JP4882147B2 - Method for producing novel MOR type metalloaluminosilicate - Google Patents

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、MOR型ゼオライト類の骨格に金属を導入する新規なMOR型メタロアルミノシリケートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、ゼオライトは石油精製、石油化学、および環境浄化分野において、その固体酸特性および分子サイズの細孔に由来する特異な触媒特性及び吸着特性から、広範な用途に使用されている。
【0003】
ゼオライトは狭義にはアルミニウム、珪素及び酸素からなる結晶骨格を有する結晶性縮合アルミノケイ酸塩であり、結晶構造やアルミニウム含有量の違いにより、その固体酸特性は異なっている。1980年代からその固体酸特性の改変を目的として、アルミニウム又は珪素の代わりにGa,Fe,Tiなど他の金属種をゼオライト骨格に導入したメタロアルミノシリケート或いはアルミニウムを含有しないメタロシリケート、更にはシリカのみからなるゼオライト結晶構造を有するものが合成されている。
【0004】
本発明で言う結晶性ゼオライト類とは、狭義のゼオライトに加えて上記メタロシリケート、メタロアルミノシリケート、およびゼオライト構造を有する結晶性シリケートを言う。
【0005】
結晶性ゼオライト類の製造方法としては、アルミニウム源、珪素源、金属源、及びアルカリを主原料とした水性混合物を水熱反応にて結晶化させる方法、即ち水熱合成法が当業界では一般的である。特開平5−24820号公報には、Ti/Siモル比が0.2以下でSi/Alモル比が10〜42であるMOR型チタノアルミノシリケートが報告されている。特開平9−77511号公報には、Ti/Siモル比が0.073でありSi/Alモル比が10.5であるMOR型チタノアルミノシリケートが報告されている。特開昭91−5019833号広報には、Ti/Siモル比が0.01〜0.98でSi/Alモル比が1〜98であるMOR型と思われるチタノアルミノシリケートが報告されている。特開昭59−116120号公報には、Fe/Siモル比が0/0014〜0.4でSi/Alモル比が5.4〜無限大であるMOR型フェロ(アルミノ)シリケートが報告されている。
【0006】
一方、一旦合成したゼオライト類を液相で金属塩水溶液処理を行ったり、気相で金属塩蒸気処理を行うことにより、骨格に金属を導入する方法も知られている。特公平7−108770号公報には、クロム又はスズのフルオロ塩水溶液で処理することにより骨格中のAlをクロム又はスズと置換した金属/Siモル比が0.01〜0.98でSi/Alモル比が50〜98であるFAU型、MOR型、LTL型などのメタロアルミノシリケートが報告されている。特開平2−184517号公報には、BEA型アルミノシリケート又はボロアルミノシリケートを脱Al又は脱硼素した後ガリウム塩水溶液処理する事により得た、Ga/Siモル比が0.0004〜0.066であるBEA型ガロアルミノシリケート又はガロボロシリケートが報告されている。特開平2−289419号公報には、Si/Alモル比が1.75以上のFAU型ゼオライトをスチーミング焼成したのち酸及び鉄塩水溶液処理することによって、Fe/Siモル比が0.01〜0.30でSi/Alモル比が7.5〜50であるFAU型フェロアルミノシリケートが報告されている。
【0007】
Microporous and Mesoporous Materials 31(1999)のページ163〜173にはSi/Alモル比が37.5のBEA型アルミノシリケートを酸処理した後500℃にてTiCl4蒸気と接触させて得た、Ti/Siモル比が0.018〜0.048でSi/Alモル比が72〜450であるBEA型チタノアルミノシリケートが報告されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ゼオライト類の製造法として水熱合成法は当業界で最も一般的であるが、アルミニウムに比べて他の金属種はゼオライト骨格に入りにくい為に比較的少量しか骨格に導入できず、また合成可能な結晶構造種類も限られている。
【0009】
また、合成したゼオライトに気相反応によって金属種を導入する方法は、均一な固体−気体の接触が困難であることや、反応装置には特殊な耐熱耐食材質を必要とするなど工業的な製造方法であるとは言い難い。
【0010】
本発明は、簡便且つ工業的に適用可能な骨格に金属を導入した新規なMOR型メタロアルミノシリケートの製造方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ゼオライトに金属原子を結晶格子内に挿入することにより、従来のゼオライトでは得られなかった固体酸特性、吸着特性や触媒性能を有する新規ゼオライト類を製造することを目的に研究を重ねた結果、本発明に到達した。即ち、本発明者らは、格子欠陥を有する結晶性ゼオライト類を金属塩水溶液に混合した酸性スラリーのpHをアルカリを用いて増大させると、結晶格子の欠陥部位に金属が容易に導入されるとの驚くべき知見を見出し、本発明を完成するに到った。以下に本発明を詳述する。
【0012】
本発明は、金属がTi、Ga、In、Sn、及びZrから選ばれた少なくとも一種であり、金属/Siモル比が0.005〜0.2で且つSi/Alモル比が25以上のMOR型メタロアルミノシリケート、である。金属がTiである場合には、Ti/Siモル比が0.05〜0.2で且つSi/Alモル比が100以上であることが好適である。金属がSnである場合には、Sn/Siモル比が0.005〜0.2で且つSi/Alモル比が100以上であることが好適である。
