範囲の、好ましくは8〜12マイクロメートルの範囲の、より好ましくは8〜11マイクロメートルの範囲のDv50値、及び20〜40マイクロメートルの範囲の、好ましくは25〜35マイクロメートルの範囲の、より好ましくは26〜32マイクロメートルの範囲のDv90値を好ましくは特徴とする特定の粒径分布を示す粒子を含み、好ましくは前記粒子からなる。
工程(ii)
(ii)によれば、(i)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は酸処理に供される。
好ましくは、(ii.1)で製造された水性懸濁液において、水性液相の骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比は、10:1〜30:1の範囲、好ましくは15:1〜25:1の範囲、より好ましくは18:1〜22:1の範囲にある。
水性液相に含まれる酸は、好ましくは、1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上を含み、より好ましくは、1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上である。より好ましくは、酸は硫酸又は硝酸を含む。より好ましくは、酸は硫酸又は硝酸である。好ましくは、酸は、少なくとも部分的に、より好ましくは完全に、水性液相に含まれる水に溶解される。
一般的には、(ii.1)による水性液相は、水及び酸に加えて、1つ以上のさらなる好適な化合物を含むことが考えられる。好ましくは、液相は、本質的に酸及び水からなる。より好ましくは、(ii.1)による水性液相の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%は、水及び酸からなる。
本明細書の参考例2に記載されているように決定された、(ii.1)による水性液相のpHは、好ましくは0〜5の範囲、より好ましくは0〜3の範囲、より好ましくは0〜4の範囲、より好ましくは0〜2の範囲にある。
一般的には、(ii.1)で製造された水性懸濁液は、水、酸及び骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に加えて、1つ以上のさらなる好適な化合物を含むことが考えられる。好ましくは、水性懸濁液は、実質的に水、酸及び骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料からなる。より好ましくは、(ii.1)で製造された水性懸濁液の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%は、水性液相、及び骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料からなる。
(ii.2)について、(ii.1)による水性懸濁液を、50〜175℃の範囲の、より好ましくは70〜125℃の範囲の、より好ましくは90〜105℃の範囲の懸濁液の温度に加熱することが好ましい。好ましい範囲は、例えば、90〜100℃、又は95〜105℃である。(ii.2)によれば、水性懸濁液は、上記で定義した好ましい範囲におけるその温度又は異なる温度に、全ての好適な期間維持することができる。好ましくは、水性懸濁液は、前記温度に、0.1〜24時間、より好ましくは0.3〜6時間、より好ましくは0.5〜1.5時間維持される。(ii.2)による加熱は、自発生圧力下の閉鎖系、好ましくはオートクレーブ中で行われることが好ましい。懸濁液を加熱すること、及び懸濁液を前記温度に維持することは、自発生圧力下の閉鎖系、好ましくはオートクレーブ中で行われることがさらに好ましい。加熱の間に及び/又は懸濁液を前記温度に維持する間に、懸濁液を機械的にかき混ぜ、好ましくは攪拌することが可能である。懸濁液を前記温度に維持した後、好ましくは、懸濁液を、例えば室温に冷却する。
(ii.3)によれば、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、懸濁液の液相から、適切に分離される。この固体−液体分離について、全ての考えられる方法、又は2つ以上の方法の組合せを使用することができる。好ましくは、(ii.3)において、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、濾過及び遠心分離の1つ以上を含む。好ましくは、(ii.3)において、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を乾燥することをさらに含み、ここで、乾燥は好ましくは、ガス雰囲気中で、好ましくは100〜250℃の範囲の、より好ましくは110〜200℃の範囲の、より好ましくは120〜160℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で行われる。全ての好適なガス雰囲気を使用することができ、ここで、好ましいガス雰囲気は窒素を含む。したがって、好ましいガス雰囲気は、空気、リーンエア、又は工業用窒素(technical nitrogen)などの窒素である。濾過、及び次に濾過ケーキを乾燥することの代わりに、水性懸濁液を急速乾燥に供することが好ましい場合があり、ここで、急速乾燥前に、水性懸濁液を希釈するか、又は濃縮することができる。好ましくは、(ii.3)によれば、急速乾燥を用いて、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、噴霧乾燥、気流乾燥及びマイクロ波乾燥の1つ以上を含む。
本発明によれば、好ましくは(ii.2)による水性懸濁液の液相から分離した後に、より好ましくは乾燥した後に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を適切にか焼することが好ましい。好ましくは、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料は、ガス雰囲気中で、400〜800℃の範囲の、好ましくは500〜750℃の範囲の、より好ましくは600〜700℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で行われる。全ての好適なガス雰囲気を使用することができ、ここで、好ましいガス雰囲気は窒素を含む。したがって、好ましいガス雰囲気は、空気、リーンエア、又は工業用窒素などの窒素である。
工程(iii)
(iii)によれば、亜鉛は任意に、(ii)による酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に組み込まれる。したがって、本発明の第1の実施態様によれば、亜鉛は(ii)による酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に組み込まれない。本発明の第2の好ましい実施態様によれば、(iii)により、(ii)による酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に亜鉛を組み込むことが好ましい。
(iii)による亜鉛の組み込みについては、特に限定がない。好ましくは、亜鉛の組み込みは、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の含浸、より好ましくは湿式含浸を含む。好ましい湿式含浸について、それは、
(iii.1) 水及び溶解した亜鉛塩を含む水性液相、並びに、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
(iii.2) (iii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
(iii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
を含むことがさらに好ましい。
(iii.1)で製造された水性懸濁液において、水性液相の酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比は、好ましくは40:1〜1:1の範囲、より好ましくは35:1〜5:1の範囲、より好ましくは15:1〜6:1の範囲にある。
あらゆる好適な亜鉛塩を使用することができる。好ましくは、亜鉛塩は、酢酸亜鉛、好ましくは酢酸亜鉛二水和物を含む。より好ましくは、亜鉛塩は、酢酸亜鉛、好ましくは酢酸亜鉛二水和物である。
(iii.1)による水性懸濁液において、元素亜鉛として計算された溶解した亜鉛塩の、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比は、好ましくは0.01:1〜0.2:1の範囲、より好ましくは0.02:1〜0.1:1の範囲、より好ましくは0.04:1〜0.06:1の範囲にある。
一般的には、(iii.1)による水性液相は、水及び溶解した亜鉛塩に加えて、1つ以上のさらなる化合物を含むことが考えられる。好ましくは、(iii.1)による水性液相は本質的に水及び溶解した亜鉛塩からなる。より好ましくは、(iii.1)による水性液相の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%は、水及び溶解した亜鉛塩からなる。
