JP5679317B2 - Method for producing volatile organic compound adsorbent - Google Patents

Method for producing volatile organic compound adsorbent Download PDF

Info

Publication number
JP5679317B2
JP5679317B2 JP2011076651A JP2011076651A JP5679317B2 JP 5679317 B2 JP5679317 B2 JP 5679317B2 JP 2011076651 A JP2011076651 A JP 2011076651A JP 2011076651 A JP2011076651 A JP 2011076651A JP 5679317 B2 JP5679317 B2 JP 5679317B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic compound
volatile organic
aluminum
concentration
mmol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011076651A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012210560A (en
Inventor
紘揮 三國
紘揮 三國
潔 川合
潔 川合
犬飼 恵一
恵一 犬飼
鈴木 正哉
正哉 鈴木
豊 多井
豊 多井
前田 雅喜
雅喜 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Showa Denko Materials Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2011076651A priority Critical patent/JP5679317B2/en
Publication of JP2012210560A publication Critical patent/JP2012210560A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5679317B2 publication Critical patent/JP5679317B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、揮発性有機化合物吸着剤の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a volatile organic compound adsorbent.

近年、企業の環境負荷低減に対する意識が高まる中で、大気汚染防止法の改正に伴い、揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compounds)の排出規制が開始されたため、VOC排出の対策技術に注目が集まっている。例えば、VOC用吸着剤については、従来から活性炭、ゼオライト等が用いられている。活性炭は、大小様々な孔を有するため、VOCのサイズに関係なく、ほぼ全てのVOCを吸着できる(例えば、特許文献1参照)。また、ゼオライトは、耐熱温度が高く、一度吸着したVOCを、熱又は圧力により脱着及び回収して繰り返し使用することができる(例えば、特許文献2参照)。   In recent years, as companies are becoming more aware of reducing environmental impacts, the regulation of emissions of volatile organic compounds (VOC) has begun with the revision of the Air Pollution Control Act. Gathered. For example, for VOC adsorbents, activated carbon, zeolite, and the like are conventionally used. Since activated carbon has pores of various sizes, almost all VOCs can be adsorbed regardless of the VOC size (see, for example, Patent Document 1). In addition, zeolite has a high heat-resistant temperature, and once adsorbed VOC can be repeatedly desorbed and recovered by heat or pressure (for example, see Patent Document 2).

特開2008−43846号公報JP 2008-43846 A 特許第3818508号明細書Japanese Patent No. 3818508

しかしながら、特許文献1に記載されるものは、材料の主構成元素が炭素であるため、吸着熱の蓄積により酸化して発熱する恐れがあり、このための安全対策に多くのコストが割かれることになる。   However, since the main constituent element of the material described in Patent Document 1 is carbon, there is a risk of oxidation and heat generation due to the accumulation of heat of adsorption, and a lot of cost is spent on safety measures for this. become.

一方、特許文献2に記載されるものは、一般的な材料の構造が、二酸化ケイ素骨格の一部をアルミニウムに置き換えたものであるため、特許文献1のような安全対策は必要としないが、一度吸着したVOCを脱着及び回収して繰り返し使用する場合に、300℃以上という高温処理又は真空近くまでの減圧処理が必要となり、再生に多くのエネルギーが必要となる問題がある。   On the other hand, what is described in Patent Document 2 is a structure in which a general material structure is obtained by replacing a part of a silicon dioxide skeleton with aluminum. When the VOC once adsorbed is desorbed, recovered and repeatedly used, a high temperature treatment of 300 ° C. or higher or a pressure reduction treatment to near vacuum is required, and there is a problem that much energy is required for regeneration.

本発明は、優れたガス吸着能を有し、且つ一度吸着したVOCを加熱することなく脱着可能な揮発性有機化合物吸着剤の効率的な製造方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an efficient method for producing a volatile organic compound adsorbent having excellent gas adsorbing ability and capable of desorption without heating once adsorbed VOC.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の製造方法により、揮発性有機化合物に対する吸着能の高いアルミニウムケイ酸塩を優れた生産性で得ることができるという知見を得た。
本発明はこれらの知見に基づいて完成に至ったものであり、本発明によれば、以下の発明が提供される。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that an aluminum silicate having a high adsorbing ability for volatile organic compounds can be obtained with excellent productivity by a specific production method. Got.
The present invention has been completed based on these findings, and according to the present invention, the following inventions are provided.