【0013】
また、本発明は、格子欠陥を有するMOR型結晶性ゼオライト類を金属塩水溶液に懸濁させて酸性スラリーとし(a工程)、該酸性スラリーのpHをアルカリ添加により1以上増大させ、且つpHは6以下の範囲となし(b工程)、該pHを増大させたスラリーから結晶を濾別し、水洗し、乾燥する工程(c工程)、を含む事を特徴とする、新規MOR型メタロアルミノシリケートの製造方法、である。
【0014】
更に、前記c工程で得られた結晶を300℃〜800℃の温度で焼成する事により、骨格に導入した金属をより安定化することもできる。
【0015】
また、アルカリとして水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを使用した場合、前記c工程で得られた結晶はイオンの一部がアルカリ金属イオンとなる場合もあるので、必要であれば前記c工程で得た結晶に通常のイオン交換処理を施すことよりアルカリ金属イオンを除去することができる。
【0016】
本発明に言う格子欠陥とは、酸素、珪素、及びアルミニウムからなる結晶骨格のアルミニウムまたは珪素原子が欠落して4個のSi−OH基が集中した、当業界で所謂nestと呼ぶ部位のことを言う。この様な格子欠陥は、水熱合成反応で結晶化させた段階で既に存在する場合もあるし、合成後の処理により発生させることもできる。格子欠陥の生成手段としては、結晶を焼成して脱アルミニウムする方法、結晶を酸を用いて脱アルミニウムする方法、前記焼成と酸処理を組み合わせた方法、更には結晶をアルカリ水溶液を用いて脱珪素及び脱アルミニウムする方法、がある。
【0017】
本発明の製造方法において使用する格子欠陥を有するMOR型結晶性ゼオライト類の調製原料としては、格子欠陥を有する又は生ぜしめることができるMOR型アルミノシリケート、メタロアルミノシリケート、又はシリケートである。格子欠陥の生成は、前記何れの方法で行っても良いが、酸を用いて脱アルミニウムする方法が工業的には簡便であり好適である。ゼオライト類によっては酸処理の前に焼成することで脱アルミニウムをより容易に進行させることができ、MOR型ゼオライトの場合も酸処理の前に焼成することが好ましい。しかし、MOR型ゼオライトの場合は、焼成時に水蒸気が存在すると酸処理時に脱アルミニウムが進行し難くなり金属を格子内に導入し難くなるので乾燥雰囲気で焼成することが重要である。
【0018】
本発明の製造方法において、a工程のスラリーは酸性であるから、該工程でゼオライト骨格の脱アルミニウムが生じて格子欠陥が生成することは自明の理であり、従って出発物質として欠陥のないアルミニウムを多く含むMOR型ゼオライト類を用いることもできるが、その場合には、骨格から脱離したアルミニウムの一部もb工程で骨格に再導入されるため、目的の金属の導入量を制御する事が困難となるので好ましくない。従って、格子欠陥を有するゼオライト類のSi/Alモル比は、25以上であることが好ましく、より好ましくは50以上であり、更に好ましくは100以上である。
【0019】
a工程において金属塩水溶液と原料ゼオライト類を混合したスラリーのpHは金属塩水溶液以下とすることが好ましい。原料ゼオライト類がHイオンタイプであれば酸を添加しなくても良いが、アルカリ金属イオンタイプの場合はpHが増大し局所的な金属析出のおそれが生じるため、酸を添加して金属塩水溶液のpH以下、好ましくはpHを1以下とし、混合スラリー中の金属塩を十分溶解させることが望ましい。また、金属は格子欠陥点にのみ導入されるのであり、使用する金属の量は出発原料のゼオライト類中の格子欠陥量と同等以下とすることが重要である。
【0020】
b工程で使用するアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を使用することができる。水溶液の形態が取り扱い上好適である。使用するアルカリの濃度は特に限定されるものではないが、濃すぎると添加時に局所的な金属析出やゼオライト結晶構造の崩壊が生じる場合もあるため、できるだけ低濃度、好ましくは5%以下であることが望ましい。また、アルカリの添加速度は徐々に定量的に添加することが望ましい。格子欠陥を多く有するゼオライト類は耐アルカリ性に乏しいため、アルカリ添加したスラリーのpHは6以下とすることが重要である。pHが6を越えて高くなるほどゼオライト結晶構造の崩壊が進行するため、スラリーのpHは最終的に〜6の範囲内とする
【0021】
また、ゼオライトの水性スラリーにアルカリを添加してpHを高めた後に金属塩を添加したり、或いは金属塩水溶液のpHをアルカリ添加により高めた後にゼオライト類を添加しても、本発明のメタロアルミノシリケートを得ることはできない。
【0022】
最終pHを高くする程、金属の導入量は多くなる。従って、a工程の金属塩と原料ゼオライト類の量比およびb工程の最終pHにより、金属導入量を制御することができる。
【0023】
a工程及びb工程での反応温度は特に限定されるものではないが、温度が高い方が反応は速やかに進行するので、工業的には30℃〜100℃の範囲が好ましい。
【0024】
本発明に使用する金属塩は、水溶性であり且つその水溶液が酸性を呈す3価又は4価の金属塩である。特に、Ti、Ga、In、Sn、Zrの塩化塩、硫酸塩、硝酸塩、又は酢酸塩が好適に使用できる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、新規なMOR型メタロアルミノシリケートを提供するものである。