一般的には、(iii.1)で製造された水性懸濁液は、水及び溶解した亜鉛塩に加えて、1つ以上のさらなる化合物を含むことが考えられる。好ましくは、(iii.1)で製造された水性懸濁液は、実質的に水及び溶解した亜鉛塩からなる。より好ましくは、(iii.1)で製造された水性懸濁液の少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%は、水性液相、及び酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料からなる。
(iii.2)について、(iii.1)による水性懸濁液を、65〜135℃の範囲の、より好ましくは75〜125℃の範囲の、より好ましくは85〜115℃の範囲の懸濁液の温度に加熱することが好ましい。好ましい範囲は、例えば、85〜95℃、又は90〜100℃、又は95〜105℃である。(iii.2)によれば、水性懸濁液は、上記で定義した好ましい範囲におけるその温度又は異なる温度に、全ての好適な期間維持することができる。好ましくは、水性懸濁液は、前記温度に、0.2〜10時間、より好ましくは0.5〜8時間、より好ましくは1〜6時間維持される。
(iii.3)によれば、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料は、懸濁液の液相から、適切に分離される。この固体−液体分離について、全ての考えられる方法、又は2つ以上の方法の組合せを使用することができる。好ましくは、(iii.3)において、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、濾過及び遠心分離の1つ以上を含む。好ましくは、(iii.3)において、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を乾燥することをさらに含み、ここで、乾燥は好ましくは、ガス雰囲気中で、100〜300℃の範囲の、より好ましくは150〜275℃の範囲の、より好ましくは200〜250℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で行われる。全ての好適なガス雰囲気を使用することができ、ここで、好ましいガス雰囲気は窒素を含む。したがって、好ましいガス雰囲気は、空気、リーンエア、又は工業用窒素などの窒素である。濾過、及び次に濾過ケーキを乾燥することの代わりに、水性懸濁液を急速乾燥に供することが好ましい場合があり、ここで、急速乾燥前に、水性懸濁液を希釈するか、又は濃縮することができる。好ましくは、(iii.3)によれば、急速乾燥を用いて、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による水性懸濁液の液相から分離することは、噴霧乾燥、気流乾燥及びマイクロ波乾燥の1つ以上を含む。
本発明によれば、好ましくは(iii.2)による水性懸濁液の液相から分離した後に、より好ましくは乾燥した後に、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を適切にか焼することが好ましい。好ましくは、酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料は、ガス雰囲気中で、500〜725℃の範囲の、好ましくは600〜700℃の範囲の、より好ましくは625〜675℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度でか焼される。全ての好適なガス雰囲気を使用することができ、ここで、好ましいガス雰囲気は窒素を含む。したがって、好ましいガス雰囲気は、空気、リーンエア、又は工業用窒素などの窒素である。
工程(iv)
好ましくは、1未満の相対可塑性Pを有する組成物の製造は、
(iv) (ii)又は(iii)から得られた、好ましくは(iii)から得られた骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を、シリカバインダの前駆体、水及び混練剤と混合する工程
をさらに含む。
好ましくは、あらゆる好適な混練剤を使用することができる。好ましくは、(iv)による組成物に含まれる混練剤は、1種以上の親水性ポリマーを含み、好ましくは1種以上の親水性ポリマーであり、より好ましくは1種以上の炭水化物を含み、より好ましくは1種以上の炭水化物であり、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上を含み、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上であり、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上を含み、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上である。より好ましくは、(iv)による組成物に含まれる混練剤は、セルロースエーテル、好ましくはセルロースアルキルエーテル、より好ましくはメチルセルロースを含み、好ましくは、セルロースエーテル、好ましくはセルロースアルキルエーテル、より好ましくはメチルセルロースである。より好ましくは、(iv)による組成物に含まれる混練剤は、メチルセルロースからなる。(iv)による組成物において、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の、混練剤に対する質量比は、5:1〜20:1の範囲、好ましくは8:1〜18:1の範囲、より好ましくは9:1〜16:1の範囲にある。
シリカバインダの前駆体について、一般的には、コロイダルシリカ、並びに、いわゆる「湿式プロセス」シリカ及びいわゆる「乾式プロセス」シリカの両方を使用することが可能である。特に好ましくは、このシリカは非晶質シリカであり、シリカ粒子のサイズは、例えば1〜100nmの範囲にあり、シリカ粒子の表面積は50〜500m/gの範囲にある。コロイダルシリカは、好ましくはアルカリ性及び/又はアンモニア性溶液として、より好ましくはアンモニア性溶液として、特に、例えばLudox(登録商標)、Syton(登録商標)、Nalco(登録商標)又はSnowtex(登録商標)として市販されている。「湿式プロセス」シリカは、特に、例えばHi−Sil(登録商標)、Ultrasil(登録商標)、Vulcasil(登録商標)、Santocel(登録商標)、Valron−Estersil(登録商標)、Tokusil(登録商標)又はNipsil(登録商標)として市販されている。「乾式プロセス」シリカは、特に、例えばAerosil(登録商標)、Reolosil(登録商標)、Cab−O−Sil(登録商標)、Fransil(登録商標)又はArcSilica(登録商標)として市販されている。特に、本発明において、コロイダルシリカのアンモニア性溶液が好ましい。好ましくは、本発明によれば、(iv)による組成物に含まれるシリカバインダの前駆体は、シリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上を含み、より好ましくはシリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上である。より好ましくは、(iv)による組成物に含まれるシリカバインダの前駆体は、コロイダルシリカを含み、好ましくはコロイダルシリカである。より好ましくは、(iv)による組成物に含まれるシリカバインダの前駆体はコロイダルシリカからなる。(iv)による組成物において、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の、SiOとして計算されたシリカバインダの前駆体に対する質量比は、好ましくは1:1〜10:1の範囲、より好ましくは3:1〜7:1の範囲、より好ましくは3.5:1〜4.5:1の範囲にある。
本発明によれば、(iv)による組成物は、約4,000,000の平均分子量MW(g/mol)を有するポリエチレンオキシドを含まず、好ましくは100,000〜6,000,000の範囲の平均分子量MW(g/mol)を有するポリエチレンオキシドを含まず、より好ましくはポリエチレンオキシドを含まない。好ましくは、(iv)による組成物は、ポリアルキレンオキシドを含まず、より好ましくはポリアルキレンオキシド、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの1種以上を含まない。
好ましくは、(iv)による組成物の60〜75質量%、より好ましくは63〜72質量%、より好ましくは65〜70質量%は水からなる。(iv)による組成物に含まれる水の少なくとも一部は、アンモニアで安定化された水であってもよい。
より好ましくは、(iv)による組成物の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%は、(iii)から得られた骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料、シリカバインダの前駆体、水及び混練剤からなる。
