JP5403530B2 - Mesoporous aluminosilicate and synthesis method thereof - Google Patents

Mesoporous aluminosilicate and synthesis method thereof

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本発明は、新規なメソポーラスアルミノシリケートの合成方法に関する。また、本発明は強い固体酸点を多く有し、圧壊強度に優れるメソポーラスアルミノシリケートに関するものである。   The present invention relates to a method for synthesizing a novel mesoporous aluminosilicate. The present invention also relates to a mesoporous aluminosilicate having many strong solid acid sites and excellent crushing strength.

メソポーラス材料は、細孔直径が2〜10nmの規則的細孔を有しており、いくつかの構造の異なる材料が報告されている。例えば、構造規制剤(SDA)として、臭化トリメチルセチルアンモニウム(以下、CTMABrと略する。)を用いるMCM−41、CTMABrと非イオン性界面活性剤であるBrij30(エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマーEOmPOnEOm(m=33〜70,n=5〜26))を用いるMCM−48、臭化ジセチルジメチルアンモニウムを用いるSB−15などがその代表的なものである。 Mesoporous materials have regular pores with a pore diameter of 2 to 10 nm, and several materials with different structures have been reported. For example, MCM-41 using trimethylcetylammonium bromide (hereinafter abbreviated as CTMABr) as a structure-regulating agent (SDA), Brij30 (block copolymer EO of ethylene oxide and propylene oxide) which is a nonionic surfactant. Typical examples thereof include MCM-48 using m PO n EO m (m = 33 to 70, n = 5 to 26), SB-15 using dicetyldimethylammonium bromide, and the like.

これらのメソポーラス材料は、ゼオライトのミクロ細孔(細孔直径約3〜8Å)より大きいメソ細孔(細孔直径2〜10nm)を有し、高比表面積で、耐熱性が高いなどの特徴を有することからこれらの特性を活かした材料として、ゼオライトでは対応できない嵩高い材料の合成が可能な触媒担体、各種の有機物無機物のホスト、吸着剤等の新しい用途の開発が期待されてきた。   These mesoporous materials have mesopores (pore diameter 2 to 10 nm) larger than micropores (pore diameter of about 3 to 8 mm) of zeolite, high specific surface area, and high heat resistance. Therefore, as materials utilizing these characteristics, development of new uses such as a catalyst support capable of synthesizing bulky materials that cannot be handled by zeolite, various organic inorganic hosts, adsorbents, and the like has been expected.

しかし、メソポーラス材料は基本的構造が不定形ガラス構造であり、結晶性がないことから、機械的強度、水熱安定性等が低い等の問題点が明らかになってきた。また、アルミニウムなどの酸性発現物質でメソポーラス材料の合成時に、または、合成後修飾する方法により導入した固体酸性は、固体酸触媒として各種の反応を円滑に進行させるには、酸性度が低すぎる等の問題点があった(非特許文献1:C. T. Kresge, M. E. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli, J. S. Beck, Nature 1992年、359巻、22号、710頁)。   However, since the basic structure of the mesoporous material is an amorphous glass structure and has no crystallinity, problems such as low mechanical strength and hydrothermal stability have been revealed. In addition, solid acidity introduced at the time of synthesizing a mesoporous material with an acid-expressing substance such as aluminum or by a method of modification after synthesis is too low for various reactions to proceed smoothly as a solid acid catalyst. (Non-patent document 1: CT Kresge, ME Leonowicz, WJ Roth, JC Vartuli, JS Beck, Nature 1992, 359, 22, 710).

本願発明者らは、これらの問題点を解決し、水熱安定性および機械的強度に優れ、かつ高い固体酸性を有するメソポーラス材料の創製を目指し、研究を進めた結果、カチオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤とを混合して用いることにより、従来のMCM−48に較べて機械的強度(圧壊強度)が高く、固体酸性も高く、従来のゼオライトでは実質的に不活性であった大きな分子量の反応物であるイソフィトールと2,3,4−トリメチルヒドロキノンとの縮合環化反応に極めて高い活性を発現することを見出して本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have solved these problems, and, as a result of conducting research aimed at creating a mesoporous material having excellent hydrothermal stability and mechanical strength and high solid acidity, When mixed with a nonionic surfactant, the mechanical strength (crushing strength) is higher than that of the conventional MCM-48, the solid acidity is higher, and the conventional zeolite is substantially inactive. The present invention was completed by finding that it exhibits extremely high activity in the condensation cyclization reaction between isophytol, which is a large molecular weight reactant, and 2,3,4-trimethylhydroquinone.

C. T. Kresge, M. E. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli, J. S. Beck, Nature 1992年、359巻、22号、710頁C. T. Kresge, M. E. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli, J. S. Beck, Nature 1992, 359, 22, 710

本発明は、分子量の大きな反応物、生成物の関与する触媒反応に好適に用いることのできる新規なメソポーラスアルミノシリケートの製造方法および新規なメソポーラスアルミノシリケートを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a novel mesoporous aluminosilicate production method and a novel mesoporous aluminosilicate which can be suitably used for a catalytic reaction involving a reactant having a large molecular weight and a product.

本発明のメソポーラスアルミノシリケートの合成方法は、下記の工程(a)〜(d)を含むことを特徴とする。
(a)(I)第1有機構造規制剤、(II)シリカ源、(III)アルミナ源、(IV)第2有機構造規制剤、および(V)水、からなるメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を調製する工程
(b)80〜150℃で水熱処理する工程
(c)20〜50℃に冷却して、pHを9〜12に調整する工程
(d)80〜150℃で水熱処理する工程
The method for synthesizing mesoporous aluminosilicate of the present invention is characterized by including the following steps (a) to (d).
A mesoporous aluminosilicate synthesis precursor comprising (a) (I) a first organic structure regulator, (II) a silica source, (III) an alumina source, (IV) a second organic structure regulator, and (V) water. Step of preparing (b) Step of hydrothermal treatment at 80 to 150 ° C (c) Step of cooling to 20 to 50 ° C and adjusting pH to 9 to 12 (d) Step of hydrothermal treatment at 80 to 150 ° C

前記第1有機構造規制剤が界面活性剤であり、前記第2有機構造規制剤が第4級アンモニウム塩または水酸化物であることが好ましい。
前記第1有機構造規制剤が非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤とからなることが好ましい。
前記非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤のモル比(非イオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤)が0.1〜1.0の範囲にあることが好ましい。
It is preferable that the first organic structure regulating agent is a surfactant and the second organic structure regulating agent is a quaternary ammonium salt or a hydroxide.
The first organic structure regulating agent is preferably composed of a nonionic surfactant and a cationic surfactant.
The molar ratio of the nonionic surfactant to the cationic surfactant (nonionic surfactant / cationic surfactant) is preferably in the range of 0.1 to 1.0.