また、本発明は、各種金属をゼオライト結晶骨格に導入するための簡便且つ工業的な方法を提供するものである。本発明により得られる新規MOR型メタロアルミノシリケートは、石油精製、石油化学、及び環境浄化分野において従来にない優れた性能の触媒、触媒基材、又は吸着剤として利用できる。
【0026】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は実施例により規定されるものではない。
【0027】
実施例1
水熱合成したモルデナイト(MOR型アルミノシリケート、Si/Alモル比9.2)600gを1規定の塩酸を用いてイオン交換しHイオンタイプモルデナイト(Si/Alモル比15、Na/Alモル比0.01)を調製した。このHイオンタイプモルデナイト500gを乾燥雰囲気中650℃で2時間焼成した。該焼成したモルデナイトを8規定の塩酸2,000mlに混合し80℃で2時間撹拌して脱アルミニウムした後、ろ過及び80℃の温純水で洗浄して、脱アルミニウムモルデナイト(Si/Alモル比155)を調製した。硫酸チタン(IV)水溶液(関東化学(株)製、含有量24%)84.1gを純粋1Lで希釈して硫酸チタン水溶液を調製し、前記脱アルミニウムモルデナイト絶乾重量50gと混合し、50℃で10分間撹拌した。この時のpHは0.9であった。該スラリーを50℃で撹拌しながら、5%水酸化ナトリウム水溶液を14ml/minの速度で連続的に添加して、スラリーのpHを6.0とし、50℃で30分間撹拌保持した後、結晶をろ過及び80℃の温純水で洗浄し、120℃で乾燥して、本発明のMOR型チタノアルミノシリケートを得た。
【0028】
得られた結晶の化学分析値を表1に示す。粉末X線回折測定から、このものはMOR型の高い結晶性を維持しており、且つMOR型以外の結晶性物質は認められなかった。また、得られた結晶のUV拡散反射スペクトル分析結果を図1に示す。図1のUVスペクトルではチタノアルミノシリケートは220〜250nmに大きな吸収が見られる。この吸収は、Microporous and Mesoporous Materials 31(1999)ページ163〜173に記述されているように、骨格内の四面体配位のチタンに起因する。これからも、大部分のチタンは骨格内に取り込まれていることがわかる。
【0029】
実施例2
硫酸チタン(IV)水溶液(関東化学(株)製、含有量24%)49.7gを純粋1Lで希釈して硫酸チタン水溶液を調製し、実施例1で調製した脱アルミニウムモルデナイト絶乾重量50gと混合し、50℃で10分間撹拌した。この時のpHは1.0であった。該スラリーを50℃で撹拌しながら、5%水酸化ナトリウム水溶液を14ml/minの速度で連続的に添加して、スラリーのpHを6.0とし、50℃で30分間撹拌保持した後、結晶をろ過及び80℃の温純水で洗浄し、120℃で乾燥して、本発明のMOR型チタノアルミノシリケートを得た。
【0030】
得られた結晶の化学分析値を表1に示す。粉末X線回折測定から、このものはMOR型の高い結晶性を維持しており、且つMOR型以外の結晶性物質は認められなかった。また、得られた結晶のUV拡散反射スペクトル分析結果を図1に示す。図1のUVスペクトルではチタノアルミノシリケートは220〜250nmに大きな吸収が見られる。これからも、大部分のチタンは骨格内に取り込まれていることがわかる。
【0031】
実施例3
水熱合成したモルデナイト(MOR型アルミノシリケート、Si/Alモル比9.2)600gを1規定の塩酸を用いてイオン交換しHイオンタイプモルデナイト(Si/Alモル比15、Na/Alモル比0.01)を調製した。このHイオンタイプモルデナイト500gを水蒸気濃度50%雰囲気中650℃で2時間スチーミング焼成した。該焼成したモルデナイトを8規定の塩酸2,000mlに混合し80℃で2時間撹拌して脱アルミニウムした後、結晶をろ過及び80℃の温純水で洗浄して、脱アルミニウムモルデナイト(Si/Alモル比155)を調製した。硫酸チタン(IV)水溶液(関東化学(株)製、含有量24%)68.3gを純粋1Lで希釈して硫酸チタン水溶液を調製し、前記脱アルミニウムモルデナイト絶乾重量50gと混合し、50℃で10分間撹拌した。この時のpHは0.9であった。該スラリーを50℃で撹拌しながら、5%水酸化ナトリウム水溶液を14ml/minの速度で連続的に添加して、スラリーのpHを6.0とし、50℃で30分間撹拌保持した後、ろ過及び80℃の温純水で洗浄し、120℃で乾燥して、本発明のMOR型チタノアルミノシリケートを得た。
【0032】
得られた結晶の化学分析値を表1に示す。粉末X線回折測定から、このものはMOR型の高い結晶性を維持しており、且つMOR型以外の結晶性物質は認められなかった。
【0033】
比較例1
硫酸チタン(IV)水溶液(関東化学(株)製、含有量24%)84.1gを純水1Lで希釈して硫酸チタン水溶液を調製し、実施例1で調製した脱アルミニウムモルデナイト絶乾重量50gと混合し、50℃で30分間撹拌保持した後、結晶をろ別及び80℃の温純水で洗浄し、120℃で乾燥した。
【0034】
得られた結晶の化学分析値を表1に示す。pHの上昇なしでは本発明の生成物は得られないことが明らかである。
【0035】
【表1】

Figure 0004882147
【0036】
比較例2
硫酸チタン(IV)水溶液(関東化学(株)製、含有量24%)84.1gを純水1Lで希釈して硫酸チタン水溶液を調製し、実施例1で調製した脱アルミニウムモルデナイト絶乾重量50gと混合して50℃で10分間撹拌した。この時のスラリーpHは0.9であった。該スラリーを50℃で撹拌しながら、5%水酸化ナトリウム水溶液を14ml/minの速度で連続的に添加してスラリーのpHを10.0とし、50℃で30分間撹拌保持した後、結晶をろ別及び80℃の温純水で洗浄し、120℃で乾燥した。
