JP3406329B2 - ホージャサイト構造族に属するアルミノ珪酸塩骨組を有するゼオライトの合成方法、得られた生成物、及びそれらの吸着及び触媒における用途 - Google Patents

ホージャサイト構造族に属するアルミノ珪酸塩骨組を有するゼオライトの合成方法、得られた生成物、及びそれらの吸着及び触媒における用途

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホージャサイト構造族
(structural family) に属するアルミノ珪酸塩骨組(fra
mework) を有するゼオライトの合成方法に関する。ま
た、得られた生成物及びそれらの吸着及び触媒における
用途にも関する。
【0002】
【従来の技術】ゼオライトは結晶化したテクト珪酸塩で
ある。その構造は、酸素の分配による三次元骨組を形成
するTO4 四面体の集成体から成る。最も一般的である
アルミノ珪酸塩型のゼオライトにおいては、Tは4価の
珪素並びに3価のアルミニウムを表す。上述の三次元骨
組は、キャビティーとチャンネルを示し、これは分子の
大きさを有し、TO4 四面体中の3価のアルミニウムの
存在に関連する電荷の不足を補うカチオンを受容する
が、前記カチオンは一般に交換可能である。
【0003】一般に、ゼオライトの組成物は、それらの
脱水及び焼成状態において、実験式(M2/n O、Y2
3 、xZO2 )で表すことができる。この式において、
ZとYはそれぞれTO四面体中の4価と3価の元素を
表し、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属のような
n価の陽性元素を表し、これは補いとしてのカチオンを
構成し、xは2から理論的に無限大まで変化できる数で
あり、この場合ゼオライトはシリカである。
【0004】ゼオライトの各々の種類が特徴的なミクロ
多孔質構造を有している。ある型の細孔の大きさと形状
がその他の型のものと異なることによって吸着特性にお
ける変化が生じる。特定の大きさと形状を有する分子の
みが特定のゼオライトの細孔を通過することができる。
これらの顕著な特徴によって、ゼオライトは特に液体又
は気体混合物の精製又は分離、例えば、選択的吸着によ
る炭化水素の分離、に適用される。
【0005】化学的組成も、特に、TO4 四面体中に存
在する元素の性質及び交換可能な補いカチオンの性質と
ともに、吸着の選択性において、及び結果としてこれら
の生成物の触媒特性において重要な要素である。これら
は、炭化水素の分解、改質、及び変性、並びに多くの分
子の合成における触媒又は触媒担持体として使用され
る。
【0006】多くのゼオライトが自然中に見出だされる
が、それらは、利用可能性及び特性が必ずしも工業的用
途の要件に対応するものではないアルミノ珪酸塩であ
る。その結果、新規な特性を有する生成物に対する研究
が様々なゼオライトの合成をもたらし、それらの中で、
ゼオライトA(米国特許第 2,882,243号)、ゼオライト
X(米国特許第 2,882,244号)、及びゼオライトY(米
国特許第 3,130,007号)を挙げることができる。
【0007】ホージャサイト構造族(faujasite structu
ral family) のゼオライトは、立方八面体(cubo-octahe
dra)と呼ばれるモジュールの集成体によって表すことが
できる三次元骨組を有する構造によって特徴づけられ
る。これらのモジュールの各々が、本発明の場合はSi
とAlを含む24の四面体であって、上述の原理に従って
酸素で架橋されたものから成る。この立法八面体におい
て、四面体は、6個の四面体で8のサイクル及び4個の
四面体で6のサイクルを形成するように結合される。
【0008】四面体配位の骨組内において、各々の立方
八面体は6個の四面体による4のサイクルを通して、4
つの隣接する立方八面体に結合する。
【0009】様々な数の構造族を結びつける関係を示す
ためには、立方八面体が六角形の平面網目構造の各頂点
に配列している構造平面を考えるのが便利である。各立
方八面体は構造平面中の3個の隣接物とも結合してい
る。
【0010】4番目の結合方向は構造平面の一方か又は
他方に向けられており、隣接物と平行な構造平面との間
の立方八面体の結合を可能にする。
【0011】ホージャサイト構造族に属する全ての固体
は、約 0.8 nm の直径を有する連続チャンネル(interco
nnected channels) を有する。従って、ホージャサイト