(iv)による組成物をどのように製造するかについては、特に制限はない。好ましくは、組成物の製造は、好ましくは好適な順番で添加した組成物の個々の成分が一緒に均質なかたまりを形成するまで、組成物を機械的にかき混ぜること、好ましくは組成物を混練することを含む。
好ましくは、組成物は、0.1〜0.9の範囲の、好ましくは0.2〜0.6の範囲の相対可塑性Pを有する。
好ましくは、1未満の相対可塑性Pを有する組成物は、本明細書の参考例3に従って決定された、1,500N以下の、好ましくは400〜1,250Nの範囲の、より好ましくは450〜1,000Nの範囲の可塑性Pを有する。
本発明によれば、組成物の相対可塑性Pを低下させるために、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの1種以上を前記組成物のさらなる成分として使用することが可能である。好ましくは、組成物の相対可塑性Pを低下させるために、ポリアルキレンオキシド、好ましくはポリエチレンオキシドを前記組成物のさらなる成分として使用することができる。したがって、本発明は、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるためにポリエチレンオキシドを使用する方法、又はポリエチレンオキシドを前記組成物の成分として使用することによって骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させる方法にも関する。
本発明は、示されるような依存性及び後方参照(back-reference)から得られる以下の一連の実施態様及び実施態様の組合せによってさらに説明される。特に、実施態様の範囲が言及されたそれぞれの場合において、例えば「実施態様1から4のいずれか一項に記載の使用方法」などの用語において、この範囲内の全ての実施態様は、当業者に明示的に開示されることを意味すること、すなわち、この用語の表現は、「実施態様1、2、3及び4のいずれか一項に記載の使用方法」と同義であると当業者によって理解されるべきであることに留意されたい。
1. 1未満の相対可塑性Pを有する組成物の製造に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用する方法であって、前記組成物が骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含み、前記相対可塑性が、前記組成物の可塑性Pを、前記組成物の製造に使用される骨格型を有するチタン含有ゼオライト材料が酸処理されていないことで前記組成物と異なる組成物の可塑性Pで除したものとして定義され、前記可塑性P及び前記可塑性Pが、本明細書の参考例3に記載されているように決定される、使用方法;又は
酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用することによって、1未満の相対可塑性Pを有する組成物を製造する方法であって、前記組成物が骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含み、前記相対可塑性が、前記組成物の可塑性Pを、前記組成物の製造に使用される骨格型を有するチタン含有ゼオライト材料が酸処理されていないことで前記組成物と異なる組成物の可塑性Pで除したものとして定義され、前記可塑性P及び前記可塑性Pが、本明細書の参考例3に記載されているように決定される、方法。
2. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、
(i) 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給する工程;及び
(ii) (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を酸処理に供することによって、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を製造する工程であって、
(ii.1) 水及び酸を含む水性液相、並びに、(i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
(ii.2) (ii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
(ii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
を含む、工程
を含むプロセスにより得ることができるか、又は得られる、実施態様1に記載の使用方法又は方法。
3. (i) 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給する工程;及び
(ii) (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を酸処理に供することによって、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を製造する工程であって、
(ii.1) 水及び酸を含む水性液相、並びに、(i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
(ii.2) (ii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
(ii.3)前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
を含む工程
を含むプロセスによって、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を製造することを含む、実施態様1に記載の使用方法又は方法。
4. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料のゼオライト骨格の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%がTi、Si、O及びHからなる、実施態様2又は3に記載の使用方法又は方法。
5. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の総質量に基づいて、0.1〜5質量%の範囲の、好ましくは0.5〜4質量%の範囲の、より好ましくは1〜3.5質量%の範囲の量で、元素チタンとして計算されたチタンを含む、実施態様2から4のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
6. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、か焼された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料である、実施態様2から5のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
7. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、本明細書の参考例4に従って決定された、1〜5マイクロメートルの範囲の、好ましくは2〜4マイクロメートルの範囲のDv10値、7〜15マイクロメートルの範囲の、好ましくは8〜12マイクロメートルの範囲のDv50値、及び20〜40マイクロメートルの範囲の、好ましくは25〜35マイクロメートルの範囲のDv90値を特徴とする粒径分布を示す粒子を含み、好ましくは前記粒子からなる、実施態様2から6のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
8. (ii.1)で製造された前記水性懸濁液において、前記水性液相の前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比が、10:1〜30:1の範囲、好ましくは15:1〜25:1の範囲、より好ましくは18:1〜22:1の範囲にある、実施態様2から7のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
9. 前記水性液相に含まれる前記酸が、1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上を含み、好ましくは1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上であり、より好ましくは、前記酸が、硝酸を含み、好ましくは硝酸である、実施態様2から8のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
10. (ii.1)による前記水性液相の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、水及び前記酸からなる、実施態様2から9のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