【0037】
得られた結晶は、粉末X線回折測定から、MOR型の高い結晶性を維持しておらず、XRDピーク強度は脱アルミニウムモルデナイトに対して14%であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び実施例2における本発明のMOR型メタロアルミノシリケートと、Ti導入前の脱アルミニウムモルデナイトのUV拡散反射スペクトルを示す。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a novel method for producing a MOR type metalloaluminosilicate in which a metal is introduced into the skeleton of MOR type zeolites.
[0002]
[Prior art]
Today, zeolites are used in a wide range of applications in the petroleum refining, petrochemical, and environmental purification fields due to their solid acid properties and unique catalytic and adsorption properties derived from molecular size pores.
[0003]
Zeolite is a crystalline condensed aluminosilicate having a crystal skeleton composed of aluminum, silicon, and oxygen in a narrow sense, and the solid acid characteristics differ depending on the crystal structure and the aluminum content. Metalloaluminosilicates that contain other metal species such as Ga, Fe, and Ti instead of aluminum or silicon in the zeolite framework for the purpose of modifying the solid acid properties since the 1980s, or metallosilicates that do not contain aluminum, and silica only Those having a zeolite crystal structure are synthesized.
[0004]
The crystalline zeolite referred to in the present invention refers to the above-mentioned metallosilicate, metalloaluminosilicate, and crystalline silicate having a zeolite structure in addition to zeolite in a narrow sense.
[0005]
As a method for producing crystalline zeolites, a method in which an aqueous mixture mainly composed of an aluminum source, a silicon source, a metal source, and an alkali is crystallized by a hydrothermal reaction, that is, a hydrothermal synthesis method is generally used in the industry. It is. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-24820 reports MOR type titanoaluminosilicate having a Ti / Si molar ratio of 0.2 or less and a Si / Al molar ratio of 10 to 42. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-77511 reports a MOR type titanoaluminosilicate having a Ti / Si molar ratio of 0.073 and a Si / Al molar ratio of 10.5. JP-A-91-5019833 reports a titanoaluminosilicate which is considered to be MOR type having a Ti / Si molar ratio of 0.01 to 0.98 and an Si / Al molar ratio of 1 to 98. . JP-A-59-116120 reports a MOR type ferro (alumino) silicate having an Fe / Si molar ratio of 0/0014 to 0.4 and an Si / Al molar ratio of 5.4 to infinity. Yes.