前記メソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の組成が、前記(II)シリカ源のSiO21モルに対して、(I)第1有機構造規制剤が0.1〜0.4モル、(III)アルミナ源がAl23として0.001〜0.05モル、(IV)第2有機構造規制剤が0.1〜1.0モル、(V)水がH2Oとして50〜200モルの範囲にあることが好ましい。 The composition of the mesoporous aluminosilicate synthesis precursor is such that (I) the first organic structure regulator is 0.1 to 0.4 mol, and (III) the alumina source with respect to 1 mol of SiO 2 of the (II) silica source. There 0.001 mol as Al 2 O 3, (IV) a second organic structure directing agent is 0.1 to 1.0 mole, in the range of 50 to 200 mol of the H 2 O (V) water Preferably there is.

本発明のメソポーラスアルミノシリケートは、MCM−48と類似構造を有し、昇温脱離法による化学吸着NH3の脱離スペクトルのピーク温度が260〜300℃の範囲にあり、最終脱離温度が400℃以上であることを特徴とする。
前記メソポーラスアルミノシリケートは、昇温脱離法による化学吸着NH3量が0.005〜0.3meq/gの範囲にあることが好ましい。また、圧壊強度が3MPa以上であることが好ましい。
The mesoporous aluminosilicate of the present invention has a structure similar to that of MCM-48, the peak temperature of the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 by the temperature programmed desorption method is in the range of 260 to 300 ° C., and the final desorption temperature is It is 400 degreeC or more.
The mesoporous aluminosilicate preferably has a chemisorbed NH 3 amount in the range of 0.005 to 0.3 meq / g by a temperature programmed desorption method. The crushing strength is preferably 3 MPa or more.

本発明のメソポーラスアルミノシリケートによれば、従来のミクロポアのみを有するゼオライト(結晶性アルミノシリケート)では困難であった、分子量、分子サイズの大きな反応物、生成物の関与する触媒反応に好適に用いることができる。また、当該新規なメソポーラスアルミノシリケートを容易に製造することができる。
According to the mesoporous aluminosilicate of the present invention, it is suitable for a catalytic reaction involving a product having a large molecular weight and molecular size, which is difficult with a conventional zeolite having only a micropore (crystalline aluminosilicate) and a product having a large molecular size. Can do. In addition, the novel mesoporous aluminosilicate can be easily produced.

[メソポーラスアルミノシリケートの合成方法]
本発明に係るメソポーラスアルミノシリケートの合成方法は、下記の工程(a)〜(d)を含むことを特徴としている。
(a)(I)第1有機構造規制剤、(II)シリカ源、(III)アルミナ源、(IV)第2有機構造規制剤、および(V)水、からなるメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を調製する工程
(b)80〜150℃で水熱処理する工程
(c)20〜50℃に冷却して、pHを9〜12に調整する工程
(d)80〜150℃で水熱処理する工程
[Method of synthesizing mesoporous aluminosilicate]
The method for synthesizing mesoporous aluminosilicate according to the present invention includes the following steps (a) to (d).
A mesoporous aluminosilicate synthesis precursor comprising (a) (I) a first organic structure regulator, (II) a silica source, (III) an alumina source, (IV) a second organic structure regulator, and (V) water. Step of preparing (b) Step of hydrothermal treatment at 80 to 150 ° C (c) Step of cooling to 20 to 50 ° C and adjusting pH to 9 to 12 (d) Step of hydrothermal treatment at 80 to 150 ° C

工程(a)
本発明に用いる(I)第1有機構造規制剤としては、界面活性剤を用いることが好ましく、界面活性剤としてはカチオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤が用いられる。
具体的には、カチオン性界面活性剤としてトリメチルセチルアンモニウム、トリメチルステアリルアンモニウム、トリメチルミリスチルアンモニウム、トリエチルセチルアンモニウム、トリエチルステアリルアンモニウム、トリエチルミリスチルアンモニウム、ジメチルジセチルアンモニウム、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジメチルジミリスチルアンモニウム等のハロゲン化水素酸塩、硫酸塩、カルボン塩および水酸化物等から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。
Step (a)
As the (I) first organic structure regulating agent used in the present invention, a surfactant is preferably used, and as the surfactant, a cationic surfactant and a nonionic surfactant are used.
Specifically, trimethyl cetyl ammonium, trimethyl stearyl ammonium, trimethyl myristyl ammonium, triethyl cetyl ammonium, triethyl stearyl ammonium, triethyl myristyl ammonium, dimethyl dicetyl ammonium, dimethyl distearyl ammonium, dimethyl dimyristyl ammonium, etc. as cationic surfactants One or two or more selected from hydrohalides, sulfates, carboxylates, hydroxides, and the like can be used.

また、非イオン性界面活性剤としては、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマーEOmPOnEOm(m=33〜70,n=5〜26)、Tween20、Tween40、Tween60の様なポリエチレンオキシド長鎖脂肪酸エステル、Brij30、Brij35、Brij48の様なポリエチレンオキシド長鎖脂肪エーテル、Dodecyl-B-D-maltopyranosideの様な糖類長鎖アルキルエーテル、Triton x-100の様なポリエチレンオキシドオクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。 Nonionic surfactants include polyethylene oxide long chains such as block copolymers EO m PO n EO m (m = 33 to 70, n = 5 to 26) of ethylene oxide and propylene oxide, Tween 20, Tween 40, and Tween 60. Examples include fatty acid esters, polyethylene oxide long chain fatty ethers such as Brij30, Brij35, and Brij48, long sugar chain alkyl ethers such as Dodecyl-BD-maltopyranoside, and polyethylene oxide octylphenyl ethers such as Triton x-100. .

この時、カチオン性界面活性剤とBrij30の様な非イオン性界面活性剤を存在させると3次元構造を有するMCM−48と同様の構造を有するメソポーラスアルミノシリケートが得られる。一方、CTMABrの様な長鎖基が1個の場合は、MCM−41と同様の1次元構造を有するメソポーラスアルミノシリケートが得られる。   At this time, if a cationic surfactant and a nonionic surfactant such as Brij30 are present, a mesoporous aluminosilicate having the same structure as MCM-48 having a three-dimensional structure can be obtained. On the other hand, when there is one long chain group such as CTMABr, a mesoporous aluminosilicate having the same one-dimensional structure as MCM-41 is obtained.

非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤とのモル比(非イオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤)は0.1〜1.0、さらには0.2〜0.8の範囲にあることが好ましい。
非イオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤モル比が0.1未満の場合は、MCM−41の様な一次元構造のメソポーラス材料が生成することがある。他方、このモル比が1.0を越えると、ゼオライトサブユニット(ZSU)の生成が不完全になるためか、後述する昇温脱離法による化学吸着NH3の脱離スペクトルから判断される特性、すなわち、化学吸着NH3が多く、しかも強く吸着する特性が充分得られない場合があり、触媒として用いた場合も充分な活性が得られない場合がある。
The molar ratio of nonionic surfactant to cationic surfactant (nonionic surfactant / cationic surfactant) is in the range of 0.1 to 1.0, more preferably 0.2 to 0.8. It is preferable that it exists in.
When the nonionic surfactant / cationic surfactant molar ratio is less than 0.1, a mesoporous material having a one-dimensional structure such as MCM-41 may be formed. On the other hand, if this molar ratio exceeds 1.0, the formation of zeolite subunits (ZSU) may be incomplete, or characteristics determined from the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 by the temperature programmed desorption method described later. That is, there is a case where a large amount of chemically adsorbed NH 3 and a strong adsorbing characteristic may not be obtained, and a sufficient activity may not be obtained even when used as a catalyst.