は、3つの異なった構造平面の積み重ねに相当する構造
を有するアルミノ珪酸塩骨組を有するゼオライトであ
り、ABCは立体対称(cubic symmetry)の構造に相当す
る。
【0012】アルミノ珪酸塩ゲルからの合成によって、
ホージャサイトと同じ構造の化合物を得ることができ
る。
【0013】ホージャサイト構造族に属するアルミノ珪
酸塩骨組を有するゼオライトの一般的合成方法は、特定
の組成のアルミノ珪酸ナトリウムゲルであって、金属カ
チオンから成る構造化剤を含むものを水熱結晶化(hydr
othermal crystallisation)することから成る。
【0014】より正確には、そのような方法は、まず第
一に、10より大のpHを有し、水、4価の珪素の源、3
価のアルミニウムの源、強塩基の形態の水酸化物イオン
の源、金属カチオンMn+(nはMの原子価)の源を含む
反応混合物を、ホージャサイト構造族の化合物として結
晶化するのに必要な組成を有するアルミノ珪酸塩ゲルが
得られるように、製造すること、及び得られたゲルを、
直接又は予備熟成の後、最高でも 150℃に等しい温度及
び少なくとも前記ゲルから成る混合物の自家発生的圧力
(autogenous pressure) に等しい圧力において、このゲ
ルの結晶化を実施するのに十分な時間維持することから
成る。
【0015】上述したように、そのような方法では、ホ
ージャサイトの立体対称の構造と3より大きいSi/A
l比を有するアルミノ珪酸塩骨組を有するゼオライトを
合成できない。
【0016】仏国特許出願第 89 11949 号には、ポリエ
チレングリコールのモノメチルエーテルである構造化剤
を使用することによって、ホージャサイト構造族のゼオ
ライトであって、3より大きくてもよいSi/Al比で
特徴づけられるゼオライトの合成が記載されている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホー
ジャサイト構造族に属するアルミノ珪酸塩骨組を有し、
1より大であり3を越えてもよいSi/Al比を示すゼ
オライトを提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】ポリオキサアルキルアミ
ン及び/又はポリオキサアリールアミンは、アルミノ珪
酸塩ゲルの結晶化を3より大きくてもよいSi/Al比
率で特徴づけられるホージャサイト構造族のゼオライト
に向ける特性を有することが判明した。これらの分子
は、重要な安定化効果を引き起こし、これは合成媒体中
の水酸化物イオン濃度の減少を可能にし、これは結果と
してより高いSi/Al比率と収率の大幅な改善をもた
らす。
【0019】従って、本発明の目的は、ホージャサイト
構造族に属するアルミノ珪酸塩骨組を有し、1より大で
あり3を越えてもよいSi/Al比を示すゼオライトの
製造方法であって、前記方法は、まず第一に、10より大
のpHを有し、水、4価の珪素の源、3価のアルミニウ
ムの源、強塩基の形態の水酸化物イオンの源、及び構造
化剤STを含む反応混合物を、ホージャサイト構造族の
化合物として結晶化するのを可能にするのに必要な組成
を有するアルミノ珪酸塩ゲルが得られるように、製造す
ること、その後、得られたゲルを、所望により予備熟成
の後、最高でも150℃に等しい温度及び少なくとも前記
ゲルから成る混合物の自家発生的圧力に等しい圧力にお
いて、このゲルを、構造化剤STをキャビティー中に封
じ込んだ(trapping)ゼオライトから成るゼオライト先
駆体として、結晶化させるのに十分な時間維持するこ
と、及び前記先駆体を焼成して構造化剤を破壊しゼオラ
イトを製造することから成り、前記方法は、構造化剤
が、一般式: H(3−y)N[(C2m−1X−O)R] (I) のポリオキサアルキルアミン及び/又はポリオキサアリ
ールアミンから選択される少なくとも1種の化合物から
成る(ここでXは水素原子、−OH基、又はアルキル又
はアリール基であり、これは1つの単位は隣接するもの
と異なっていてもよく、Rは水素原子又はC乃至C
のアルキル基であり、これは1つの鎖は隣接するものと
異なっていてもよく、mは2又は3であり、これは1つ
の単位は隣接するものと異なっていてもよく、nは1〜
4の数であり、yは1〜3の数である)ことを特徴とす
る、方法である。
【0020】ゲルを形成するための反応混合物中に存在
する構造化剤STの量は、ST:AlIII のモル比が
0.4乃至4の範囲内であるのが有利であり、前記比が 0.
