JP2021500286A - モレキュラーシーブssz−112、その合成及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、October 27, 2017に提出された米国仮出願第62/577,853の利益及び優先権を主張する。
この開示は、SSZ−112と呼ばれる新規の結晶性モレキュラーシーブ材料、その合成、及び、触媒及び収着プロセスにおけるその使用に関する。
ゼオライト系材料は、様々な種類の有機化合物転化反応用に及び吸着剤として有用性を有することが公知である。特定のゼオライト系材料は、X線回折で決定して、明確な結晶構造を有する規則正しい(秩序ある)多孔質結晶材料であり、その中には、多くの依然として小さい導路(チャネル)または細孔によって相互接続され得る多数の小さい空洞が存在する。これらの空洞および細孔は、特定のゼオライト系材料内で均一な大きさである。これらの細孔の寸法は、もっと大きな寸法のものを除外しつつ、特定の寸法の収着分子を受け入れるような寸法であるため、これらの材料は、「モレキュラーシーブ」として知られるようになってきており、これらの特性を利用する様々なやり方で利用される。
一態様において、SSZ−112と呼ばれるAFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブが提供される。
AFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブを合成する方法であって:
(a)下記を含む反応混合物を調製すること:
(1)酸化ケイ素の供給源;
(2)酸化アルミニウムの供給源;
(3)第1族金属(M)の供給源;
(4)ヘキサメトニウムジカチオンを含む第1の有機テンプレート(Q1)の供給源;
(5)1−メチル−1−アルキルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−アルキルピペリジニウムカチオンの1つ以上を含む第2の有機テンプレート(Q2)の供給源、ここで、各々のアルキル基は、独立して、C1−C5アルキルである;
(6)水酸化物イオンの供給源;及び
(7)水;及び
(b)当該反応混合物を、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブの結晶を形成するのに十分な結晶化条件に供すること、
を含む、前記の方法。
AFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブであって、
その細孔構造内に、ヘキサメトニウムジカチオンと、1−メチル−1−アルキルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−アルキルピペリジニウムカチオンの1つ以上と、を含有し、ここで、各々のアルキル基は、独立して、C1−C5アルキルである、前記のAFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。
緒言
用語「骨格型」は、the “Atlas of Zeolite Framework Types,” Sixth Revised Edition, Elsevier (2007)に記載されている意味で使用される。
一般に、本開示のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブは、下記によって、合成できる:
(a)下記を含む反応混合物を調製すること:
(1)酸化ケイ素の供給源;
(2)酸化アルミニウムの供給源;
(3)第1族金属(M)の供給源;
(4)ヘキサメトニウムジカチオンを含む第1の有機テンプレート(Q1)の供給源;
(5)1−メチル−1−アルキルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−アルキルピペリジニウムカチオンの1つ以上を含む第2の有機テンプレート(Q2)の供給源、ここで、各々のアルキル基は、独立して、C1−C5アルキルである;
(6)水酸化物イオンの供給源;及び
(7)水;及び
(b)当該反応混合物を、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブの結晶を形成するのに十分な結晶化条件に供すること。
ここで、M、Q1及びQ2は、上述の通りである。
ここで、R1及びR2は、独立して、C1−C5アルキル(例えば、C2−C4アルキル又はC3−C4アルキル)である。第2の有機テンプレート(Q2)の例は、1−メチル−1−ブチルピロリジニウムカチオン、1−メチル−1−プロピルピペリジニウムカチオン、及び、それらの組み合わせを、含む
上記反応混合物からのモレキュラーシーブの結晶化は、適切な反応容器中、例えばポリプロピレン瓶またはテフロン(登録商標)ライニングされた又はステンレススチール製オートクレーブ中、125℃〜200℃の温度で、使用される温度で結晶化が起こるのに十分な時間(例えば、24〜480時間、又は48〜240時間)、静置条件または撹拌条件下で行うことができる。結晶化は、典型的に、自生圧力下に閉鎖系中で実施される。
その合成されたままの及び無水物の形態において、モレキュラーシーブSSZ−112は、表2に記載されるようなモル比の化学組成を有する:
ここで、Q1、Q2及びMは、上述の通りである。
Al2O3:(n)SiO2
(式中、nは、5〜50の範囲内にある値(例えば、10〜50、5〜25、10〜25、5〜20、10〜20、5〜15、又は10〜15)を有する)。
(a)±0.30度
(b)提供された粉末XRDパターンは、相対強度スケールに基づくものであり、XRDパターンの最強ラインは100の値で指定される:W=弱(>0〜≦20);M=中(>20〜≦40);S=強(>40〜≦60);及びVS=非常に強(>60〜≦100)。
(a)±0.30度
(b)提供された粉末XRDパターンは、相対強度スケールに基づくものであり、XRDパターンの最強ラインは100の値で指定される:W=弱(>0〜≦20);M=中(>20〜≦40);S=強(>40〜≦60);及びVS=非常に強(>60〜≦100)。
モレキュラーシーブSSZ−112は、分子種の混合物を分離するために、イオン交換を通して汚染物質を除去するために、及び、様々な有機又は無機化合物転化反応に触媒作用を及ぼすために、使用することができる。
以下の例示的な例は、非限定的なものであることを意図している。
22.07gの脱イオン水、1.16gの50%NaOH溶液、0.76gの20%ヘキサメトニウム水酸化物溶液、6.53gの11.78%1−メチル−1−プロピルピペリジニウム水酸化物溶液、及び2.00gのCBV760 Y−ゼオライト粉末(Zeolyst International,SiO2/Al2O3モル比=60)を、テフロン(登録商標)ライナー中で一緒に混合した。得られたゲルを、均一になるまで撹拌した。その後、ライナーは蓋をして、そして、Parrスチールオートクレーブ反応器の中に置いた。その後、オートクレーブは、3日間、150℃に加熱されたオーブン中に置かれた。固体生成物が、遠心分離により冷却された反応器から回収され、脱イオン水で洗浄され、そして、95℃で乾燥された。