<1> (a)ケイ酸イオンを含む溶液(以下、「ケイ酸溶液」ともいう)及びアルミニウムイオンを含む溶液(以下、「アルミニウム溶液」ともいう)を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
<2> (a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、
(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、
(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、
(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、pH8〜10で脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
<1> (a) A solution containing silicate ions (hereinafter also referred to as “silicic acid solution”) and a solution containing aluminum ions (hereinafter also referred to as “aluminum solution”) are used. A step of obtaining a reaction product by mixing Al in a molar ratio of 0.4 to 0.6, (b) a step of desalting and solid-separating the reaction product, and (c) the step (D) a step of subjecting the solid separated in (b) to a heat treatment in an aqueous medium in the presence of an acid under a concentration condition in which the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more; A method for producing a volatile organic compound adsorbent comprising: desalting and solid-separating the product obtained by heat treatment in the step (c).
<2> (a) A solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions are mixed so that the ratio Si / Al of silicon atoms to aluminum atoms is 0.4 to 0.6 in terms of molar ratio. Obtaining a product;
(B) a step of desalting and solid-separating the reaction product;
(C) A step of subjecting the solid separated in the step (b) to a heat treatment in an aqueous medium in the presence of an acid under a concentration condition in which the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. When,
(D) A method for producing a volatile organic compound adsorbent, comprising: desalting and solid-separating the product obtained by heat treatment in the step (c) at a pH of 8 to 10.

<3> 前記(c)工程は、pHを3以上7未満に調整し、温度80℃〜160℃で、96時間以内の間、加熱処理する工程である、前記<1>又は<2>に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。 <3> In the step (c), the pH is adjusted to 3 or more and less than 7, and the heat treatment is performed at a temperature of 80 ° C. to 160 ° C. for 96 hours or less. The manufacturing method of volatile organic compound adsorption agent of description.

<4> 前記(a)工程は、前記ケイ酸イオンを含む溶液のケイ素原子濃度が100mmol/L以上であり、前記アルミニウムイオンを含む溶液のアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上であるように、前記ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合する工程である、前記<2>又は<3>に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。 <4> the step (a), the silicon atom concentration of the solution containing the silicate ions is not less 100 mmol / L or more, as an aluminum atom concentration of the solution containing the aluminum ions is 100 mmol / L or more, the The method for producing a volatile organic compound adsorbent according to <2> or <3>, which is a step of mixing a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions.

<5> (a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、
(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、
(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、pH3以上5以下でケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、
(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
<6> 前記(b)工程で固体分離されたものは、重量濃度が60g/kgとなるように水に分散させた場合の電気伝導率が4.0S/m以下である、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
<7> 前記(b)工程は、前記反応生成物を水性媒体に分散して分散物を得る工程と、前記分散物のpHを5〜7に調整して反応生成物を析出させる工程と、を含む、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
<5> (a) A solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions are mixed so that the ratio Si / Al of silicon atoms to aluminum atoms is 0.4 to 0.6 in terms of molar ratio. Obtaining a product;
(B) a step of desalting and solid-separating the reaction product;
(C) Concentration conditions in which the solid separated in the step (b) is in an aqueous medium in the presence of an acid and has a pH of 3 to 5 and a silicon atom concentration of 100 mmol / L or more and an aluminum atom concentration of 100 mmol / L or more. A step of heat-treating with,
(D) A method for producing a volatile organic compound adsorbent, comprising: desalting and solid-separating the product obtained by the heat treatment in the step (c).
<6> The solid separated in the step (b) has an electric conductivity of 4.0 S / m or less when dispersed in water so that the weight concentration is 60 g / kg, <1> The manufacturing method of the volatile organic compound adsorption agent of any one of <5>.
<7> The step (b) includes a step of dispersing the reaction product in an aqueous medium to obtain a dispersion, a step of adjusting the pH of the dispersion to 5 to 7 to precipitate a reaction product, The manufacturing method of the volatile organic compound adsorbent of any one of said <1>-<6> containing.

> 前記揮発性有機化合物吸着剤は、BET比表面積が250m/g以上であり、全細孔容積が0.1cm/g以上であり、平均細孔直径が1.5nm以上であり、CuKα線による粉末X線回折スペクトルが2θ=26.9°近辺及び40.3°近辺にピークを有するものである、前記<1>〜<>のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。 < 8 > The volatile organic compound adsorbent has a BET specific surface area of 250 m 2 / g or more, a total pore volume of 0.1 cm 3 / g or more, and an average pore diameter of 1.5 nm or more. The volatile organic material according to any one of the above items <1> to < 7 >, wherein the powder X-ray diffraction spectrum by CuKα ray has a peak at around 2θ = 26.9 ° and around 40.3 °. A method for producing a compound adsorbent.