5乃至3であるのが好ましい。
【0021】特に、アルミノ珪酸塩ゲルを生じる反応混
合物を構成する成分は、前記ゲルがモル比で以下の組成
を有するように使用される: 有利な範囲 好ましい範囲 SiIV:AlIII 2〜20 4〜10 OH- :AlIII 2〜12 3〜10 ST :AlIII 0.4〜4 0.5〜3 H2 O:AlIII 40〜200 50〜150
【0022】上に示した式に対応する構造化剤の例は、 式 (CHOCHCHOCHCHNのト
リス(3,6-ジオキサヘプチル)アミン、 式 (COCHCHOCHCHNの
トリス(3,6-ジオキサオクチル)アミン、 式 (CH(C OCHCHOCH
Nのトリス[5-(2-メトキシフェノキシ)-3-
オキサペンチル]アミン、 式 (CHOCHCHOCHCHNHの
ビス(3,6-ジオキサヘプチル)アミン、式 (C
OCHCHOCHCHNHのビス(3,6-ジ
オキサオクチル)アミン、 である。
【0023】本発明による構造化剤の使用は、ホージャ
サイトの立方対称の構造を有するゼオライトの形成をも
たらす。
【0024】ヒドロゲル、エーロゲル、又はコロイド懸
濁物の形態の微粉砕固体シリカ、例えば珪酸ナトリウム
などのアルカリ金属珪酸塩のような水溶性珪酸塩、式
Si(OR)のテトラアルキルオルト珪酸エステル
(ここでRは、メチル及びエチルのようなC乃至C
のアルキル基を表す)のような加水分解可能なシリケー
トエステルを、アルミノ珪酸塩ゲルを形成するための反
応混合物の調製において使用できる4価の珪素SiIV
の源として挙げることができる。
【0025】珪素の源は、水溶性珪酸塩の場合は真正の
溶液の形態で、或いは微粉砕シリカの場合はコロイド
でもよい水性懸濁液の形態で使用される。
【0026】3価のアルミニウムAlIII の源として適
する材料は、アルミニウムの硫酸塩、硝酸塩、塩化物、
弗化物、酢酸塩、酸化物、及び水酸化物のようなアルミ
ニウム塩、アルミン酸塩、特にアルミン酸ナトリウムの
ようなアルカリ金属アルミン酸塩、及び式 Al(O
R)3 のアルミニウムトリアルコキシド(ここでRは、
メチル、エチル又はプロピルのようなC1 乃至C4 のア
ルキル基を表す)のようなアルミニウムエステルであ
る。
【0027】水酸化物イオンの源は、強い無機塩基、特
に、元素の周期表の第IA族のアルカリ金属の水酸化物及
びアルカリ土類金属Ca、Sr、及びBaの水酸化物、
及び強い有機塩基、特に第4アンモニウム水酸化物、か
ら選択され、無機塩基、特に、水酸化ナトリウムNaO
Hが好ましい。
【0028】アルミノ珪酸塩ゲルを形成するための反応
混合物は、強塩基である水酸化物の金属に加えて、n価
の、少なくとも1種の金属MのカチオンMn+を合計で、
n+:AlIII のモル比が最大で0.4 に等しくなるよう
に、好ましくは最大で0.3 に等しくなるように、含むこ
とができる。前記カチオンMn+は、硫酸塩、硝酸塩、塩
化物、又は酢酸塩の形態で、或いは酸化物の形態で、反
応混合物に導入することができる。
【0029】アルミノ珪酸塩ゲルを形成するための反応
混合物を構成する成分の混合は、どんな順序でも行うこ
とができる。
【0030】前記混合は、初めに、強塩基、構造化剤S
T、及びカチオンMn+が使用される場合はカチオンMn+
を含む塩基性水溶液を室温で調製すること、及び、その
後、この溶液に4価の珪素の源の水溶液又は水性懸濁液
(コロイド又はコロイドでないもの)中の3価のアルミ
ニウムの源の水溶液を添加することによって行うのが有
利である。反応混合液のpH(その値は10より大であ
る)は、13.5付近であるのが好ましい。ゲルの結晶化が
始まる前に、前記ゲルを形成するための反応混合物に結
晶核を、反応混合物の 0.1乃至10重量%の範囲内の量で
添加するのが有利である。
【0031】核はホージャサイト型のゼオライト、即
ち、製造されるべき結晶相と同じ性質のもの、を微粉砕
することによって製造できる。核の添加を行わない場
合、反応混合物から形成したアルミノ珪酸塩ゲルに密閉
容器中において結晶化温度より低い温度での熟成処理を
約6時間乃至約8日の範囲の期間施すのが有利である。
前記熟成は、静置条件又は攪拌条件下に行うことができ
る。アルミノ珪酸塩ゲルの結晶化は、核の使用又は不使
用にかかわらず、少なくともゲルを形成する混合物の自
家発生的圧力に相当する圧力において、反応混合物を 1
50℃以下の温度、好ましくは90乃至 120℃の範囲の温度
に加熱することによって起こる。結晶化に必要な加熱時
間はゲルの組成と結晶化温度によって異なる。一般に、
2時間乃至30日間の範囲である。
【0032】ゼオライト先駆体と呼ぶ、その細孔及びキ