(II)シリカ源としてはゼオライト、メソポーラスシリケート等の合成に用いられる従来公知のシリカ源を用いることができ、例えば、シリカゾル、アルコキシドあるいはアエロジルのようなシリカ微粉末を用いることができる。
(III)アルミナ源としては、ゼオライトの合成に用いられる従来公知のアルミナ源を用いることができ、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩、アルミニウムイソポロポキシドの様なアルコキシド、アルミニウムアセチルアセトナートの様な錯化合物が挙げられる。
(IV)第2有機構造規制剤としては、第4級アンモニウム塩または水酸化物が用いられ、具体的には、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、ジベンジルジメチルアンモニウム等の各種塩(但し、塩化物等、臭化物を除く)、水酸化物およびこれらの混合物が挙げられる。
(II) As the silica source, a conventionally known silica source used for the synthesis of zeolite, mesoporous silicate, etc. can be used. For example, silica fine powder such as silica sol, alkoxide or aerosil can be used.
(III) As the alumina source, a conventionally known alumina source used for the synthesis of zeolite can be used. For example, aluminum salts such as aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum acetate, aluminum nitrate, aluminum isopoloxide, etc. And complex compounds such as aluminum acetylacetonate.
(IV) As the second organic structure regulating agent, quaternary ammonium salts or hydroxides are used. Specifically, various salts such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, dibenzyldimethylammonium ( However, chlorides and the like, and bromides are excluded), hydroxides, and mixtures thereof.

前記メソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の組成については、前記(II)シリカ源のSiO21モルに対して、(I)第1有機構造規制剤が0.1〜0.4モル、さらには0.15〜0.3モルの範囲にあることが好ましい。(I)第1有機構造規制剤が0.1モル未満の場合は、細孔直径が2〜10nmの規則的細孔(メソポア)が充分形成されない場合があり、一方、(I)第1有機構造規制剤が0.4モルを越えても得られるメソポーラスアルミノシリケートの特性がさらに向上することもなく、経済性が低下する。 The composition of the mesoporous aluminosilicate synthetic precursors, the (II) with respect to SiO 2 1 mole of the silica source, (I) a first organic structure directing agent is 0.1 to 0.4 mol, further 0. It is preferably in the range of 15 to 0.3 mol. (I) When the first organic structure-regulating agent is less than 0.1 mol, regular pores (mesopores) having a pore diameter of 2 to 10 nm may not be sufficiently formed, while (I) the first organic Even if the structure-regulating agent exceeds 0.4 mol, the properties of mesoporous aluminosilicate obtained are not further improved, and the economic efficiency is lowered.

また、前記(II)シリカ源のSiO21モルに対して、(III)アルミナ源がAl23として0.001〜0.05モル、さらには0.005〜0.03の範囲にあることが好ましい。(III)アルミナ源がAl23として0.001モル未満の場合は、得られるメソポーラスアルミノシリケートの固体酸点が少なく、この固体酸点が活性点として働く触媒反応の活性が充分得られない場合がある。一方、(III)アルミナ源がAl23として0.05モルを越えると、アルミナが多すぎてメソポーラスアルミノシリケートのメソポア表面に結晶性のアルミノシリケート(本発明ではβ−ゼオライト(BEA)と考えられる)が生成しないためにこの固体酸点が活性点として働く触媒反応の活性が不充分となる場合がある。 Further, (III) alumina source is in the range of 0.001 to 0.05 mol, further 0.005 to 0.03 as Al 2 O 3 with respect to 1 mol of SiO 2 of the silica source (II). It is preferable. (III) When the alumina source is less than 0.001 mol as Al 2 O 3 , the resulting mesoporous aluminosilicate has few solid acid sites, and the catalytic reaction activity in which these solid acid sites act as active sites cannot be obtained sufficiently. There is a case. On the other hand, when (III) the alumina source exceeds 0.05 mol as Al 2 O 3, it is considered that the alumina is too much and crystalline aluminosilicate is formed on the mesoporous surface of the mesoporous aluminosilicate (in the present invention, β-zeolite (BEA)). In some cases, the activity of the catalytic reaction in which the solid acid sites act as active sites becomes insufficient.

次に、前記(II)シリカ源のSiO21モルに対して、(IV)第2有機構造規制剤が0.1〜1.0モル、さらには0.2〜0.9モルの範囲にあることが好ましい。(IV)第2有機構造規制剤が0.1モル未満の場合は、第2有機構造規制剤が少ないためにメソポーラスアルミノシリケートのメソポア表面に結晶性のアルミノシリケート(本発明ではβ−ゼオライト(BEA)構造単位と考えられる)が生成しないために触媒反応の活性が不充分となる場合がある。一方、(IV)第2有機構造規制剤が1.0モルを越えると第2有機構造規制剤が多すぎてもメソポーラスアルミノシリケートのメソポア表面に結晶性のアルミノシリケート(本発明ではβ−ゼオライト(BEA)構造単位と考えられる)が生成しないために触媒反応の活性が不充分となる場合がある。 Next, (IV) the second organic structure-regulating agent is in the range of 0.1 to 1.0 mol, more preferably 0.2 to 0.9 mol with respect to 1 mol of SiO 2 of the silica source (II). Preferably there is. (IV) When the second organic structure-regulating agent is less than 0.1 mol, the amount of the second organic structure-regulating agent is small, so that crystalline aluminosilicate (β-zeolite (BEA in the present invention) is formed on the mesoporous surface of the mesoporous aluminosilicate. ) Which is considered as a structural unit) is not formed, and the catalytic reaction may be insufficient. On the other hand, (IV) when the amount of the second organic structure-regulating agent exceeds 1.0 mol, crystalline aluminosilicate (β-zeolite (in the present invention) is formed on the mesoporous surface of the mesoporous aluminosilicate even if there is too much second organic structure-limiting agent. In some cases, the activity of the catalytic reaction is insufficient due to the formation of (BEA) structural units).