11. (ii.1)による前記水性液相が、本明細書の参考例2に記載されているように決定された、0〜5の範囲の、好ましくは0〜3の範囲の、より好ましくは0〜2の範囲のpHを有する、実施態様2から10のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
12. (ii.1)で製造された前記水性懸濁液の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、前記水性液相、及び前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料からなる、実施態様2から11のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
13. (ii.2)において、(ii.1)による前記水性懸濁液を、50〜175℃の範囲の、好ましくは70〜125℃の範囲の、より好ましくは95〜105℃の範囲の前記懸濁液の温度に加熱する、実施態様2から12のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
14. (ii.2)において、前記水性懸濁液が、前記温度に、0.1〜6時間、好ましくは0.3〜2時間、より好ましくは0.5〜1.5時間維持される、実施態様13に記載の使用方法又は方法。
15. (ii.2)による前記加熱が、自発生圧力下の閉鎖系、好ましくはオートクレーブ中で行われる、実施態様2から14のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
16. (ii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、濾過及び遠心分離の1つ以上を含む、実施態様2から15のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
17. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を乾燥することをさらに含む、実施態様15に記載の使用方法又は方法。
18. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、ガス雰囲気中で、100〜250℃の範囲の、好ましくは110〜200℃の範囲の、より好ましくは120〜160℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で乾燥される、実施態様17に記載の使用方法又は方法。
19. (ii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、噴霧乾燥、気流乾燥及びマイクロ波乾燥の1つ以上を含む、実施態様2から18のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
20. (ii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料、好ましくは前記乾燥した酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料をか焼することをさらに含む、実施態様2から19のいずれか一項、好ましくは実施態様16から18のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
21. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、ガス雰囲気中で、400〜800℃の範囲の、好ましくは500〜750℃の範囲の、より好ましくは600〜700℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度でか焼される、実施態様20に記載の使用方法又は方法。
22. 前記プロセスが、
(iii) (ii)による前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に亜鉛を組み込む工程
をさらに含む、実施態様2から21のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
23. (iii)において、前記亜鉛の組み込みが、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の含浸、好ましくは湿式含浸を含む、実施態様22に記載の使用方法又は方法。
24. (iii)において、前記亜鉛の組み込みが、
(iii.1) 水及び溶解した亜鉛塩を含む水性液相、並びに、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
(iii.2) (iii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
(iii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
を含む、実施態様22又は23に記載の使用方法又は方法。
25. (iii.1)で製造された前記水性懸濁液において、前記水性液相の前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比が、40:1〜1:1の範囲、好ましくは35:1〜5:1の範囲、より好ましくは15:1〜6:1の範囲にある、実施態様24に記載の使用方法又は方法。
26. 前記亜鉛塩が、酢酸亜鉛、好ましくは酢酸亜鉛二水和物を含み、好ましくは酢酸亜鉛、好ましくは酢酸亜鉛二水和物である、実施態様24又は25に記載の使用方法又は方法。
27. (iii.1)による前記水性懸濁液において、元素亜鉛として計算された前記溶解した亜鉛塩の、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比が、0.01:1〜0.2:1の範囲、好ましくは0.02:1〜0.1:1の範囲、より好ましくは0.04:1〜0.06:1の範囲にある、実施態様24から26のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
28. (iii.1)による前記水性液相の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、水及び前記溶解した亜鉛塩からなる、実施態様24から27のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
29. (iii.1)で製造された前記水性懸濁液の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、前記水性液相、及び前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料からなる、実施態様24から28のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
30. (iii.2)において、(iii.1)による前記水性懸濁液を、65〜135℃の範囲の、好ましくは75〜125℃の範囲の、より好ましくは85〜115℃の範囲の前記懸濁液の温度に加熱する、実施態様24から29のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
31. (iii.2)において、前記水性懸濁液が、前記温度に、1〜10時間、好ましくは2〜8時間、より好ましくは3〜6時間維持される、実施態様30に記載の使用方法又は方法。
32. (iii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、濾過及び遠心分離の1つ以上を含む、実施態様24から31のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
33. 前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を乾燥することをさらに含む、実施態様32に記載の使用方法又は方法。
34. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、ガス雰囲気中で、100〜300℃の範囲の、好ましくは150〜275℃の範囲の、より好ましくは200〜250℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で乾燥される、実施態様33に記載の使用方法又は方法。
35. (iii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、噴霧乾燥、気流乾燥及びマイクロ波乾燥の1つ以上を含む、実施態様24から34のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
36. (iii.3)において、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料、好ましくは前記乾燥した酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料をか焼することをさらに含む、実施態様24から35のいずれか一項、好ましくは実施態様32から34のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