ャビティー中に構造化剤及びカチオンの水和水をトラッ
プしているゼオライトから成る、得られた結晶は、濾過
によって結晶化媒体から分離され、その後、蒸留水又は
脱イオン水を使用して、水性洗浄液がわずかに塩基性に
なるまで、即ち、9より低いpHを有するようになるま
で、洗浄される。洗浄された結晶は、その後、50乃至10
0℃、好ましくは70℃の領域の温度のオーブン中で乾燥
される。
【0033】先駆体結晶を 300℃より高い温度、好まし
くは 400乃至 700℃の温度で、先駆体中に含まれている
構造化剤及びカチオンの水和水を除去するのに十分な時
間焼成することによって、先駆体結晶からゼオライトが
得られる。
【0034】上述したように、本発明の方法によって製
造されたゼオライトは、1より大きく3を越えてもよい
Si/Al比率を有し、ホージャサイトの構造の型の立
方対称の構造を示す。
【0035】本発明の生成物、即ち、結晶化から生じる
先駆体と先駆体の焼成によって生じるゼオライトそのも
の、のキャラクタライゼーションは、以下の技術によっ
て行うことができる。
【0036】電子顕微鏡 電子顕微鏡下、立方体構造の生成物は立方対称と両立で
きる形態(例えば、正八面体)を示す。
【0037】X線回折ダイアグラム この回折ダイアグラムは、銅Kα放射線による従来的粉
末法を使用するディフラクトメーター法によって得られ
る。
【0038】内部標準によって、回折ピークに関する角
2θの値を正確に決定できる。サンプルの特徴である様
々な格子間距離(dhkl )がブラッグの関係から計算さ
れる。
【0039】dhkl に関する測定誤差Δ(dhkl )の評
価は、ブラッグの関係によって、2θの測定に影響する
絶対誤差Δ(2θ)の関数として計算される。
【0040】内部標準の存在下、この誤差は最小化さ
れ、通常+0.05°になる。各(dhkl)に割り当てら
れる相対強度I/Iは、対応するピークの高さから見
積もられる。この相対強度を特徴づけるために、以下の
スケールの記号を使用する。VS=非常に強い、S=強
い、mS=適度に強い、m=中位、mw=適度に弱い、
w=弱い、及びvw=非常に弱い。
【0041】サーモグラム 生成物のサンプルについて行ったサーモグラムは、構造
体の1単位格子中に含まれる構造化剤の分子数と水の分
子数の定量を可能にする。
【0042】炭素13NMR 先駆体のサンプルについて行ったマジックアングルに対
する回転による非交差分極(incrossed polarisation)
を使用する炭素13NMRによって、生成物のキャビティ
ー中の構造化剤の存在が確認できる。
【0043】Si:Al比率の決定 これは以下の方法の内の1つによって行うことができ
る:化学的分析、珪素29NMR、X線回折。
【0044】ホージャサイト型の本発明のゼオライト
は、 2.4乃至 2.5 nm の単位格子定数を有する立方構造
のものであり、1つの単位細胞(192 の四面体の集成
体)に関する以下の式をこれらの立方ゼオライトに与え
ることができる: (vM q+)(wMn+)((SiO192−x
(AlOx−(zHO) この式において、M q+はq価のカチオンであって、
元素の周期表の第IA族の金属(q=1)又はCa、S
r、及びBaから選択されるアルカリ土類金属(q=
2)のカチオン、又は窒素を含む1価のカチオン(q=
1)、特にアンモニウム又は第4級アンモニウム、を表
わし、Mn+はカチオンM q+以外の少なくとも1種
のn価の金属Mのカチオンを表し、zはゼオライトの水
和状態を示す、z≧0(z=0は完全に無水である)の数
であり、x、v及びwは、34<x≦96、0<v≦x/
q、及び0<w≦x/n(ただし、qv+wn≧xを満
たす)の数である。
【0045】以下の第1表は、生成物を 500℃で4時間
焼成した後のホージャサイト型の立方ゼオライトを特徴
づけるX線回折ダイアグラムである。
【0046】dhkl の欄は格子間距離の平均値を与え
る。これらの値の各々は +0.1 乃至 +0.004 の測定誤差
Δ(dhkl )を考慮されなければならない。
【0047】これらの平均値に関して観察される変動
は、本質的に、補いのカチオンとゼオライトのSi/A
l比率に結び付けられる。同じ観察が相対強度I/I0
にも当てはまる。
【0048】
【表1】
【0049】本発明による方法の結晶化段階中に製造さ
れ、それを焼成することによって上で定義した式のゼオ
ライトが得られる、ゼオライトの先駆体は、1より大き
く3を越えてもよいSi:Al比率を有し、第2表に与
えたものと類似のX線回折ダイアグラムに対応するホー
ジャサイトの立方構造を有し、かつ一般式(I)のポリ