前記(II)シリカ源のSiO21モルに対して、(V)水がH2Oとして50〜200モル、さらには60〜150モルの範囲にあることが好ましい。(V)水がH2Oとして50モル未満の場合は、得られるメソポーラスアルミノシリケートが凝集体として得られることがあり、一方、(V)水がH2Oとして200モルを越えると結晶化に長時間を要したり、得られたとしても結晶性が不充分となることがあり、このため、触媒として用いた場合に活性が不充分となる場合がある。 It is preferable that (V) water is in the range of 50 to 200 mol, more preferably 60 to 150 mol as H 2 O, with respect to 1 mol of SiO 2 of the silica source (II). When (V) water is less than 50 mol as H 2 O, the obtained mesoporous aluminosilicate may be obtained as an aggregate, while (V) when water exceeds 200 mol as H 2 O, crystallization occurs. Even if it takes a long time or is obtained, the crystallinity may be insufficient. For this reason, the activity may be insufficient when used as a catalyst.

工程(b)
メソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を80〜150℃、好ましくは90〜120℃で水熱処理する。
水熱処理温度が80℃未満の場合は、結晶化に長時間を要したり、得られたとしても規則性の高いメソポーラス構造が生成しない場合がある。水熱処理温度が150℃を越えると、石英などが生成し、メソポーラス構造及びβ−ゼオライト(BEA)構造単位を有するメソポーラスアルミノシリケートが得られない場合がある。
水熱処理時間は、通常、5〜200時間、さらに好ましくは10〜100時間である。
Step (b)
The mesoporous aluminosilicate synthesis precursor is hydrothermally treated at 80 to 150 ° C., preferably 90 to 120 ° C.
When the hydrothermal treatment temperature is less than 80 ° C., it may take a long time for crystallization, or even if obtained, a highly ordered mesoporous structure may not be generated. When the hydrothermal treatment temperature exceeds 150 ° C., quartz or the like is produced, and mesoporous aluminosilicate having a mesoporous structure and a β-zeolite (BEA) structural unit may not be obtained.
The hydrothermal treatment time is usually 5 to 200 hours, more preferably 10 to 100 hours.

工程(c)
ついで、20〜50℃に冷却し、水熱処理したメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体のpHを9〜12、好ましくは10〜11に調整する。
pH調整には通常、酸を用いる。酸としては塩酸、硝酸、硫酸等の他酢酸等の有機酸を用いることができる。
水熱処理したメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体のpHを前記範囲外に調整すると、メソポーラスアルミノシリケートが得られない場合があり、得られたとしても細孔直径が2〜10nmのメソポアの形成が不充分となることがある。
Step (c)
Next, the pH of the mesoporous aluminosilicate synthesis precursor that has been cooled to 20 to 50 ° C. and hydrothermally treated is adjusted to 9 to 12, preferably 10 to 11.
An acid is usually used for pH adjustment. As the acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and other organic acids such as acetic acid can be used.
If the pH of the hydrothermally treated mesoporous aluminosilicate synthesis precursor is adjusted outside the above range, mesoporous aluminosilicate may not be obtained, and even if obtained, the formation of mesopores with a pore diameter of 2 to 10 nm is insufficient. May be.

工程(d)
ついで、pH調整したメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を80〜150℃、好ましくは90〜120℃で再び水熱処理する。
水熱処理温度が80℃未満の場合は、メソポーラスアルミノシリケートの生成に長時間を要したり、得られたとしても規則性の高いメソポーラス構造が生成しない場合がある。水熱処理温度が150℃を越えると、石英などが生成し、メソポーラス構造及びβ−ゼオライト(BEA)構造単位を有するメソポーラスアルミノシリケートが得られない場合がある。
水熱処理時間は、この時も通常、5〜200時間、さらに好ましくは10〜100時間である。
Step (d)
Next, the mesoporous aluminosilicate synthesis precursor whose pH has been adjusted is hydrothermally treated again at 80 to 150 ° C., preferably 90 to 120 ° C.
When the hydrothermal treatment temperature is less than 80 ° C., it may take a long time to produce mesoporous aluminosilicate, or even if obtained, a highly ordered mesoporous structure may not be produced. When the hydrothermal treatment temperature exceeds 150 ° C., quartz or the like is produced, and mesoporous aluminosilicate having a mesoporous structure and a β-zeolite (BEA) structural unit may not be obtained.
The hydrothermal treatment time is usually 5 to 200 hours, more preferably 10 to 100 hours also at this time.

得られたメソポーラスアルミノシリケートは分離し、洗浄し、必要に応じて乾燥し、ついで焼成することができる。
洗浄方法としては特に制限はなく従来公知の方法を採用することができるが、本発明のメソポーラスアルミノシリケートの洗浄には水、メタノール、エタノールなどのアルコールを用いることが好ましい。
乾燥方法としては、洗浄用混合液を除去できれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。乾燥温度は通常、80〜150℃である。
The obtained mesoporous aluminosilicate can be separated, washed, dried if necessary and then calcined.
There is no particular limitation on the washing method, and a conventionally known method can be adopted, but it is preferable to use alcohol such as water, methanol, ethanol or the like for washing the mesoporous aluminosilicate of the present invention.
The drying method is not particularly limited as long as the cleaning liquid mixture can be removed, and a conventionally known method can be employed. The drying temperature is usually 80 to 150 ° C.

焼成方法としては、メソポーラスアルミノシリケート中に残存する第1有機構造規制剤、第2有機構造規制剤を除去できれば特に制限はないが、通常、空気または酸素雰囲気下、300〜700℃、好ましくは450〜600℃で焼成する。
焼成温度が300℃未満では前記第1有機構造規制剤、第2有機構造規制剤の除去が不充分で、触媒として用いた場合に活性が不充分となることがあり、700℃を越えると第1有機構造規制剤、第2有機構造規制剤は実質的に除去できていることから、さらに高温で焼成する必要はない。
The firing method is not particularly limited as long as the first organic structure restricting agent and the second organic structure restricting agent remaining in the mesoporous aluminosilicate can be removed, but usually 300 to 700 ° C., preferably 450, in an air or oxygen atmosphere. Bake at ~ 600 ° C.
When the calcination temperature is less than 300 ° C., the removal of the first organic structure restricting agent and the second organic structure restricting agent is insufficient, and the activity may be insufficient when used as a catalyst. Since the first organic structure-regulating agent and the second organic structure-regulating agent can be substantially removed, it is not necessary to perform baking at a higher temperature.

[メソポーラスアルミノシリケート]
本発明に係るメソポーラスアルミノシリケートは、MCM−48と類似構造を有し、昇温脱離法による化学吸着NH3の脱離スペクトルのピーク温度が260〜300℃の範囲にあり、最終脱離温度が400℃以上であることを特徴としている。
MCM−48と類似構造を有するとは、X線回折スペクトルにおいて、2θ=2.5°付近に主ピークを有し、窒素等温吸着・脱着において、窒素の相対圧(P/P0)が0.1〜0.4において窒素の著しい吸着および脱着特性を示すことを意味している。
[Mesoporous aluminosilicate]
The mesoporous aluminosilicate according to the present invention has a structure similar to that of MCM-48, the peak temperature of the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 by the temperature programmed desorption method is in the range of 260 to 300 ° C., and the final desorption temperature. Is 400 ° C. or higher.
Having an analogous structure to MCM-48 has a main peak in the vicinity of 2θ = 2.5 ° in the X-ray diffraction spectrum, and the nitrogen relative pressure (P / P 0 ) is 0 in nitrogen isothermal adsorption / desorption. .1 to 0.4 means exhibiting significant adsorption and desorption characteristics of nitrogen.