[0006]
On the other hand, there is also known a method of introducing a metal into a skeleton by treating a once synthesized zeolite with a metal salt aqueous solution treatment in a liquid phase or a metal salt vapor treatment in a gas phase. In Japanese Patent Publication No. 7-108770, a metal / Si molar ratio in which Al in a skeleton is replaced with chromium or tin by treatment with a chromium or tin fluoro salt aqueous solution is 0.01 to 0.98, and Si / Al. Metalloaluminosilicates such as FAU type, MOR type and LTL type having a molar ratio of 50 to 98 have been reported. In JP-A-2-184517, a BEA / aluminosilicate or boroaluminosilicate having a Ga / Si molar ratio of 0.0004 to 0.066 obtained by removing Al or deboronating and then treating with an aqueous gallium salt solution is disclosed. Certain BEA type galloaluminosilicates or galloborosilicates have been reported. JP-A-2-289419 discloses that a FAU type zeolite having a Si / Al molar ratio of 1.75 or more is subjected to steaming and then treated with an acid and iron salt aqueous solution, whereby an Fe / Si molar ratio is 0.01 to FAU type ferroaluminosilicates having a Si / Al molar ratio of 7.5 to 50 at 0.30 have been reported.
[0007]
Pages 163 to 173 of Microporous and Mesoporous Materials 31 (1999) are Ti / Si obtained by acid-treating BEA type aluminosilicate having a Si / Al molar ratio of 37.5 and contacting with TiCl4 vapor at 500 ° C. A BEA type titanoaluminosilicate having a molar ratio of 0.018 to 0.048 and a Si / Al molar ratio of 72 to 450 has been reported.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Hydrothermal synthesis is the most common method for producing zeolites in the industry, but since other metal species are less likely to enter the zeolite framework compared to aluminum, only a relatively small amount can be introduced into the framework and can be synthesized. There are also limited crystal structure types.
[0009]
In addition, the method of introducing metal species into the synthesized zeolite by a gas phase reaction is difficult to achieve uniform solid-gas contact, and the reaction apparatus requires special heat and corrosion resistant materials. It is hard to say that it is a method.
[0010]
The present invention provides a novel method for producing a MOR type metalloaluminosilicate in which a metal is introduced into a skeleton that is simple and industrially applicable.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied for the purpose of producing new zeolites having solid acid characteristics, adsorption characteristics, and catalytic performance that have not been obtained with conventional zeolites by inserting metal atoms into the crystal lattice. As a result, the present invention has been reached. That is, when the pH of an acidic slurry in which crystalline zeolites having lattice defects are mixed with an aqueous metal salt solution is increased using an alkali, the metal is easily introduced into the defect sites of the crystal lattice. As a result, the present invention has been completed. The present invention is described in detail below.
[0012]
In the present invention, the metal is at least one selected from Ti, Ga, In, Sn, and Zr, the metal / Si molar ratio is 0.005 to 0.2, and the Si / Al molar ratio is 25 or more. Type metalloaluminosilicate. When the metal is Ti, it is preferable that the Ti / Si molar ratio is 0.05 to 0.2 and the Si / Al molar ratio is 100 or more. When the metal is Sn, it is preferable that the Sn / Si molar ratio is 0.005 to 0.2 and the Si / Al molar ratio is 100 or more.
[0013]
In the present invention, the MOR type crystalline zeolite having lattice defects is suspended in an aqueous metal salt solution to form an acidic slurry (step a), and the pH of the acidic slurry is increased by 1 or more by adding an alkali, and the pH is A new MOR type metalloaluminosilicate characterized by comprising a step of 6 or less (step b), and a step of filtering crystals from the slurry with increased pH, washing with water and drying (step c). Manufacturing method.
[0014]
Furthermore, the metal introduced into the skeleton can be further stabilized by firing the crystals obtained in the step c at a temperature of 300 ° C. to 800 ° C.
[0015]
In addition, when sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as the alkali, the crystals obtained in the step c may be partially obtained as alkali metal ions, so that the crystals obtained in the step c are obtained if necessary. Alkali metal ions can be removed by subjecting the crystals to normal ion exchange treatment.
[0016]
The lattice defect referred to in the present invention refers to a portion called a “nest” in the industry, in which four Si—OH groups are concentrated due to lack of aluminum or silicon atoms in a crystal skeleton composed of oxygen, silicon, and aluminum. To tell. Such lattice defects may already exist at the stage of crystallization by a hydrothermal synthesis reaction, or may be generated by a process after synthesis. As a method for generating lattice defects, a method of calcining and dealumination of a crystal, a method of dealumination of a crystal using an acid, a method of combining the firing and acid treatment, and a method of desiliconizing a crystal using an alkaline aqueous solution. And a method of dealumination.