37. 前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料が、ガス雰囲気中で、500〜725℃の範囲の、好ましくは600〜700℃の範囲の、より好ましくは625〜657℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度でか焼される、実施態様36に記載の使用方法又は方法。
38. 1未満の相対可塑性Pを有する前記組成物の製造が、
(iv) (ii)又は(iii)から得られた、好ましくは(iii)から得られた前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を、シリカバインダの前駆体、水及び混練剤と混合する工程
を含む、実施態様2から37のいずれか一項、好ましくは実施態様22から37のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
39. (iv)による前記組成物に含まれる前記混練剤が、1種以上の親水性ポリマーを含み、好ましくは1種以上の親水性ポリマーであり、より好ましくは1種以上の炭水化物を含み、より好ましくは1種以上の炭水化物であり、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上を含み、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上であり、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上を含み、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上である、実施態様38に記載の使用方法又は方法。
40. (iv)による前記組成物に含まれる前記混練剤が、セルロースエーテル、好ましくはセルロースアルキルエーテル、より好ましくはメチルセルロースを含み、好ましくはセルロースエーテル、好ましくはセルロースアルキルエーテル、より好ましくはメチルセルロースである、実施態様38又は39に記載の使用方法又は方法。
41. (iv)による前記組成物において、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の、前記混練剤に対する質量比が、5:1〜20:1の範囲、好ましくは8:1〜18:1の範囲、より好ましくは9:1〜16:1の範囲にある、実施態様38から40のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
42. (iv)による前記組成物に含まれる前記シリカバインダの前駆体が、シリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上を含み、好ましくはシリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上である、実施態様38から41のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
43. (iv)による前記組成物に含まれる前記シリカバインダの前駆体が、コロイダルシリカを含み、好ましくはコロイダルシリカである、実施態様38から42のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
44. (iv)による前記組成物において、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の、SiOとして計算された前記シリカバインダの前駆体に対する質量比が、1:1〜10:1の範囲、好ましくは3:1〜7:1の範囲、より好ましくは3.5:1〜4.5:1の範囲にある、実施態様38から43のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
45. (iv)による前記組成物が、ポリアルキレンオキシドを含まず、好ましくはポリアルキレンオキシド、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの1種以上を含まない、実施態様38から44のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
46. (iv)による前記組成物の60〜75質量%、好ましくは63〜72質量%、より好ましくは65〜70質量%が水からなる、実施態様38から45のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
47. (iv)による前記組成物の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料、前記シリカバインダの前駆体、前記水及び前記混練剤からなる、実施態様38から46のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
48. (iv)による前記組成物の製造が、前記組成物を混練することを含む、実施態様38から47のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
49. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、少なくとも11質量%の、本明細書の参考例1に従って決定された吸水能力を有する、実施態様2から48のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
50. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、11〜20質量%の範囲の、好ましくは11.5〜18質量%の範囲の吸水能力を有する、実施態様49に記載の使用方法又は方法。
51. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、12〜16質量%の範囲の吸水能力を有する、実施態様50に記載の使用方法又は方法。
52. 前記組成物が、0.1〜0.9の範囲の、好ましくは0.2〜0.6の範囲の相対可塑性Pを有する、実施態様1から51のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
53. 1未満の相対可塑性Pを有する前記組成物が、本明細書の参考例3に従って決定された、1,500N以下の、好ましくは400〜1,250Nの範囲の、より好ましくは450〜1,000Nの範囲の可塑性Pを有する、実施態様1から52のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
54. 前記組成物の前記相対可塑性Pを低下させるために、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの1種以上を前記組成物のさらなる成分として使用する、実施態様1から53のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
55. 前記組成物の前記相対可塑性Pを低下させるために、ポリアルキレンオキシド、好ましくはポリエチレンオキシドを前記組成物のさらなる成分として使用する、実施態様1から54のいずれか一項に記載の使用方法又は方法。
56. 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるためにポリエチレンオキシドを使用する方法、又はポリエチレンオキシドを組成物の成分として使用することによって骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む前記組成物の可塑性を低下させる方法であって、前記ポリエチレンオキシドが、好ましくは100,000〜6,000,000g/molの範囲の、より好ましくは250,000〜5,500,000g/molの範囲の、より好ましくは500,000〜5,000,000g/molの範囲の、より好ましくは1,000,000〜4,500,000g/molの範囲の平均分子量MWを有する、使用方法又は方法。
以下の参考例、実施例及び比較例によって、本発明をさらに説明する。
参考例1:吸水能力の決定
水吸着/脱着等温線測定は、段階的等温線プログラムに従ってTA Instruments製のVTI SA機器で実施した。実験は、機器の内部の微量天秤皿上に置かれたサンプル材料に対して行われた1回の実行又は一連の実行からなった。測定を開始する前に、サンプルを100℃に加熱して(5℃/分の加熱勾配)、それをN流下で6時間維持することによって、サンプルの残留水分を除去した。乾燥プログラムの後に、セル中の温度は25℃に低下し、測定の間に等温に維持した。微量天秤を較正し、乾燥したサンプルの質量を均衡させた(最大質量偏差0.01質量%)。乾燥サンプルのそれを超える質量の増加として、サンプルによる吸水量(water uptake)を測定した。最初に、サンプルを暴露する相対湿度(RH)(セル内の雰囲気中の水を質量%で表示する)を上昇させて、平衡状態のサンプルによる吸水量を測定することによって、吸収曲線を測定した。10%のステップで、RHを5%から85%まで上昇した。各ステップにおいて、平衡条件になり、吸収量を記録するまで、システムが、RHを制御し、サンプルの質量を監視した。サンプルを85%のRHに暴露した後、サンプルの合計の吸水量を得た。水脱着測定の間に、10%のステップで、RHを85%から5%まで低下させ、サンプルの質量(吸水量)の変化を監視し、記録した。