また、本発明に係るメソポーラスアルミノシリケートは特徴的に昇温脱離法による化学吸着NH3の脱離スペクトルのピーク温度が260〜300℃、好ましくは270〜290℃の範囲にある。
化学吸着NH3の脱離スペクトルのピーク温度が260℃未満の場合は、第2有機構造規制剤として臭化テトラプロピルアンモニウムを用いて得られるMFI−ゼオライト構造単位を有するメソポーラスアルミノシリケートと違いが無く、触媒として用いても充分な活性、選択性が得られない場合がある。化学吸着NH3の脱離スペクトルのピーク温度が300℃を越えるものは得ることが困難である。
Further, the mesoporous aluminosilicate according to the present invention has a peak temperature in the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 by the temperature programmed desorption method in the range of 260 to 300 ° C., preferably 270 to 290 ° C.
When the peak temperature of the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 is less than 260 ° C., there is no difference from mesoporous aluminosilicate having MFI-zeolite structural unit obtained using tetrapropylammonium bromide as the second organic structure regulator. Even when used as a catalyst, sufficient activity and selectivity may not be obtained. It is difficult to obtain a chemisorbed NH 3 desorption spectrum having a peak temperature exceeding 300 ° C.

また、最終脱離温度が400℃以上であることが好ましい。最終脱離温度が400℃未満の場合は、第2有機構造規制剤として臭化テトラプロピルアンモニウムを用いて得られるMFI−ゼオライト構造単位を有するメソポーラスアルミノシリケートと違いが無く、触媒として用いても充分な活性、選択性が得られない場合がある。   The final desorption temperature is preferably 400 ° C. or higher. When the final desorption temperature is less than 400 ° C., there is no difference from mesoporous aluminosilicate having MFI-zeolite structural unit obtained by using tetrapropylammonium bromide as the second organic structure regulator, and it can be used as a catalyst. Activity and selectivity may not be obtained.

このような化学吸着NH3の脱離スペクトルは次のようにして得ることができる。即ち、日本ベル社製BELL TPD-66を使用し、試料約0.1グラムを500℃で1時間排気処理を行い、温度を100℃に落とし、100℃にて1時間アンモニアガスを導入して吸着させる。次いで、100℃にて1時間再度排気処理を行なった後、毎分50ミリリットルのHeガス流通下、100℃から毎分10℃で700℃まで昇温しながら脱離NH3量を測定してスペクトルを得た後、スペクトル分離し、高温側のスペクトルを化学吸着NH3の脱離スペクトルとして得る。 Such a desorption spectrum of chemisorbed NH 3 can be obtained as follows. That is, BELL TPD-66 made by Nippon Bell Co., Ltd. was used, about 0.1 gram of sample was exhausted at 500 ° C for 1 hour, the temperature was lowered to 100 ° C, and ammonia gas was introduced at 100 ° C for 1 hour. Adsorb. Next, after exhausting again at 100 ° C. for 1 hour, the amount of desorbed NH 3 was measured while raising the temperature from 100 ° C. to 700 ° C. at 10 ° C./min under a flow of He gas of 50 ml / min. After obtaining the spectrum, the spectrum is separated, and the spectrum on the high temperature side is obtained as the desorption spectrum of chemisorbed NH 3 .

本発明に係るメソポーラスアルミノシリケートの昇温脱離法による化学吸着NH3量は、0.005〜0.3meq/g、さらには0.02〜0.3meq/gの範囲にあることが好ましい。
この化学吸着NH3量は触媒の活性点となり得る固体酸の量と考えられており、化学吸着NH3量が0.001meq/g未満の場合は、活性が不充分となることがあり、化学吸着NH3量が0.3meq/gを越えるものは得ることが困難である。
化学吸着NH3量は、上記で測定したスペクトルの100℃以上での脱離NH3量をメソポーラスアルミノシリケートの重量(g)で除して求めることができる。
The amount of chemisorbed NH 3 by the temperature programmed desorption method of the mesoporous aluminosilicate according to the present invention is preferably in the range of 0.005 to 0.3 meq / g, more preferably 0.02 to 0.3 meq / g.
The chemically adsorbed NH 3 amount is considered the amount of solid acid that can be active sites of the catalyst, if chemically adsorbed NH 3 amount is less than 0.001meq / g, there is the activity may be insufficient, chemical It is difficult to obtain an adsorbed NH 3 amount exceeding 0.3 meq / g.
The amount of chemisorbed NH 3 can be determined by dividing the amount of NH 3 desorbed at 100 ° C. or higher in the spectrum measured above by the weight (g) of mesoporous aluminosilicate.

本発明に係るメソポーラスアルミノシリケートの圧壊強度は、3MPa以上であることが好ましい。
圧壊強度が3MPa未満の場合は、従来のMCM−48と変わらず容易に結晶性が低下することから用途および用法に制限があり、実用に適さない。
圧壊強度は、試料を錠剤形成機(日本分光社製)に入れ、井内社製の油圧式プレス機にて圧力を変えて30分間圧縮し、X線回折スペクトルを測定し、2θ=2.5°付近の主スペクトルの残存割合をみて、実質的にスペクトルが維持されている最高圧力を圧壊強度とした。
The crushing strength of the mesoporous aluminosilicate according to the present invention is preferably 3 MPa or more.
When the crushing strength is less than 3 MPa, the crystallinity is easily lowered without changing from the conventional MCM-48, so that there is a limitation in the use and usage, and it is not suitable for practical use.
The crushing strength was measured by placing the sample in a tablet forming machine (manufactured by JASCO Corporation), compressing the pressure for 30 minutes with a hydraulic press manufactured by Iuchi Co., Ltd., measuring the X-ray diffraction spectrum, and 2θ = 2.5. The maximum pressure at which the spectrum was substantially maintained was taken as the crushing strength by looking at the remaining proportion of the main spectrum near 0 °.

以下に実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)の合成
第1有機構造規制剤であるBrij30およびCTMABrの水溶液に、シリカゾル(日産化学(株)製:Ludox HS−400)、第2有機構造規制剤であるTEAOHの水溶液、および硝酸アルミニウムを、メソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の酸化物モル比が1SiO2:0.168CTMABr:0.032Brij30:0.01Al23:0.7TEAOH:80.0H2O(SiO2/Al23=100)となるように混合し、1時間撹拌した。
[Example 1]
Synthesis of mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) An aqueous solution of Brij30 and CTMABr, which are first organic structure-regulating agents, silica sol (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd .: Ludox HS-400), TEAOH which is the second organic structure-regulating agent An aqueous solution and aluminum nitrate were mixed with an oxide molar ratio of mesoporous aluminosilicate synthesis precursor of 1 SiO 2 : 0.168 CTMBr: 0.032 Brij 30: 0.01 Al 2 O 3 : 0.7 TEAOH: 80.0 H 2 O (SiO 2 / Al 2 O 3 = 100) and mixed for 1 hour.