オキサアルキルアミン及び/又はポリオキサアリールア
ミンから選択された構造化剤STの分子をトラップして
いるキャビティーを有する、結晶性アルミノ珪酸塩であ
る。
【0050】
【表2】
【0051】本発明の方法によって得られるゼオライト
は、同じか又は異なった方法で製造された、同様な構造
のゼオライト及び同等か又はより小さいSi:Al比率
のゼオライトと同様な種類の用途において使用できる。
【0052】従って、本発明によって得られるゼオライ
トは、0.8 nmより小さい寸法を有する分子の選択的吸着
を行うための吸着剤として、又は、様々なカチオンとの
交換反応を行った後、有機化合物、特に炭化水素化合物
の触媒転化反応において使用できる触媒又は触媒成分と
して適する。例えば、アンモニウムカチオンで交換処理
した後焼成することによって、ゼオライトのプロトン化
形態を得ることができる。この形態並びにランタンのよ
うな稀土類カチオンによる交換処理から得られるもの
は、油供給物の水素化分解用の酸触媒として適する。ま
た、ゼオライトに元素の周期表の第II族及び第VIII族の
金属のカチオンとの交換処理を施して、炭化水素転化触
媒として適する生成物を形成することができる。ゼオラ
イトの触媒としての用途に関し、ゼオライトに触媒特性
を与えるカチオンとの交換によって改質されたゼオライ
トは、単独で、又はこれらの改質ゼオライトとその他の
触媒活性生成物及び/又はシリカゲル又はシリカともう
1つの酸化物(例えば、マグネシア、アルミナ、酸化チ
タン、酸化ジルコニウム)との混合ゲルのような非晶質
マトリックスとの混合物から得られる複合生成物の形態
で、使用できる。前記マトリックスは触媒に、特に、良
好な熱安定性を付与するために使用される。
【0053】1種以上の触媒活性ゼオライトをシリカゲ
ル又はシリカともう1つの酸化物の混合ゲルに基づくマ
トリックスと組み合わせた複合触媒は、移動床又は流動
床操作に特に適する。なぜなら、例えば、それらを構成
する成分の水性懸濁物を噴霧乾燥することによって、そ
のような操作に必要な大きさを有する粒子に容易に成形
できるからである。
【0054】以下の実施例は本発明を説明するために与
えたものであり、限定するためのものではない。
【0055】これらの実施例中において、量及び百分率
は、特に指示しないかぎり、重量にもとづくものであ
る。
【0056】
【実施例】実施例1 初めに以下の操作を適当な容量の容器中で行うことによ
って、アルミノ珪酸塩ゲルを調製した。前記容器中の内
容物は操作全体を通じて攪拌し続けた。
【0057】16.2gの水、 1.2gの水酸化ナトリウムN
aOH、及び水酸化ナトリウムの溶解後、3.23gのトリ
ス(3,6-ジオキサヘプチル)アミン(TDA−1)[ア
ードリック・ケミー(ARDRICH Chemie )95%]から成る
構造化剤を容器に導入した。完全に溶解した後、56%の
Al2 3 と37%のNa2 Oを含むアルミン酸ナトリウ
ム[カルロ・エルバ(Carlo Erba)]の1.82g部を容器の
内容物に添加した。
【0058】アルミン酸塩の溶解後、40%のSiO2
60%の水を含むシリカ[セカゾル(Cecasol )]のコロ
イド懸濁物の15gを容器に導入した。
【0059】アルミノ珪酸塩ゲルをこのようにして得
た。そのモル組成は、1モルのAl23 に基づいて、 10SiO2 ;1Al2 3 ; 2.6Na2 O;1TDA−
1; 140H2 O であった。
【0060】得られたゲルに密閉容器中室温で7日間の
かなりの期間熟成を施した。反応混合物のpHは13であ
る。熟成させたゲルをその後オートクレーブに入れ、そ
の中で8日間 100℃に維持して結晶化生成物を形成し
た。結晶化後、最終pHは12であった。得られた結晶を
濾過によって反応媒体から分離し、蒸留水で水性洗浄液
の塩基度が低くなるまで(pH9未満)洗浄し、最後
に、約80℃のオーブン中で乾燥した。
【0061】使用した構造化剤の分子を除去してゼオラ
イトを得るために、乾燥した結晶を500℃で4時間焼成
した。
【0062】焼成の前、結晶化生成物は第2表に与えた
ものと類似のX線回折ダイアグラムを示した。前記生成
物はさらに 3.7のSi:Al比率を有し、その細孔中に
水分子と構造化剤分子を含んでいた。ゼオライトの細孔
中に吸蔵された種(水と構造化剤)はゼオライト先駆体
の21%であった。
【0063】上記の結晶化生成物の焼成によって形成さ
れたゼオライトは、第1表に与えたものと類似のX−線
回折ダイアグラムを示した。
【0064】192の四面体から成る1つの単位格子に関
し、このゼオライトに対して見出だされた式は無水状態
で、 40.8Na[(SiO151.2(AlO40.840.8− として記載することができる。