22.49gの脱イオン水、1.29gの50%NaOH溶液、0.38gの20%ヘキサメトニウム水酸化物溶液、4.36gの11.78%1−メチル−1−プロピルピペリジニウム水酸化物溶液、及び2.00gのCBV760 Y−ゼオライト粉末(Zeolyst International,SiO2/Al2O3モル比=60)を、テフロン(登録商標)ライナー中で一緒に混合した。得られたゲルを、均一になるまで撹拌した。その後、ライナーは蓋をして、そして、Parrスチールオートクレーブ反応器の中に置いた。その後、オートクレーブは、3日間、150℃に加熱されたオーブン中に置かれた。固体生成物が、遠心分離により冷却された反応器から回収され、脱イオン水で洗浄され、そして、95℃で乾燥された。
52.86gの脱イオン水、2.58gの50%NaOH溶液、4.76gの20%ヘキサメトニウム水酸化物溶液、15.71gの16.33%1−メチル−1−プロピルピペリジニウム水酸化物溶液、及び5.00gのCBV760 Y−ゼオライト粉末(Zeolyst International,SiO2/Al2O3モル比=60)を、テフロン(登録商標)ライナー中で一緒に混合した。得られたゲルを、均一になるまで撹拌した。その後、ライナーは蓋をして、そして、Parrスチールオートクレーブ反応器の中に置いた。その後、オートクレーブは、3日間、150℃に加熱されたオーブン中に置かれた。固体生成物が、遠心分離により冷却された反応器から回収され、脱イオン水で洗浄され、そして、95℃で乾燥された。
32.64gの脱イオン水、1.74gの50%NaOH溶液、1.71gの20%ヘキサメトニウム水酸化物溶液、9.80gの11.78%1−メチル−1−プロピルピペリジニウム水酸化物溶液、及び3.00gのCBV760 Y−ゼオライト粉末(Zeolyst International,SiO2/Al2O3モル比=60)を、テフロン(登録商標)ライナー中で一緒に混合した。得られたゲルを、均一になるまで撹拌した。その後、ライナーは蓋をして、そして、Parrスチールオートクレーブ反応器の中に置いた。その後、オートクレーブは、3日間、150℃に加熱されたオーブン中に置かれた。固体生成物が、遠心分離により冷却された反応器から回収され、脱イオン水で洗浄され、そして、95℃で乾燥された。
例1の合成されたままのモレキュラーシーブは、1℃/分の割合で540℃に加熱されて540℃で5時間保持された気流下、マッフル炉の内部で焼成され、周囲温度に冷却された。粉末XRDデータは、当該材料が、有機物を除去するための焼成後に安定のまま維持されていることを示した。
例5からの焼成された材料は、10mL(モレキュラーシーブのグラム当たり)の1N硝酸アンモニウム溶液で、95℃で2時間、処理された。溶液は冷却され、デカントオフされ、そして、同じプロセスが繰り返された。
Claims (13)
- AFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。
- 5〜50の範囲内にあるSiO2/Al2O3モル比を有する、請求項1に記載のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。
- 10〜25の範囲内にあるSiO2/Al2O3モル比を有する、請求項1に記載のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。
- その焼成された形態で、下記のピークを含むX線回折パターンを有する、請求項1に記載のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。
- AFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブであって、
その細孔構造内に、ヘキサメトニウムカチオンと、1−メチル−1−アルキルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−アルキルピペリジニウムカチオンの1つ以上と、を含有し、ここで、各々のアルキル基は、独立して、C1−C5アルキルである、前記のAFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。 - 請求項5に記載のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブであって、
その細孔構造内に、ヘキサメトニウムカチオンと、1−メチル−1−ブチルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−プロピルピペリジニウムカチオンの1つ以上と、を含有する、前記のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ。 - AFT骨格型のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブを合成する方法であって:
(a)下記を含む反応混合物を調製すること:
(1)酸化ケイ素の供給源;
(2)酸化アルミニウムの供給源;
(3)第1族金属(M)の供給源;
(4)ヘキサメトニウムジカチオンを含む第1の有機テンプレート(Q1)の供給源;
(5)1−メチル−1−アルキルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−アルキルピペリジニウムカチオンの1つ以上を含む第2の有機テンプレート(Q2)の供給源、ここで、各々のアルキル基は、独立して、C1−C5アルキルである;
(6)水酸化物イオンの供給源;及び
(7)水;及び
(b)当該反応混合物を、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブの結晶を形成するのに十分な結晶化条件に供すること、
を含む、前記の方法。 - 反応混合物が、モル比で下記の組成を有する、請求項7に記載の方法。
- 反応混合物が、モル比で下記の組成を有する、請求項7に記載の方法。
- 酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の供給源が、ゼオライトYを含む、請求項7に記載の方法。
- 第2の有機テンプレート(Q2)の供給源が、1−メチル−1−ブチルピロリジニウムカチオン及び1−メチル−1−プロピルピペリジニウムカチオンの1つ以上を含む、請求項7に記載の方法。
- 結晶化条件が、125℃〜200℃の温度を含む、請求項7に記載の方法。
- 有機化合物を含む供給原料を、転化生成物に転化するプロセスであって、当該供給原料を、有機化合物転化条件で、請求項1のアルミノケイ酸塩モレキュラーシーブの活性形態を含む触媒と接触させることを含む、前記のプロセス。
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