プロピレン容器にメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を入れ、100℃で2日間水熱処理した。その後、容器を急速に室温(20℃)まで冷却した。この時pHは11.5であった。ついで、攪拌しながら酢酸水溶液を添加してpHを10.5に調整し、その後、100℃で2日間水熱処理した。
ついで、生成したメソポーラスアルミノシリケートを濾過、分離し、水およびエタノールにより充分に洗浄し、100℃で2時間乾燥し、ついで、550℃で2時間焼成してメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)を得た。
A mesoporous aluminosilicate synthesis precursor was placed in a propylene container and hydrothermally treated at 100 ° C. for 2 days. Thereafter, the container was rapidly cooled to room temperature (20 ° C.). At this time, the pH was 11.5. Next, an aqueous acetic acid solution was added with stirring to adjust the pH to 10.5, and then hydrothermally treated at 100 ° C. for 2 days.
The resulting mesoporous aluminosilicate is then filtered, separated, thoroughly washed with water and ethanol, dried at 100 ° C. for 2 hours, and then calcined at 550 ° C. for 2 hours to obtain mesoporous aluminosilicate (MPAS-1). It was.

メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)についてX線回折スペクトルを測定し、結果を図1aに示した。また、吸着・脱着等温線を図1bに示した。また、赤外線吸収スペクトルを測定し、結果を図1c(下実線)に示した。また、MAS−Al−NMRを測定し、図1dに示した。
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)は図1aのXRD、図1bの窒素吸着から判断し、メソポーラス構造を有することがわかる。また、図1cのIRは、550−600/cm付近に吸収を示し、ゼオライト骨格を有することがわかる(参考文献Sakthivel, A.; Huang, S. J.; Chen, W. H.; Lan, Z. H.; Chen, K. H.; Lin, H. P.; Mou, C. Y.; Liu, S. B. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 253)。使用したSDAがTEAOHであることからBetaゼオライト構造単位を有すると考えられる。また、MAS−Al−NMRからアルミニウムは、4配位であり、ゼオライト骨格に取り込まれていると判断される。
X-ray diffraction spectrum was measured for mesoporous aluminosilicate (MPAS-1), and the result is shown in FIG. 1a. Also, the adsorption / desorption isotherm is shown in FIG. 1b. Further, an infrared absorption spectrum was measured, and the result is shown in FIG. 1c (lower solid line). Further, MAS-Al-NMR was measured and shown in FIG.
Judging from the XRD of FIG. 1a and the nitrogen adsorption of FIG. 1b, mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) is found to have a mesoporous structure. Moreover, IR of FIG. 1c has absorption in 550-600 / cm vicinity, and it turns out that it has a zeolite frame | skeleton (reference literature Sakthivel, A .; Huang, SJ; Chen, WH; Lan, ZH; Chen, KH; Lin, HP; Mou, CY; Liu, SB Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 253). Since the SDA used is TEAOH, it is considered to have Beta zeolite structural units. Further, from MAS-Al-NMR, it is judged that aluminum is tetracoordinated and incorporated in the zeolite skeleton.

図2に各種条件下で処理した際の物性変化を示した。(a)は550℃で12時間加熱後の試料、(b)は900℃で6時間加熱した試料、(c)は25℃で飽和させた水蒸気を通じながら700℃で4時間加熱した試料、(d)は水中で48時間100℃で煮沸した試料、(e)は水中で120時間100℃で煮沸した試料、および、(f)は50MPaで30分間圧縮処理した試料のXRDを示す。
これらの結果は、メソポーラス構造が、900℃における加熱、700℃における水蒸気処理、100℃における煮沸、および50MPaで圧縮しても破壊されないことを示している。
FIG. 2 shows changes in physical properties when treated under various conditions. (a) is a sample heated at 550 ° C. for 12 hours, (b) is a sample heated at 900 ° C. for 6 hours, (c) is a sample heated at 700 ° C. for 4 hours while passing water vapor saturated at 25 ° C., d) shows the XRD of the sample boiled at 100 ° C. for 48 hours in water, (e) the sample boiled at 100 ° C. for 120 hours in water, and (f) the sample compressed for 30 minutes at 50 MPa.
These results indicate that the mesoporous structure is not destroyed when heated at 900 ° C., steamed at 700 ° C., boiled at 100 ° C., and compressed at 50 MPa.

また、固体酸性度の目安となるアンモニア脱離スペクトルを図3(最下段)に示した。ピーク温度が280℃であった。最終脱離温度は400℃以上であった。また、化学吸着NH3量を計算したところ0.055meq/gであった。
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)の圧壊強度、アンモニア吸着・脱着特性を前記した合成時の組成と併せて、後記する実施例および比較例と共に表1に示す。
In addition, an ammonia desorption spectrum, which is a measure of solid acidity, is shown in FIG. 3 (bottom row). The peak temperature was 280 ° C. The final desorption temperature was 400 ° C. or higher. Was also 0.055meq / g was calculated chemisorption NH 3 amount.
Table 1 shows the crushing strength and ammonia adsorption / desorption characteristics of mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) together with the composition at the time of synthesis described above together with examples and comparative examples described later.

触媒反応特性評価
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)を0.074g、イソフィトールを0.74g、2,3,4−トリメチルヒドロキノンを0.38g、およびドライアイス33gを高圧反応容器に充填し、反応温度120℃、反応圧力12MPaで2時間反応を行った。この反応式を[化1]に示す。
次いで、高圧反応容器を室温まで冷却し、炭酸ガスを放出してから、内容物をアセトンで洗い出し、残存原料および生成物(ビタミンE:γ−トコフェロール)をガスクロマトグラフで分析した。γ−トコフェロールの収率は96モル%であった。
Catalytic reaction characteristics evaluation Mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) 0.074g, isophytol 0.74g, 2,3,4-trimethylhydroquinone 0.38g, and dry ice 33g were charged in a high pressure reaction vessel The reaction was performed at a temperature of 120 ° C. and a reaction pressure of 12 MPa for 2 hours. This reaction formula is shown in [Chemical Formula 1].
Next, the high-pressure reaction vessel was cooled to room temperature, carbon dioxide was released, the contents were washed out with acetone, and the remaining raw materials and products (vitamin E: γ-tocopherol) were analyzed with a gas chromatograph. The yield of γ-tocopherol was 96 mol%.