[0017]
The raw material for preparing MOR type crystalline zeolite having lattice defects used in the production method of the present invention is MOR type aluminosilicate, metalloaluminosilicate, or silicate having lattice defects. The generation of lattice defects may be performed by any of the methods described above, but the method of dealumination using an acid is industrially simple and preferable. Depending on the zeolite, dealumination can proceed more easily by calcination before acid treatment, and in the case of MOR type zeolite, it is also preferred to calcinate before acid treatment. However, in the case of MOR type zeolite, if water vapor is present during firing, dealumination is difficult to proceed during acid treatment, and it is difficult to introduce metal into the lattice, so firing in a dry atmosphere is important.
[0018]
In the production method of the present invention, since the slurry in step a is acidic, it is obvious that dealumination of the zeolite skeleton occurs in the step and lattice defects are generated. Therefore, defect-free aluminum is used as a starting material. MOR type zeolites containing a large amount can also be used, but in that case, a part of aluminum desorbed from the skeleton is also reintroduced into the skeleton in the step b, so that the amount of the target metal introduced can be controlled. Since it becomes difficult, it is not preferable. Therefore, the Si / Al molar ratio of zeolites having lattice defects is preferably 25 or more, more preferably 50 or more, and still more preferably 100 or more.
[0019]
The pH of the slurry obtained by mixing the aqueous metal salt solution and the raw material zeolites in step a is preferably set to be equal to or lower than the aqueous metal salt solution. If the raw material zeolite is H ion type, it is not necessary to add an acid, but if it is an alkali metal ion type, the pH increases and local metal precipitation may occur. It is desirable that the pH is 1 or less, preferably 1 or less, and the metal salt in the mixed slurry is sufficiently dissolved. Further, since the metal is introduced only at the lattice defect point, it is important that the amount of the metal used is equal to or less than the lattice defect amount in the starting zeolite.
[0020]
As the alkali used in step b, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia and the like can be used. The form of the aqueous solution is suitable for handling. The concentration of the alkali to be used is not particularly limited, but if it is too high, local metal precipitation or zeolite crystal structure collapse may occur at the time of addition, so the concentration should be as low as possible, preferably 5% or less. Is desirable. Further, it is desirable that the alkali addition rate be gradually and quantitatively added. Since zeolites having many lattice defects have poor alkali resistance, it is important that the pH of the slurry added with alkali is 6 or less. To proceed collapse enough zeolite crystal structure pH is increased beyond the 6, pH of the slurry finally 3 within 6 of.
[0021]
Further, the metalloalumino of the present invention may be added by adding a metal salt after adding an alkali to an aqueous zeolite slurry and increasing the pH, or adding a zeolite after increasing the pH of the aqueous metal salt solution by adding an alkali. You cannot get a silicate.
[0022]
The higher the final pH, the greater the amount of metal introduced. Therefore, the amount of metal introduced can be controlled by the amount ratio of the metal salt and raw material zeolite in step a and the final pH in step b.
[0023]
The reaction temperature in step a and step b is not particularly limited, but the higher the temperature, the faster the reaction proceeds. Industrially, the range of 30 ° C to 100 ° C is preferable.
[0024]
The metal salt used in the present invention is a trivalent or tetravalent metal salt which is water-soluble and whose aqueous solution exhibits acidity. In particular, Ti, Ga, In, Sn, and Zr chlorides, sulfates, nitrates, and acetates can be preferably used.
[0025]
【Effect of the invention】
The present invention provides a novel MOR type metalloaluminosilicate.
The present invention also provides a simple and industrial method for introducing various metals into the zeolite crystal skeleton. The novel MOR-type metalloaluminosilicate obtained by the present invention can be used as a catalyst, a catalyst base, or an adsorbent having an unprecedented performance in the fields of petroleum refining, petrochemistry, and environmental purification.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the examples.