【0065】実施例2 この例は、24時間のオーダーの熟成期間でゼオライト先
駆体を得ることができることを示す。
【0066】反応媒体のモル組成は、 10SiO2 ;1Al2 3 ; 2.6Na2 O;1TDA−
1; 140H2 O であった。
【0067】熟成(24時間)後、生成物を実施例1に記
載したのと同じ型のオートクレーブに入れた。
【0068】最初のpHは13であり、反応の期間と温度
は、それぞれ、7日間と 100℃であった。反応後(最終
pH 12 )、生成物を濾過によって回収し、洗浄し、80
℃のオーブン中で乾燥した。そのX線回折スペクトラム
は第2表のものと類似であった。格子定数の測定値(α
0 =24.601オングストローム)は 3.7のSi:Al骨組
比率をもたらす。熱重量測定法によって得られた質量損
失は20.6%であった。
【0069】実施例3 実施例1と同様な操作を行ったが、より低いNa2 O含
有率を用いた。
【0070】アルミノ珪酸塩ゲルは、熟成の前に、1モ
ルのAl2 3 に基づいて、 10SiO2 ;1Al2 3 ; 2.4Na2 O;1TDA−
1; 140H2 O(1/100のエンゲージドフラクション)
のようなモル組成を有していた。
【0071】熟成期間は7日間であった。反応の温度と
期間は、それぞれ、 100℃と14日間であった。
【0072】生成物のX線回折ダイアグラムは第2表に
与えたものと類似であった。しかしながら、結晶性フラ
クションの含有率はわずか60%であった。ゼオライト結
晶の大きさは、1〜3マイクロメートルの寸法になって
いた。
【0073】実施例4 この例は実施例3と同様である。しかしながら、以下の
パラメーターを使用した点で異なる:25℃で24時間の熟
成期間、115 ℃の熟成温度、50日間の反応期間。
【0074】ポリテトラフルオロエチレンのライニング
で被覆されたオートクレーブ中に入れた組成物を反応温
度において結晶化に必要な期間保った。
【0075】回収された固体は、第2表に与えたものと
類似のX線回折ダイアグラムを示した。この場合、結晶
性フラクションの含有率は95%のオーダーであった。
【0076】化学的分析によって測定されたこの固体の
Si:Al比率は 3.8であった。
【0077】実施例5 この例は、反応媒体中において先行組成物の核を使用で
きることを示す。この核は合成の期間を大幅に短縮でき
る。
【0078】モル組成は、 10SiO2 ;1Al2 3 ; 2.6Na2 O;1TDA−
1; 140H2 O であった。
【0079】この混合物は、SiO2 の質量に対して、
実施例1のゼオライトの核を2重量%含有した。
【0080】合成方法は、実施例1に記載したものと同
様であった。熟成時間は48時間であり、反応期間と反応
温度は 4.5日間と 115℃であった。
【0081】洗浄と80℃での乾燥の後得られた固体は、
ホージャサイトのゼオライト先駆体に特徴的なX線回折
ダイアグラム(第2表)を示した。結晶性フラクション
の含有率は約98%であった。29Si NMRで測定した
Si/Al比率は 3.7であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン‐ルイ・ギ フランス国、68200 ブリュンスタ、リ ュ・ベルビュ 59 (72)発明者 ジョエル・パタラン フランス国、68093 ミュルーズ、リ ュ・ユジェーヌ・ドゥラクロア 13 (72)発明者 ディディエ・アングルロ フランス国、64140 ロン、シュマン・ サリエ 46ビス (56)参考文献 特開 昭62−36018(JP,A) 米国特許5098686(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 39/00 - 39/54

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホージャサイト構造族に属するアルミノ
    珪酸塩骨組を有し、1より大であり3を越えてもよいS
    i:Al比を示すゼオライトの製造方法であって、前記
    方法は、まず第一に、10より大のpHを有し、水、4価
    の珪素の源、3価のアルミニウムの源、強塩基の形態の
    水酸化物イオンの源、及び構造化剤STを含む反応混合
    物を、ホージャサイト構造族の化合物として結晶化する
    のを可能にするのに必要な組成を有するアルミノ珪酸塩
    ゲルが得られるように、製造すること、その後、得られ
    たゲルを最高でも150℃に等しい温度及び少なくとも前
    記ゲルから成る混合物の自家発生的圧力に等しい圧力に