Figure 0005403530
Figure 0005403530

[実施例2〜4]
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-2〜4)の合成
実施例1において、Al23のモル比を0.02、0.0067、0.005(SiO2/Al23比としては、順に50、150、および200)となるように設定した以外は実施例1と同様にして、それ以外の組成を一定として、SiO2/Al23比の異なるメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-2)、メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-3)およびメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-4)を得た。
[Examples 2 to 4]
Synthesis Example 1 of Mesoporous Aluminosilicate (MPAS-2 to 4) In Example 1, the molar ratio of Al 2 O 3 is 0.02, 0.0067, 0.005 (the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is 50 in order) , 150, and 200), except that the composition is the same as in Example 1 except that the composition is constant, and the mesoporous aluminosilicate (MPAS-2) and mesoporous with different SiO 2 / Al 2 O 3 ratios are used. Aluminosilicate (MPAS-3) and mesoporous aluminosilicate (MPAS-4) were obtained.

各メソポーラスアルミノシリケートについて、X線回折スペクトルを測定した。図4は測定結果を示しており、下から順に(MPAS-2)、(MPAS-3)、および(MPAS-4)である。
スペクトルはメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)と同様であり、メソポーラス構造を有している。また、赤外線吸収スペクトルもメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)と同様であったことからゼオライト骨格を有すると考えられる。
An X-ray diffraction spectrum was measured for each mesoporous aluminosilicate. FIG. 4 shows the measurement results, which are (MPAS-2), (MPAS-3), and (MPAS-4) in order from the bottom.
The spectrum is similar to that of mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) and has a mesoporous structure. In addition, the infrared absorption spectrum was similar to that of mesoporous aluminosilicate (MPAS-1), so it is considered to have a zeolite skeleton.

[比較例1]
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)の合成
実施例1のメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の酸化物モル比、1SiO2:0.168CTMABr:0.032Brij30:0.01Al23:0.7TEAOH:80.0H2O(SiO2/Al23=100)において、Brij30およびTEAOHを使用することなく、1SiO2:0.168CTMABr:0.01Al23:80.0H2O(SiO2/Al23=100)に調整した以外は同様にしてメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)を得た。
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)についてX線回折スペクトルを測定し、結果を図4(最上段)に示した。
[Comparative Example 1]
Synthesis of Mesoporous Aluminosilicate (MPAS-R1) Mole oxide molar ratio of the mesoporous aluminosilicate synthesis precursor of Example 1, 1SiO 2 : 0.168 CTMBr: 0.032 Brij30: 0.01Al 2 O 3 : 0.7TEAOH: 80. In 0H 2 O (SiO 2 / Al 2 O 3 = 100), without using Brij30 and TEAOH, 1SiO 2 : 0.168 CTMBr: 0.01Al 2 O 3 : 80.0H 2 O (SiO 2 / Al 2 A mesoporous aluminosilicate (MPAS-R1) was obtained in the same manner except that O 3 was adjusted to 100).
An X-ray diffraction spectrum was measured for mesoporous aluminosilicate (MPAS-R1), and the result is shown in FIG.

また、実施例1で行ったのと同様の条件下で、(a)〜(f)の処理を行い、処理後のXRDを図5に示した。
(a)は焼成後の試料、(b)は900℃熱処理した試料、(c)は700℃で処理した試料、(d)および(e)は、100℃で煮沸したし試料および(f)は50MPaで加圧した試料のXRDを示した。
また、赤外線吸収スペクトルを測定し、結果を図1c(点線)に示した。このメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)では、550−600/cm付近に殆ど吸収がみられなかった。
Further, the processing of (a) to (f) was performed under the same conditions as in Example 1, and the XRD after the processing is shown in FIG.
(a) is a sample after firing, (b) is a sample heat treated at 900 ° C., (c) is a sample treated at 700 ° C., (d) and (e) are samples boiled at 100 ° C. and (f) Indicates the XRD of the sample pressurized at 50 MPa.
Further, an infrared absorption spectrum was measured, and the result is shown in FIG. 1c (dotted line). In this mesoporous aluminosilicate (MPAS-R1), almost no absorption was observed in the vicinity of 550-600 / cm.

また、固体酸性度の目安となるアンモニア脱離スペクトルを測定し、図3(最上段)に示した。ピーク温度は260℃であった。最終脱離温度は400℃未満であった。また、化学吸着NH3量を計算したところ0.045meq/gであった。 In addition, an ammonia desorption spectrum, which is a measure of solid acidity, was measured and shown in FIG. The peak temperature was 260 ° C. The final desorption temperature was less than 400 ° C. Was also 0.045meq / g was calculated chemisorption NH 3 amount.

触媒反応特性評価
実施例1において、メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)を用いた以外は同様にして反応を行ったところ、生成物(γ−トコフェロール)の収率は10モル%であった。
Evaluation of catalytic reaction characteristics In Example 1, the reaction was carried out in the same manner except that mesoporous aluminosilicate (MPAS-R1) was used. The yield of the product (γ-tocopherol) was 10 mol%.

[比較例2]
メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R2)の合成
実施例1のメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の酸化物モル比、1SiO2:0.168CTMABr:0.032Brij30:0.01Al23:0.7TEAOH:80.0H2O(SiO2/Al23=100)において、TEAOHの代わりに、MFI合成のSDAである臭化テトラプロピルアンモニウム(TPABr)を用いて1SiO2:0.168CTMABr:0.032Brij30:0.01Al23:0.7TPABr:80.0H2O(SiO2/Al23=100)に調整した以外は同様にして、メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R2)を得た。
[Comparative Example 2]
Synthesis of Mesoporous Aluminosilicate (MPAS-R2) Oxide molar ratio of mesoporous aluminosilicate synthesis precursor of Example 1 1SiO 2 : 0.168 CTMBr: 0.032 Brij30: 0.01Al 2 O 3 : 0.7TEAOH: 80. In 0H 2 O (SiO 2 / Al 2 O 3 = 100), instead of TEAOH, tetrapropylammonium bromide (TPABr), which is an SDA of MFI synthesis, was used, and 1SiO 2 : 0.168 CTMBr: 0.032 Brij 30: 0 .01Al 2 O 3 : 0.7TPABr: 80.0H 2 O (SiO 2 / Al 2 O 3 = 100) In the same manner as described above, mesoporous aluminosilicate (MPAS-R2) was obtained.

メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R2)について実施例1と同様にX線回折スペクトルおよび窒素の吸着・脱着等温線を測定したところ、メソポーラス構造を有することが分かった。また、赤外線吸収スペクトルを測定したところ、550−600/cm付近に吸収を示すことからゼオライト単位を有することが分かった。(いずれも図示せず。)   When mesoporous aluminosilicate (MPAS-R2) was measured for the X-ray diffraction spectrum and nitrogen adsorption / desorption isotherm in the same manner as in Example 1, it was found to have a mesoporous structure. Moreover, when the infrared absorption spectrum was measured, it showed that it had a zeolite unit from showing absorption in the vicinity of 550-600 / cm. (Neither shown)

また、固体酸性度の目安となるアンモニア脱離スペクトルを測定し、図3(中段)に示した。ピーク温度は250℃であった。最終脱離温度は400℃未満であった。また、化学吸着NH3量を計算したところ0.045meq/gであった。 Further, an ammonia desorption spectrum serving as a measure of the solid acidity was measured and shown in FIG. 3 (middle). The peak temperature was 250 ° C. The final desorption temperature was less than 400 ° C. Was also 0.045meq / g was calculated chemisorption NH 3 amount.