<8> 前記<1>〜<>のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法により製造される、揮発性有機化合物吸着剤。 <8> A volatile organic compound adsorbent produced by the method for producing a volatile organic compound adsorbent according to any one of <1> to < 8 >.

本発明によれば、優れたガス吸着能を有し、且つ一度吸着したVOCを加熱することなく脱着可能な揮発性有機化合物吸着剤の効率的な製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the efficient manufacturing method of the volatile organic compound adsorbent which has the outstanding gas adsorption ability and can remove | desorb without heating VOC once adsorbed.

実施例1で得られた試料Aのメタノール吸脱着等温線の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a methanol adsorption / desorption isotherm of sample A obtained in Example 1. FIG. 参考例で得られた試料Bのメタノール吸脱着等温線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the methanol adsorption-desorption isotherm of the sample B obtained by the reference example. 比較例1で得られた試料Cのメタノール吸脱着等温線の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a methanol adsorption / desorption isotherm of a sample C obtained in Comparative Example 1. FIG. 参考例で得られた試料Bの吸着等温線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adsorption isotherm of the sample B obtained by the reference example. 比較例1で得られた試料Cの吸着等温線の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of an adsorption isotherm of a sample C obtained in Comparative Example 1. FIG.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。
さらに本明細書において固体分離されたものの重量濃度は、固体分離されたものを110℃で24時間乾燥して得られる固体の質量を基準とする。
In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .
In the present specification, numerical ranges indicated using “to” indicate ranges including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
Furthermore, the weight concentration of the solid separated in this specification is based on the mass of the solid obtained by drying the solid separated at 110 ° C. for 24 hours.

<揮発性有機化合物吸着剤の製造方法>
本発明の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法は、(a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合して反応生成物を得る工程と、(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程と、を有し、必要に応じてその他の工程を有して構成される。
<Method for producing volatile organic compound adsorbent>
The method for producing a volatile organic compound adsorbent of the present invention comprises (a) a step of mixing a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions to obtain a reaction product, and (b) the reaction product, A step of desalting and separating the solid; and (c) the solid separated in the step (b) in an aqueous medium in the presence of an acid, the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. And (d) a step of desalting and solid-separating the product obtained by the heat treatment in the step (c), and other steps as necessary. It is comprised.

酸の存在下で加熱処理を、従来よりも遥かに高濃度の条件で実施することにより、揮発性有機化合物(VOC)に対する優れた吸着能を有し、脱着温度が150℃以下という、低エネルギーで再生可能な揮発性有機化合物吸着剤(以下、「VOC吸着剤」ともいう)を優れた生産性で製造することができる。
本発明の製造方法で製造されたVOC吸着剤は優れたVOC吸脱着能を有する。これは例えば以下のように考えることができる。一般に、アルミニウムケイ酸塩の酸の存在下での加熱処理を希薄溶液で実施すると、規則的な構造が連続している管状のアルミニウムケイ酸塩が形成される。しかし、本発明の製造方法のような高濃度条件下では、規則的な部分構造に加えて粘土構造及び非晶質構造を有するアルミニウムケイ酸塩が形成されると考えられる。VOC吸着剤を構成するアルミニウムケイ酸塩がこのような多様な構造を有することで、優れたVOC吸脱着能を発揮することができると考えられる。
By carrying out heat treatment in the presence of an acid at a much higher concentration than before, it has excellent adsorption capacity for volatile organic compounds (VOC) and has a desorption temperature of 150 ° C. or less. A volatile organic compound adsorbent (hereinafter also referred to as a “VOC adsorbent”) that can be regenerated with a high productivity can be produced.
The VOC adsorbent produced by the production method of the present invention has an excellent VOC adsorption / desorption ability. This can be considered as follows, for example. In general, when a heat treatment in the presence of an aluminum silicate acid is carried out with a dilute solution, a tubular aluminum silicate having a continuous regular structure is formed. However, under high concentration conditions such as the production method of the present invention, it is considered that an aluminum silicate having a clay structure and an amorphous structure in addition to a regular partial structure is formed. It is thought that the excellent VOC adsorption / desorption ability can be exhibited when the aluminum silicate constituting the VOC adsorbent has such various structures.