参考例2:pHの決定
pH感応ガラス電極を用いて、pHを決定した。
参考例3:可塑性の決定
本発明において言及された可塑性は、Zwick,D−89079 Ulm,ドイツから購入した卓上試験機Z010/TN2Sによって決定されると理解されるべきである。この機器の原理及びその操作について、Zwick Technische Dokumentation,August−Nagel−Strasse 11,D−89079 Ulm,Germany (1999)によるそれぞれの説明書ハンドブック「Betriebsanleitung der Material−Pruefmaschin」,1.1版を参照のこと。Z010試験機は、26mmの内径及び75mmの内部の高さを有する円筒形コンパートメントを含むスチール製試験容器が置かれた固定水平台を備えていた。容器内に充填されたもの(mass)が空気含有物を含有しないように、測定すべき組成物でこの容器を充填した。充填レベルは、円筒形コンパートメントの上端から10mm下であった。測定すべき組成物を含有する容器の円筒形コンパートメントの上の中心には、球形の下端(該球形の直径が22.8mmであった)を有し、かつ垂直方向に自由に移動することができるプランジャーがあった。前記プランジャーを、10kNの最大試験荷重を有する試験機のロードセル(load cell)に取り付けた。測定の間に、プランジャーを垂直下方に移動させ、それにより試験容器内の組成物中に突っ込んだ。試験条件下で、プランジャーを、1.0Nの予備力(Vorkraft)、100mm/分の予備力速度(Vorkraftgeschwindigkeit)及び14mm/分の後の試験速度(Pruefgeschwindigkeit)で移動させた。測定された力がこの測定の前に測定された最大力の70%未満の値に至ったときに、測定を終了した。測定の結果を記録し評価するコンピュータによって、実験を制御した。測定された最大力(Nで表すF_max)は、本発明において言及された可塑性に対応する。
参考例4:粒径分布
1.0gの測定に供すべきゼオライト材料を100gの脱イオン水に懸濁し、約10分間攪拌した。Malvern Instruments GmbH,Herrenberg,Germanyから購入したMastersizer S long bed version 2.15,ser.No. 33544−325を用いて、以下の装置パラメータ:
− 焦点幅: 300RF mm
− ビーム長: 10.00mm
− モジュール: MS17
− 陰影: 16.9%
− 分散モデル: 3$$D
− 分析モデル: 多分散
− 校正: なし
を使用して、液相中で粒径分布の測定を行った。
本発明において言及された「Dv10値」という用語は、マイクロパウダーの粒子の10体積%がより小さいサイズを有する平均粒径を表す。同様に、本発明において言及された「Dv50値」という用語は、マイクロパウダーの粒子の50体積%がより小さいサイズを有する平均粒径を表し、本発明において言及された「Dv90値」という用語は、マイクロパウダーの粒子の90体積%がより小さいサイズを有する平均粒径を表す。
参考例5:骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の供給
合成混合物は以下の組成を有した:1.0の(SiO):0.04の(TiO):0.67の(B):1.4のピペリジン:19のHO。
バッチ0:最初に、1,026gの脱イオン水をビーカー中に導入し、その後、200rpmで攪拌しながら、365gのピペリジンを添加し、13.2のpHで、約23℃で、混合物を10分間攪拌した。その後、バッチを2等分した。
バッチ1:695.5gの脱イオン水−ピペリジン溶液をビーカー中に入れ、200rpmで攪拌しながら、248.4gのホウ酸を添加し、攪拌を30分間続け、その後、約23℃で90gのヒュームドシリカ(Cab−O−SIL(登録商標)5M)を添加した。その後、11.4のpHで、約23℃で、混合物を1時間攪拌した。
バッチ2:最初に、695.5gの脱イオン水−ピペリジン溶液をビーカー中に導入し、約23℃で200rpmで攪拌しながら、43.2gのテトラブチルオルトチタネートを添加し、攪拌をさらに30分間続け、その後、90gのヒュームドシリカ(Cab−O−SIL(登録商標)5M)を添加した。その後、12.2のpHで、約23℃で、混合物を1時間攪拌した。
バッチ3:バッチ1及び2の2つの懸濁液を一緒に、11.8のpHで、約23℃で1.5時間混合し、合成混合物を得、その後、以下の条件下で、オートクレーブ中で結晶化を行った:1時間以内に130℃に加熱し/0〜2.7バールの圧力下で100rpmで24時間維持し、その後、1時間以内に150℃に加熱し/2.7〜4.9バールの圧力下で100rpmで24時間維持し、その後、1時間以内に170℃に加熱し/4.9〜9.4バールの圧力下で100rpmで120時間維持する。
上記の結晶化条件の後、このようにして得られた11.3のpHを有する懸濁液を排出し、吸引フィルターによって濾過し(透明な濾液を得る)、10リットルの脱イオン水で洗浄した(濁った濾液を得る)。その後、濁った濾液を10%の水性HNOで7のpHに酸性化した。次に、湿った生成物(濾過ケーキ)を磁器皿中に充填し、一晩乾燥させ、その後、粉砕した。収量は192.8gであった。元素分析により、得られた生成物は、100gの物質当たり決定された以下の含有量を有した:9.6gの炭素、0.85gのB、21.8gのSi及び17.8gのTi。上記で得られた乾燥して粉砕した材料を、100℃でHNO溶液(固体の液体に対する比は1g:20ml)で20時間洗浄した。3600gのHNO溶液及び180gのアイテム(i)によるB−Ti−MWWを100℃で10リットルのガラスフラスコに添加し、次に250rpmで撹拌しながら還流下で20時間沸騰させた。このようにして得られた白色懸濁液を濾別し、2×5リットルの脱イオン水で洗浄した。乾燥:10時間/120℃。か焼:2K/分で530℃に加熱し/5時間維持する。収量は143gであった。元素分析により、得られた生成物は、100gの物質当たり測定された以下の含有量を有した:<0.1gの炭素(TOC)、0.27gのB、42gのSi及び2gのTi。決定されたBET表面積は532m/gであった。生成物の測定された結晶性(参考例8)は80%であり、決定されたXRD回折データから計算された平均結晶サイズは22nmであった。それぞれに得られた材料を、100℃でHNO溶液(固体の液体に対する比は1g:20ml)で20時間洗浄した。2,400gのHNO溶液及び120gの上記で得られたB−Ti−MWWを100℃で10リットルのガラスフラスコに添加し、次に250rpmで撹拌しながら還流下で20時間沸騰させた。白色懸濁液を濾別し、7×1リットルの脱イオン水で洗浄した。乾燥:10時間/120℃。か焼:2K/分で530℃に加熱し/5時間維持する。収量は117gであった。元素分析により、得られた生成物は、100gの物質当たり決定された以下の含有量を有した:<0.03gのB、44gのSi及び1.8gのTi。決定されたBET比表面積は501m/gであった。本明細書の参考例1により決定された吸水能力は13.2質量%であった。生成物の測定された結晶性は94%であり、決定されたXRD回折データから計算された平均結晶サイズは22nmであった。得られた生成物のXRDは、得られたゼオライト材料がMWW骨格構造を有することを確認した。
比較例1:酸処理されていない骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料から出発する組成物の製造
a)か焼した骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給した。このゼオライト材料は、Zheijang TWRD New Material Co.Ltd.,Lugu Avenue 335,Shuige Industry Development Zone,Lishui,Zhejiangから購入した。このゼオライト材料は、13.0質量%の、本明細書の参考例1に記載されているように決定された吸水能力を有した。さらに、該ゼオライト材料は、いずれの場合にも該ゼオライト材料の総質量に基づいて、元素ケイ素として計算された43質量%のケイ素含有量、及び元素チタンとして計算された1.9質量%のチタン含有量を特徴とした。該ゼオライト骨格は、ケイ素、チタン、酸素及び水素からなった。該ゼオライト材料は、2.2〜2.3マイクロメートルのDv10値、9〜10.8マイクロメートルのDv50値及び27.1〜31.6マイクロメートルのDv90値を特徴とする、本明細書の参考例4に記載されているように決定された粒径分布を有した。