[比較例3]
触媒反応特性評価
実施例1において、フォージャサイト型ゼオライト(触媒化成工業(株)製:HY5、SiO2/Al23=5.0、Na2O=0.5重量%、比表面積=650m2/g、550℃2時間焼成品)を用いた以外は同様にして反応を行ったところ、生成物(γ−トコフェロール)の収率は5モル%であった。
[Comparative Example 3]
Catalytic reaction characteristic evaluation In Example 1, faujasite type zeolite (manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd .: HY 5 , SiO 2 / Al 2 O 3 = 5.0, Na 2 O = 0.5 wt%, specific surface area = 650 m 2 / g, product fired at 550 ° C. for 2 hours), the reaction was carried out in the same manner. The yield of the product (γ-tocopherol) was 5 mol%.

Figure 0005403530
Figure 0005403530

図1aはメソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)のX線回折スペクトル、図1bは窒素吸着・脱着等温線、図1cは赤外線吸収スペクトル、図1dはMAS−Al−NMRをそれぞれ示す。FIG. 1a shows the X-ray diffraction spectrum of mesoporous aluminosilicate (MPAS-1), FIG. 1b shows the nitrogen adsorption / desorption isotherm, FIG. 1c shows the infrared absorption spectrum, and FIG. 1d shows the MAS-Al-NMR. メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)を各種条件下で処理した後のX線回折スペクトルを示す。The X-ray diffraction spectrum after processing mesoporous aluminosilicate (MPAS-1) on various conditions is shown. メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-1)、(MPAS-R1) および(MPAS-R2)のアンモニア脱離スペクトルを示す。2 shows ammonia desorption spectra of mesoporous aluminosilicates (MPAS-1), (MPAS-R1) and (MPAS-R2). メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-2)、(MPAS-3)、(MPAS-4)および(MPAS-R1)のX線回折スペクトルを示す。The X-ray diffraction spectrum of mesoporous aluminosilicate (MPAS-2), (MPAS-3), (MPAS-4) and (MPAS-R1) is shown. メソポーラスアルミノシリケート(MPAS-R1)を各種条件下で処理した後のX線回折スペクトルを示す。The X-ray diffraction spectrum after processing mesoporous aluminosilicate (MPAS-R1) under various conditions is shown.

Claims (6)

下記の工程(a)〜(d)を含むメソポーラスアルミノシリケートの合成方法。
(a)(I)第1有機構造規制剤としての非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤、(II)シリカ源、(III)アルミナ源、(IV)第2有機構造規制剤としての、塩化物および臭化物を除く第4級アンモニウム塩または水酸化物、および(V)水、からなるメソポーラスアルミノシリケート合成前駆体を調製する工程
(b)80〜150℃で水熱処理する工程
(c)20〜50℃に冷却して、pHを9〜12に調整する工程
(d)80〜150℃で水熱処理する工程
A method for synthesizing mesoporous aluminosilicate comprising the following steps (a) to (d).
(A) (I) Nonionic surfactant and cationic surfactant as the first organic structure regulator, (II) Silica source, (III) Alumina source, (IV) As the second organic structure regulator A step of preparing a mesoporous aluminosilicate synthesis precursor comprising a quaternary ammonium salt or hydroxide excluding chloride and bromide, and (V) water (b) a hydrothermal treatment at 80 to 150 ° C. (c) Step of cooling to 20-50 ° C. and adjusting pH to 9-12 (d) Step of hydrothermal treatment at 80-150 ° C.
前記非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤のモル比(非イオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤)が0.1〜1.0の範囲にあることを特徴とする請求項に記載のメソポーラスアルミノシリケートの合成方法。 Claim 1, wherein the molar ratio of nonionic surfactant and a cationic surfactant (nonionic surfactant / cationic surfactant) is characterized in that in the range of 0.1 to 1.0 A method for synthesizing mesoporous aluminosilicate as described in 1. 前記メソポーラスアルミノシリケート合成前駆体の組成が、前記(II)シリカ源のSiO1モルに対して、(I)第1有機構造規制剤が0.1〜0.4モル、(III)アルミナ源がAlとして0.001〜0.05モル、(IV)第2有機構造規制剤が0.1〜1.0モル、(V)水がHOとして50〜200モルの範囲にあることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のメソポーラスアルミノシリケートの合成方法。 The composition of the mesoporous aluminosilicate synthesis precursor is such that (I) the first organic structure-regulating agent is 0.1 to 0.4 mol, and (III) the alumina source with respect to 1 mol of SiO 2 of the silica source (II). There 0.001 mol as Al 2 O 3, (IV) a second organic structure directing agent is 0.1 to 1.0 mole, in the range of 50 to 200 mol of the H 2 O (V) water synthesis of mesoporous aluminosilicate according to any one of claims 1-2, characterized in that. X線回折スペクトルにおいて、2θ=2.5°付近に主ピークを有し、窒素等温吸着・脱着において、窒素の相対圧(P/P)が0.1〜0.4において窒素の著しい吸着および脱着特性を示すメソポーラスアルミノシリケートであって、昇温脱離法による化学吸着NHの脱離スペクトルのピーク温度が260〜300℃の範囲にあり、最終脱離温度が400℃以上であることを特徴とするメソポーラスアルミノシリケート。 In the X-ray diffraction spectrum, it has a main peak in the vicinity of 2θ = 2.5 °, and in nitrogen isothermal adsorption / desorption, nitrogen is adsorbed significantly when the relative pressure of nitrogen (P / P 0 ) is 0.1 to 0.4. And a mesoporous aluminosilicate exhibiting desorption characteristics, the peak temperature of the chemisorption NH 3 desorption spectrum by the temperature programmed desorption method is in the range of 260 to 300 ° C., and the final desorption temperature is 400 ° C. or more. Mesoporous aluminosilicate. 昇温脱離法による化学吸着NH量が0.005〜0.3meq/gの範囲にあることを特徴とする請求項に記載のメソポーラスアルミノシリケート。 The mesoporous aluminosilicate according to claim 4 , wherein the amount of chemisorbed NH 3 by a temperature programmed desorption method is in the range of 0.005 to 0.3 meq / g. 圧壊強度が3MPa以上であることを特徴とする請求項またはに記載のメソポーラスアルミノシリケート。 Mesoporous aluminosilicate of claim 4 or 5 crushing strength is equal to or not less than 3 MPa.
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