    おいて、このゲルを、構造化剤STをキャビティー中に
    封じ込んだゼオライトから成るゼオライト先駆体とし
    て、結晶化させるのに十分な時間維持すること、及び前
    記先駆体を焼成して構造化剤を破壊しゼオライトを製造
    することから成り、前記方法は、構造化剤STが、一般
    式: H(3−y)N[(C2m−1X−O)−R] (I) のポリオキサアルキルアミン及び/又はポリオキサアリ
    ールアミンから選択される少なくとも1種の化合物から
    成る(ここでXは水素原子、−OH基、又はアルキル又
    はアリール基であり、これは1つの単位は隣接するもの
    と異なっていてもよく、Rは水素原子又はC乃至C
    のアルキル基であり、これは1つの鎖は隣接するものと
    異なっていてもよく、mは2又は3であり、これは1つ
    の単位は隣接するものと異なっていてもよく、nは1〜
    4の数であり、yは1〜3の数である)ことを特徴とす
    る、方法。
  2. 【請求項2】 ゲルを形成するための反応混合物中の構
    造化剤STの量が、ST:AlIII のモル比が0.4乃至
    4の範囲内になる量である、請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 アルミノ珪酸塩ゲルを生じる反応混合物
    を構成する成分が、前記ゲルがモル比で、SiIV:A
    III=2〜20、OH:AlIII=2〜12、S
    T:AlIII=0.4〜4、及びHO:AlIII=4
    0〜200のような組成を有するようになる量で使用され
    る、請求項1又は2の方法。
  4. 【請求項4】 アルミノ珪酸塩ゲルの組成が、S
    IV:AlIII=4〜10、OH:AlIII=3
    〜10、ST:AlIII=0.5〜3、及びHO:Al
    III=50〜150となるものである、請求項3の方法。
  5. 【請求項5】 構造化剤STが、(CHOCHCH
    OCHCHN、(COCHCH
    CHCHN、(CH(C OCH
    CHOCHCHN、(CHOCHCH
    OCHCHNH、(COCHCH
    CHCHNHから成る群から選択される少なく
    とも1種の化合物から成る、請求項1乃至4のいずれか
    1請求項の方法。
  6. 【請求項6】 4価の珪素の源が、ヒドロゲル、エーロ
    ゲル、又はコロイド懸濁物の形態の微粉砕シリカ、水溶
    性珪酸塩、加水分解可能なシリケートエステルから成る
    群から選択される、請求項1乃至5のいずれか1請求項
    の方法。
  7. 【請求項7】 3価のアルミニウムの源が、アルミニウ
    ムの塩、酸化物、及び水酸化物、アルカリ金属アルミン
    酸塩、並びにアルミニウムエステルから成る群から選択
    される、請求項1乃至6のいずれか1請求項の方法。
  8. 【請求項8】 水酸化物イオンの源が、元素の周期表の
    第IA族のアルカリ金属の水酸化物及びアルカリ土類金属
    Ca、Sr、及びBaの水酸化物、及び強有機塩基から
    成る群から選択される、請求項1乃至7のいずれか1請
    求項の方法。
  9. 【請求項9】 反応混合物が、強塩基である水酸化物の
    金属に加えて、n価の、少なくとも1種の金属Mのカチ
    オンMnを、合計で、前記混合物中のMn:Al
    IIIのモル比が最大で0.4になるようような量で含
    む、請求項1乃至8のいずれか1請求項の方法。
  10. 【請求項10】 ゲルの結晶化が始まる前に、前記ゲル
    を形成するための反応混合物に結晶核を、反応混合物の
    0.1乃至10重量%の範囲内の量で添加し、前記結晶化ゲ
    ル核はホージャサイト型のゼオライトを微粉砕すること
    によって製造されたものである、請求項1乃至9のいず
    れか1請求項の方法。
  11. 【請求項11】 ゲルの結晶化が始まる前に、ゲルに密
    閉容器中において結晶化温度より低い温度での熟成処理
    6時間乃至8日間の範囲の期間施す、請求項1乃至10
    のいずれか1請求項の方法。
  12. 【請求項12】 アルミノ珪酸塩ゲルの結晶化を、核の
    使用又は不使用にかかわらず、前記ゲルを90乃至120℃
    の範囲の温度に2時間乃至30日間維持することによって
    行う、請求項1乃至11のいずれか1請求項の方法。
  13. 【請求項13】 ゼオライト先駆体の焼成を300℃より
    高い温度で行う、請求項1乃至12のいずれか1請求項の
    方法。