b)この骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に、亜鉛を組み込んだ。容器中で、30分以内に、1,200kgの脱イオン水及び7.34kgの酢酸亜鉛二水和物の溶液を製造した。40r.p.m.で攪拌しながら、40kgのa)で供給された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を懸濁した。1時間以内に、該懸濁液を100℃の温度に加熱し、70r.p.m.で撹拌しながら還流下でその温度を2時間維持した。その後、該懸濁液を50℃未満の温度に冷却した。吸引フィルターで濾過することによって、それぞれに冷却した骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料を該懸濁液から分離し、窒素下で2.5バールの絶対圧力で濾過した。その後、脱イオン水で濾過ケーキを洗浄し、室温で窒素流で、洗浄した濾過ケーキを乾燥した。次に、回転炉内で空気下に650℃で、それを2時間か焼した。骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料は、いずれの場合にも該骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料の総質量に基づいて、41質量%の、元素ケイ素として計算されたケイ素含有量、2.5質量%の、元素チタンとして計算されたチタン含有量、及び1.7質量%の、元素亜鉛として計算された亜鉛含有量を有した。
c)この骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料をベースとして、以下のように組成物を製造した:
成分の水、ポリエチレンオキシド、メチルセルロース(Walocel(登録商標))及びコロイダルシリカ(Ludox(登録商標)AS40)、並びに該骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むゼオライト材料を、小数点以下第1位を四捨五入して、以下の質量比を達成したような量で混合した:
ポリエチレンオキシド:ゼオライト材料=0:1(ポリエチレンオキシドを使用しない);
水:ゼオライト材料=1.1:1;
メチルセルロース:ゼオライト材料=0.1:1;
コロイダルシリカ:ゼオライト材料=0.6:1。
組成物を混練するために、エッジミルで32r.p.m.(毎分回転数)の速度で、各成分を合計45分間混合した。ローラー(koller)で混練して得られた組成物は3,536Nであった。
実施例1:酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料から出発する組成物の製造
a)本明細書の上記比較例1のa)に記載されているような、か焼した骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給した。その後、WO 2013/117536 Aの実施例5.3c)に記載されているように、この骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を酸処理した。
b)本明細書の上記比較例1のb)に記載されているように、この骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に亜鉛を組み込んだ。該骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料は、いずれの場合にも該骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料の総質量に基づいて、41質量%の、元素ケイ素として計算されたケイ素含有量、2.5質量%の、元素チタンとして計算されたチタン含有量、及び1.7質量%の、元素亜鉛として計算された亜鉛含有量を有した。
c)この骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料をベースとして、以下のように組成物を製造した:成分の水、ポリエチレンオキシド、メチルセルロース(Walocel(登録商標))及びコロイダルシリカ(Ludox(登録商標)AS40)、並びに該骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むゼオライト材料を、小数点以下第1位を四捨五入して、以下の質量比を達成したような量で混合した:
ポリエチレンオキシド:ゼオライト材料=0:1(ポリエチレンオキシドを使用しない);
水:ゼオライト材料=2.2:1;
メチルセルロース:ゼオライト材料=0.1:1;
コロイダルシリカ:ゼオライト材料=0.6:1。
組成物を混練するために、エッジミルで32r.p.m.(毎分回転数)の速度で、各成分を合計45分間混合した。ローラーで混練して得られた組成物は880Nであった。
実施例2:酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料から出発する組成物の製造
a)/b)本明細書の上記実施例1のb)に記載されているような骨格型MWWを有する亜鉛含有チタン含有ゼオライト材料を供給した。
c)この骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料をベースとして、以下のように組成物を製造した:成分の水、ポリエチレンオキシド(KowaからのAlkox(登録商標)E−160)、メチルセルロース(Walocel(登録商標))及びコロイダルシリカ(Ludox(登録商標)AS40)、並びに該骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むゼオライト材料を、小数点以下第1位を四捨五入して、以下の質量比を達成したような量で混合した:
ポリエチレンオキシド:ゼオライト材料=0.02:1;
水:ゼオライト材料=2.2:1;
メチルセルロース:ゼオライト材料=0.1:1;
コロイダルシリカ:ゼオライト材料=0.6:1。
組成物を混練するために、エッジミルで32r.p.m.(毎分回転数)の速度で、各成分を合計45分間混合した。ローラーで混練して得られた組成物は700Nであった。
結果のまとめ
上記で示したように、チタン含有ゼオライト材料がその酸処理された状態で使用されることで比較例1の組成物と異なる実施例1による組成物は(含水量のわずかな違いが可塑性に実質的な程度に影響を与えないことに留意されたい)、比較例1の組成物で観察された3,536Nの可塑性Pと比較して、たった880Nの可塑性Pを示している。したがって、酸処理の使用が0.25の相対可塑性P=P/Pをもたらすことを示している。上記でさらに示したように、ポリエチレンをさらなる成分として使用したことで実施例1の組成物と異なる実施例2による組成物は、実施例1の組成物で観察された880Nの可塑性と比較して、700Nの可塑性を示している。したがって、ポリエチレンオキシドが、骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるためにうまく使用されることを示している。
引用文献
−WO2013/117536A

Claims (14)

  1. 1未満の相対可塑性Pを有する組成物の製造に、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を使用する方法であって、前記組成物が骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含み、前記相対可塑性が、前記組成物の可塑性Pを、前記組成物の製造に使用される骨格型を有するチタン含有ゼオライト材料が酸処理されていないことで前記組成物と異なる組成物の可塑性Pで除したものとして定義される、使用方法。
  2. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、
    (i) 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を供給する工程;及び
    (ii) (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を酸処理に供することによって、酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を製造する工程であって、
    (ii.1) 水及び酸を含む水性液相、並びに、(i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
    (ii.2) (ii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
    (ii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することと
    を含む工程
    を含むプロセスにより得ることができるか、又は得られる、請求項1に記載の使用方法。