[0027]
Example 1
600 g of hydrothermally synthesized mordenite (MOR type aluminosilicate, Si / Al molar ratio of 9.2) was ion-exchanged using 1N hydrochloric acid to exchange H ion type mordenite (Si / Al molar ratio of 15, Na / Al molar ratio of 0). .01) was prepared. 500 g of this H ion type mordenite was fired at 650 ° C. for 2 hours in a dry atmosphere. The calcined mordenite was mixed with 2,000 ml of 8N hydrochloric acid and stirred for 2 hours at 80 ° C. to remove aluminum, followed by filtration and washing with warm pure water at 80 ° C. to obtain dealuminated mordenite (Si / Al molar ratio 155). Was prepared. A titanium sulfate aqueous solution was prepared by diluting 84.1 g of an aqueous solution of titanium sulfate (IV) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., content: 24%) with 1 L of pure water, mixed with 50 g of the dealuminated mordenite absolutely dry weight, For 10 minutes. The pH at this time was 0.9. While stirring the slurry at 50 ° C., a 5% aqueous sodium hydroxide solution was continuously added at a rate of 14 ml / min to adjust the pH of the slurry to 6.0, and stirring and holding at 50 ° C. for 30 minutes. Was washed with warm pure water at 80 ° C. and dried at 120 ° C. to obtain MOR type titanoaluminosilicate of the present invention.
[0028]
Table 1 shows chemical analysis values of the obtained crystals. From the powder X-ray diffraction measurement, this maintained the high crystallinity of the MOR type, and no crystalline substance other than the MOR type was observed. Moreover, the result of UV diffuse reflection spectrum analysis of the obtained crystal is shown in FIG. In the UV spectrum of FIG. 1, the titanoaluminosilicate has a large absorption at 220 to 250 nm. This absorption is attributed to tetrahedrally coordinated titanium in the skeleton, as described in Microporous and Mesoporous Materials 31 (1999) pages 163-173. From this, it can be seen that most of the titanium is taken into the skeleton.
[0029]
Example 2
A titanium sulfate aqueous solution was prepared by diluting 49.7 g of a titanium (IV) sulfate aqueous solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., content: 24%) with 1 L of pure, and a dealuminized mordenite absolutely dry weight prepared in Example 1 was 50 g. Mix and stir at 50 ° C. for 10 minutes. The pH at this time was 1.0. While stirring the slurry at 50 ° C., a 5% aqueous sodium hydroxide solution was continuously added at a rate of 14 ml / min to adjust the pH of the slurry to 6.0, and stirring and holding at 50 ° C. for 30 minutes. Was washed with warm pure water at 80 ° C. and dried at 120 ° C. to obtain MOR type titanoaluminosilicate of the present invention.
[0030]
Table 1 shows chemical analysis values of the obtained crystals. From the powder X-ray diffraction measurement, this maintained the high crystallinity of the MOR type, and no crystalline substance other than the MOR type was observed. Moreover, the result of UV diffuse reflection spectrum analysis of the obtained crystal is shown in FIG. In the UV spectrum of FIG. 1, the titanoaluminosilicate has a large absorption at 220 to 250 nm. From this, it can be seen that most of the titanium is taken into the skeleton.
[0031]
Example 3
600 g of hydrothermally synthesized mordenite (MOR type aluminosilicate, Si / Al molar ratio of 9.2) was ion-exchanged using 1N hydrochloric acid to exchange H ion type mordenite (Si / Al molar ratio of 15, Na / Al molar ratio of 0). .01) was prepared. 500 g of this H ion type mordenite was steamed for 2 hours at 650 ° C. in an atmosphere with a water vapor concentration of 50%. The calcined mordenite was mixed with 2,000 ml of 8N hydrochloric acid and stirred for 2 hours at 80 ° C. to remove aluminum, then the crystals were filtered and washed with warm pure water at 80 ° C. to obtain dealuminated mordenite (Si / Al molar ratio). 155) was prepared. A titanium sulfate aqueous solution was prepared by diluting 68.3 g of an aqueous solution of titanium sulfate (IV) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., content: 24%) with 1 L of pure, mixed with 50 g of the dealuminated mordenite absolutely dry weight, 50 ° C. For 10 minutes. The pH at this time was 0.9. While stirring the slurry at 50 ° C., a 5% aqueous sodium hydroxide solution was continuously added at a rate of 14 ml / min to adjust the pH of the slurry to 6.0, and stirring and holding at 50 ° C. for 30 minutes, followed by filtration. Then, it was washed with warm pure water at 80 ° C. and dried at 120 ° C. to obtain MOR type titanoaluminosilicate of the present invention.
[0032]
Table 1 shows chemical analysis values of the obtained crystals. From the powder X-ray diffraction measurement, this maintained the high crystallinity of the MOR type, and no crystalline substance other than the MOR type was observed.
[0033]
Comparative Example 1
A titanium sulfate aqueous solution was prepared by diluting 84.1 g of an aqueous solution of titanium sulfate (IV) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., content: 24%) with 1 L of pure water. The dealuminated mordenite dry weight prepared in Example 1 was 50 g. The mixture was stirred and held at 50 ° C. for 30 minutes, and then the crystals were filtered off, washed with warm pure water at 80 ° C. and dried at 120 ° C.