  14. 【請求項14】 ゼオライト先駆体の焼成を400乃至700
    ℃の温度で行う、請求項13の方法。
  15. 【請求項15】 ホージャサイト構造族に属するアルミ
    ノ珪酸塩骨組を有するゼオライト先駆体であって、1よ
    り大であり3を越えてもよいSi:Al比を有し、一
    方、ホージャサイトの立方構造を有し、さらに少なくと
    も1種の構造化剤STの分子を封じ込んだキャビティー
    又はチャンネルを有するアルミノ珪酸塩から成り、構造
    化剤が、一般式: H(3−y)N[(C2m−1X−O)−R] (I) のポリオキサアルキルアミン及び/又はポリオキサアリ
    ールアミン(ここでXは水素原子、−OH基、又はアル
    キル又はアリール基であり、これは1つの単位は隣接す
    るものと異なっていてもよく、Rは水素原子又はC
    至Cのアルキル基であり、これは1つの鎖は隣接する
    ものと異なっていてもよく、mは2又は3であり、これ
    は1つの単位は隣接するものと異なっていてもよく、n
    は1〜4の数であり、yは1〜3の数である)から成る
    群に属するものであることを特徴とする、ゼオライト先
    駆体。
  16. 【請求項16】 構造化剤が、(CHOCHCH
    OCHCHN、(COCHCHOC
    CHN、(CHO(C)OCH
    OCHCHN、(CHOCHCH
    CHCHNH、(COCHCHOC
    CHNHから成る群から選択される、請求項
    15の先駆体。
  17. 【請求項17】 以下: 【表1】 のX線回折ダイアグラムを示す、請求項15又は請求項16
    の先駆体。
  18. 【請求項18】 請求項15乃至17のいずれか1請求項の
    先駆体の焼成により得られ、ホージャサイト構造族に属
    するアルミノ珪酸塩骨組を有し、1より大であり3を越
    えてもよいSi:Al比を有し、一方、ホージャサイト
    の構造の型の立方対称の構造を有するゼオライトから成
    る吸着剤。
  19. 【請求項19】 先駆体の焼成によって得られるゼオラ
    イトが、以下: 【表2】 のX線回折ダイアグラムを示し、2.4乃至2.5nmの格子定
    数を有し、 (vM q+ )(wM n+ )((SiO 192−x
    (AlO x− (zH O) [ここで、M q+ はq価のカチオンであって、元素の
    周期表の第IA族の金属(q=1)又はCa、Sr、及び
    Baから選択されるアルカリ土類金属(q=2)のカチ
    オン、又は窒素を含む1価のカチオン(q=1)を表
    し、M n+ はカチオンM q+ 以外の少なくとも1種の
    n価の金属Mのカチオンを表し、zはゼオライトの水和
    状態を示す、z≧0(z=0は完全に無水である)の数で
    あり、x、v 及びwは、34<x≦96、0<v≦x/q、
    及び0<w≦x/n(ただし、qv+wn≧xを満たす)
    の数である]を示す立方構造の単位格子を有する、請求
    項18の吸着剤。
  20. 【請求項20】 請求項15乃至17のいずれか1請求項の
    先駆体の焼成により得られ、ホージャサイト構造族に属
    するアルミノ珪酸塩骨組を有し、1より大であり3を越
    えてもよいSi:Al比を有し、一方、ホージャサイト
    の構造の型の立方対称の構造を有するゼオライトのカチ
    オン交換生成物から成る炭化水素転化触媒成分
  21. 【請求項21】 先駆体の焼成によって得られるゼオラ
    イトが、以下: 【表1】 のX線回折ダイアグラムを示し、2.4乃至2.5nmの格子定
    数を有し、 (vM q+)(wMn+)((SiO192−x
    (AlOx−(zHO) [ここで、M q+はq価のカチオンであって、元素の
    周期表の第IA族の金属(q=1)又はCa、Sr、及び
    Baから選択されるアルカリ土類金属(q=2)のカチ
    オン、又は窒素を含む1価のカチオン(q=1)を表
    し、Mn+はカチオンM q+以外の少なくとも1種の
    n価の金属Mのカチオンを表し、zはゼオライトの水和
    状態を示す、z≧0(z=0は完全に無水である)の数で
    あり、x、v及びwは、34<x≦96、0<v≦x/q、
    及び0<w≦x/n(ただし、qv+wn≧xを満たす)
    の数である]を示す立方構造の単位格子を有する、請求
    項20の炭化水素転化触媒成分
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