  3. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料のゼオライト骨格の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%がTi、Si、O及びHからなり、
    (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料の総質量に基づいて、好ましくは0.1〜5質量%の範囲の、より好ましくは0.5〜4質量%の範囲の、より好ましくは1〜3.5質量%の範囲の量で、元素チタンとして計算されたチタンを含む、請求項2に記載の使用方法。
  4. 前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、1〜5マイクロメートルの範囲の、好ましくは2〜4マイクロメートルの範囲のDv10値、7〜15マイクロメートルの範囲の、好ましくは8〜12マイクロメートルの範囲のDv50値、及び20〜40マイクロメートルの範囲の、好ましくは25〜35マイクロメートルの範囲のDv90値を特徴とする粒径分布を示す粒子を含み、好ましくは前記粒子からなる、請求項2又は3に記載の使用方法。
  5. 前記水性液相に含まれる前記酸が、1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上を含み、好ましくは1種以上の無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸及び硝酸の1種以上であり、
    より好ましくは、前記酸が、硝酸を含み、好ましくは硝酸であり、
    (ii.1)による前記水性液相が、好ましくは0〜5の範囲の、より好ましくは0〜3の範囲の、より好ましくは0〜2の範囲のpHを有する、請求項2から4のいずれか一項に記載の使用方法。
  6. (ii.2)において、(ii.1)による前記水性懸濁液を、50〜175℃の範囲の、好ましくは70〜125℃の範囲の、より好ましくは95〜105℃の範囲の前記懸濁液の温度に加熱し、
    (ii.2)において、前記水性懸濁液を、前記温度に、好ましくは0.1〜6時間、より好ましくは0.3〜2時間、より好ましくは0.5〜1.5時間維持する、請求項2から5のいずれか一項に記載の使用方法。
  7. 前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を(ii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、好ましくはガス雰囲気中で、100〜250℃の範囲の、好ましくは110〜200℃の範囲の、より好ましくは120〜160℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を乾燥することを含み、好ましくはガス雰囲気中で、400〜800℃の範囲の、より好ましくは500〜750℃の範囲の、より好ましくは600〜700℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で、前記乾燥した酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料、好ましくは前記乾燥した酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料をか焼することをさらに含む、請求項2から6のいずれか一項に記載の使用方法。
  8. 前記プロセスが、
    (iii) (ii)による前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に亜鉛を組み込む工程をさらに含み、
    (iii)において、前記亜鉛の組み込みが、好ましくは、
    (iii.1) 水及び溶解した亜鉛塩を含む水性液相、並びに、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む水性懸濁液を製造することと;
    (iii.2) (iii.1)による前記水性懸濁液を加熱することと;
    (iii.3) 前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することとを含み;
    (iii.1)による前記水性懸濁液において、元素亜鉛として計算された前記溶解した亜鉛塩の、前記酸処理された骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料に対する質量比が、0.01:1〜0.2:1の範囲、好ましくは0.02:1〜0.1:1の範囲、より好ましくは0.04:1〜0.06:1の範囲にあり;
    (iii.2)において、(iii.1)による前記水性懸濁液を、65〜135℃の範囲の、好ましくは75〜125℃の範囲の、より好ましくは85〜115℃の範囲の前記懸濁液の温度に加熱し;
    前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を(iii.2)による前記水性懸濁液の前記液相から分離することが、好ましくはガス雰囲気中で、100〜300℃の範囲の、好ましくは150〜275℃の範囲の、より好ましくは200〜250℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料を乾燥することを含み、好ましくはガス雰囲気中で、500〜725℃の範囲の、より好ましくは600〜700℃の範囲の、より好ましくは625〜657℃の範囲の前記ガス雰囲気の温度で、前記酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料、好ましくは前記乾燥した酸処理された骨格型MWWを有し、かつ亜鉛を含むチタン含有ゼオライト材料をか焼することをさらに含む、請求項2から7のいずれか一項に記載の使用方法。
  9. 1未満の相対可塑性Pを有する前記組成物の製造が、
    (iv) (ii)又は(iii)から得られた、好ましくは(iii)から得られた前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を、シリカバインダの前駆体、水及び混練剤と混合する工程
    を含み;
    (iv)による前記組成物に含まれる前記混練剤が、1種以上の親水性ポリマーを含み、好ましくは1種以上の親水性ポリマーであり、より好ましくは1種以上の炭水化物を含み、より好ましくは1種以上の炭水化物であり、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上を含み、より好ましくはセルロース及びセルロース誘導体の1種以上であり、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上を含み、より好ましくはセルロース、セルロースエーテル及びセルロースエステルの1種以上であり;
    (iv)による前記組成物に含まれる前記シリカバインダの前駆体が、シリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上を含み、好ましくはシリカゲル、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ及びコロイダルシリカの1種以上であり;
    (iv)による前記組成物の少なくとも99質量%、好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料、前記シリカバインダの前駆体、前記水及び前記混練剤からなる、請求項2から8のいずれか一項に記載の使用方法。
  10. (i)で供給された前記骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料が、少なくとも11質量%の、本明細書の参考例1に従って決定された吸水能力を有する、請求項2から9のいずれか一項に記載の使用方法。
  11. 前記組成物が、0.1〜0.9の範囲の、好ましくは0.2〜0.6の範囲の相対可塑性Pを有する、請求項1から10のいずれか一項に記載の使用方法。
  12. 1未満の相対可塑性Pを有する前記組成物が、1,500N以下の、好ましくは400〜1,250Nの範囲の、より好ましくは450〜1,000Nの範囲の可塑性Pを有する、請求項1から11のいずれか一項に記載の使用方法。
  13. 前記組成物の前記相対可塑性Pを低下させるために、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの1種以上、好ましくはポリアルキレンオキシド、より好ましくはポリエチレンオキシドを前記組成物のさらなる成分として使用する、請求項1から12のいずれか一項に記載の使用方法。
  14. 骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む組成物の可塑性を低下させるためにポリエチレンオキシドを使用する方法、又はポリエチレンオキシドを組成物の成分として使用することによって骨格型MWWを有するチタン含有ゼオライト材料を含む前記組成物の可塑性を低下させる方法。
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