[0034]
Table 1 shows chemical analysis values of the obtained crystals. It is clear that the product of the invention cannot be obtained without an increase in pH.
[0035]
[Table 1]
Figure 0004882147
[0036]
Comparative Example 2
A titanium sulfate aqueous solution was prepared by diluting 84.1 g of an aqueous solution of titanium sulfate (IV) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., content: 24%) with 1 L of pure water. The dealuminated mordenite dry weight prepared in Example 1 was 50 g. And stirred at 50 ° C. for 10 minutes. At this time, the slurry pH was 0.9. While stirring the slurry at 50 ° C., a 5% aqueous sodium hydroxide solution was continuously added at a rate of 14 ml / min to adjust the pH of the slurry to 10.0, and the mixture was stirred and held at 50 ° C. for 30 minutes. It was filtered and washed with warm pure water at 80 ° C. and dried at 120 ° C.
[0037]
From the powder X-ray diffraction measurement, the obtained crystal did not maintain the high crystallinity of the MOR type, and the XRD peak intensity was 14% with respect to dealuminated mordenite.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows UV diffuse reflectance spectra of MOR type metalloaluminosilicate of the present invention in Example 1 and Example 2 and dealuminated mordenite before Ti introduction.

Claims (6)

(a)Hイオン型又はNH イオン型を焼成した後、酸により脱Al処理を行って得たものである格子欠陥を有するMOR型結晶性ゼオライト類を、金属塩水溶液に懸濁させて酸性スラリーとする工程、(b)前記a工程のスラリーのpHを、アルカリ添加により大させ、3〜6の範囲とする工程、(c)前記b工程のスラリーから結晶を濾別し、水洗し、乾燥する工程、を含む事を特徴とし、金属がTi、Fe、Ga、In、Sn、及びZrから選ばれた少なくとも一種であり、金属/Siモル比が0.005〜0.2で且つSi/Alモル比が25以上である新規MOR型メタロアルミノシリケートの製造方法。(A) MOR type crystalline zeolites having lattice defects, which are obtained by calcining H ion type or NH 4 ion type and then removing Al with an acid, are suspended in an aqueous metal salt solution and acidic. step of the slurry, the pH of the slurry of (b) wherein a step, a large Toe increased by addition of alkali, the step of in the range of 3 to 6, the crystals were filtered off from the slurry of (c) the step b, washed with water And a step of drying , wherein the metal is at least one selected from Ti, Fe, Ga, In, Sn, and Zr, and the metal / Si molar ratio is 0.005 to 0.2. And the manufacturing method of the novel MOR type metalloaluminosilicate whose Si / Al molar ratio is 25 or more . 金属塩が、Ti、Fe、Ga、In、Sn、及びZrから選ばれた少なくとも一種の塩であり、且つ水溶性であってその水溶液が酸性を呈する3価又は4価の金属塩である、請求項第項記載の製造方法。The metal salt is at least one salt selected from Ti, Fe, Ga, In, Sn, and Zr, and is a trivalent or tetravalent metal salt that is water-soluble and the aqueous solution exhibits acidity. the method according to claim any preceding claim. 金属塩が、塩化塩、硫酸塩、硝酸塩、及び酢酸塩から選ばれた少なくとも一種である、請求項第1項又は請求項第2項記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 1 or claim 2 , wherein the metal salt is at least one selected from chloride, sulfate, nitrate, and acetate. 格子欠陥を有するMOR型結晶性ゼオライト類が、MOR型アルミノシリケート、又はMOR型メタロアルミノシリケートから選ばれた一種である、請求項第1〜3項のいずれか一項記載の製造方法。The production method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the MOR type crystalline zeolite having lattice defects is a kind selected from MOR type aluminosilicate or MOR type metalloaluminosilicate. 格子欠陥を有するMOR型結晶性ゼオライト類のSi/Al比が30以上である、求項第1〜4項のいずれか一項記載の製造方法。Si / Al ratio of MOR type crystalline zeolites having a lattice defects is 30 or more, Motomeko manufacturing method according to any one claim of first to fourth paragraph. アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水から選ばれた少なくとも一種である、請求項第1〜5項のいずれか一項記載の製造方法。The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the alkali is at least one selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, and aqueous ammonia.
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JP5001202B2 (en) * 2008-03-17 2012-08-15 株式会社アムロン Manufacturing method of environmental cleaner
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63159220A (en) * 1986-12-22 1988-07-02 Tosoh Corp Galloaluminosilicate and production thereof
JPH05178611A (en) * 1991-12-27 1993-07-20 Idemitsu Kosan Co Ltd Production of zeolite containing metal
US5238677A (en) * 1992-06-15 1993-08-24 Mobil Oil Corp. Process for the dealumination of mordenite

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