(a)反応生成物を得る工程
反応生成物を得る工程では、ケイ酸イオンを含む溶液と、アルミニウムイオンを含む溶液とを混合して反応生成物であるアルミニウムケイ酸塩及び共存イオンを含む混合溶液を得る。
(A) Step of obtaining a reaction product In the step of obtaining a reaction product, a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions are mixed to mix aluminum silicate as a reaction product and coexisting ions. Obtain a solution.

(ケイ酸イオン及びアルミニウムイオン)
アルミニウムケイ酸塩を合成する際、原料には、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが必要となる。ケイ酸イオンを含む溶液を構成するケイ酸源としては、溶媒和した際にケイ酸イオンが生じるものであれば特に制限されない。例えば、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、アルミニウムイオンを含む溶液を構成するアルミニウム源は、溶媒和した際にアルミニウムイオンが生じるものであれば特に制限されない。例えば、塩化アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、アルミニウムsec−ブトキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(Silicate ion and aluminum ion)
When synthesizing aluminum silicate, silicate ions and aluminum ions are required as raw materials. The silicic acid source constituting the solution containing silicate ions is not particularly limited as long as silicate ions are generated when solvated. Examples thereof include, but are not limited to, tetraalkoxysilanes such as sodium orthosilicate, sodium metasilicate, and tetraethoxysilane.
Moreover, the aluminum source which comprises the solution containing an aluminum ion will not be restrict | limited especially if an aluminum ion produces | generates when it solvates. Examples thereof include, but are not limited to, aluminum chloride, aluminum perchlorate, aluminum nitrate, and aluminum sec-butoxide.

溶媒としては、原料であるケイ酸源及びアルミニウム源と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができる。具体的には、水、エタノール等を使用することができる。加熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましい。   As the solvent, those which can easily be solvated with the silicate source and the aluminum source which are raw materials can be appropriately selected and used. Specifically, water, ethanol or the like can be used. It is preferable to use water from the viewpoint of reducing the coexisting ions in the solution during the heat treatment and ease of handling.

(混合比と溶液の濃度)
これらの原料をそれぞれ溶媒に溶解させて原料溶液(ケイ酸溶液及びアルミニウム溶液)を調製した後、原料溶液を互いに混合して混合溶液を得る。混合溶液中のSi/Alモル比は、任意の値となるように調整し得る。中でもVOC吸脱着能の観点から、Si/Alモル比で0.3〜1.0であることが好ましく、0.4〜0.6であることがより好ましく、0.45〜0.55であることが更に好ましい。
Si/Alモル比を0.4〜1.0とすることで、所望の構造を有するアルミニウムケイ酸塩が合成され易くなる。
また、原料溶液の混合の際には、アルミニウム溶液に対してケイ酸溶液を徐々に加えることが好ましい。このようにすることで、所望のアルミニウムケイ酸塩の形成阻害要因となりうる、ケイ酸の重合を抑えることができる。
(Mixing ratio and solution concentration)
These raw materials are dissolved in a solvent to prepare raw material solutions (silicic acid solution and aluminum solution), and then the raw material solutions are mixed with each other to obtain a mixed solution. The Si / Al molar ratio in the mixed solution can be adjusted to an arbitrary value. Among these, from the viewpoint of VOC adsorption / desorption ability, the Si / Al molar ratio is preferably 0.3 to 1.0, more preferably 0.4 to 0.6, and 0.45 to 0.55. More preferably it is.
By setting the Si / Al molar ratio to 0.4 to 1.0, an aluminum silicate having a desired structure can be easily synthesized.
In addition, when mixing the raw material solutions, it is preferable to gradually add the silicic acid solution to the aluminum solution. By doing in this way, the polymerization of silicic acid which can become a formation inhibition factor of desired aluminum silicate can be suppressed.

ケイ酸溶液のケイ素原子濃度は、特に制限されるものではないが、100mmol/L〜1000mmol/Lであることが好ましい。
ケイ酸溶液のケイ素原子濃度が100mmol/L以上であると、生産性が向上し、効率よくアルミニウムケイ酸塩を製造することができる。またケイ素原子濃度が1000mmol/L以下であると、ケイ素原子濃度に応じて生産性がより向上する。
The silicon atom concentration of the silicic acid solution is not particularly limited, but is preferably 100 mmol / L to 1000 mmol / L.
When the silicon atom concentration of the silicate solution is 100 mmol / L or more, productivity is improved and aluminum silicate can be produced efficiently. Further, when the silicon atom concentration is 1000 mmol / L or less, the productivity is further improved according to the silicon atom concentration.

アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度は、特に制限されるものではないが、100mmol/L〜1000mmol/Lであることが好ましい。
アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上であると、生産性が向上し、効率よくアルミニウムケイ酸塩を製造することができる。またアルミニウム原子濃度が1000mmol/L以下であると、アルミニウム原子濃度に応じて生産性がより向上する。
The aluminum atom concentration of the aluminum solution is not particularly limited, but is preferably 100 mmol / L to 1000 mmol / L.
When the aluminum atom concentration of the aluminum solution is 100 mmol / L or more, productivity is improved, and aluminum silicate can be produced efficiently. Further, when the aluminum atom concentration is 1000 mmol / L or less, the productivity is further improved according to the aluminum atom concentration.

(b)第一洗浄工程(脱塩及び固体分離)
ケイ酸イオンを含む溶液とアルミニウムイオンを含む溶液とを混合して反応生成物である共存イオンを含むアルミニウムケイ酸塩を生成させた後、生成した共存イオンを含むアルミニウムケイ酸塩を脱塩及び固体分離する第一洗浄工程を行う。第一洗浄工程では、混合溶液中から共存イオンの少なくとも一部を除去して混合溶液中の共存イオン濃度を低下させる。第一洗浄工程を行うことで、合成工程において所望のアルミニウムケイ酸塩を形成し易くなる。
(B) First washing step (desalting and solid separation)
A solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions are mixed to produce an aluminum silicate containing coexisting ions as a reaction product, and then the aluminum silicate containing the produced coexisting ions is desalted and A first washing step for solid separation is performed. In the first washing step, at least a part of the coexisting ions is removed from the mixed solution to reduce the coexisting ion concentration in the mixed solution. By performing the first cleaning step, it becomes easy to form a desired aluminum silicate in the synthesis step.

第一洗浄工程で、脱塩及び固体分離する方法は、ケイ酸源及びアルミニウム源に由来するケイ酸イオン以外のアニオン(例えば塩化物イオン、硝酸イオン)及びアルミニウムイオン以外のカチオン(例えばナトリウムイオン)の少なくとも一部を除去(脱塩)して固体分離できればよく、特に制限されるものではない。第一洗浄工程としては例えば、遠心分離を用いる方法、透析膜を用いる方法、イオン交換樹脂を用いる方法等が挙げられる。   In the first washing step, desalting and solid separation include anions other than silicate ions derived from a silicate source and an aluminum source (eg, chloride ions and nitrate ions) and cations other than aluminum ions (eg, sodium ions). There is no particular limitation as long as at least a part of the solution can be removed (desalted) to separate the solid. Examples of the first washing step include a method using centrifugation, a method using a dialysis membrane, and a method using an ion exchange resin.

第一洗浄工程は、共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。具体的には例えば第一洗浄工程で得られる固体分離されたものを、重量濃度が60g/kgとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が4.0S/m以下となるように行なうことが好ましく、1.0mS/m以上3.0S/m以下となるように行なうことがより好ましく、1.0mS/m以上2.0S/m以下となるように行なうことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が4.0S/m以下であると、合成工程において所望のアルミニウムケイ酸塩がより形成しやすくなる傾向がある。
尚、電気伝導率は、HORIBA社製:F−55及び同社の一般的な電気伝導率セル:9382−10Dを用いて、常温(25℃)で測定される。
The first washing step is preferably performed so that the concentration of coexisting ions is not more than a predetermined concentration. Specifically, for example, when the solid separated product obtained in the first washing step is dispersed in pure water so that the weight concentration is 60 g / kg, the electrical conductivity of the dispersion is 4.0 S / m or less, preferably 1.0 mS / m or more and 3.0 S / m or less, more preferably 1.0 mS / m or more and 2.0 S / m or less. More preferably.
When the electrical conductivity of the dispersion is 4.0 S / m or less, the desired aluminum silicate tends to be more easily formed in the synthesis step.
In addition, electrical conductivity is measured at normal temperature (25 degreeC) using the product made by HORIBA: F-55 and the company's general electrical conductivity cell: 9382-10D.

第一洗浄工程は、前記反応生成物を水性媒体に分散して分散物を得る工程と、前記分散物のpHを5〜7に調整して反応生成物を析出させる工程とを含むことが好ましい。
例えば第一洗浄工程を、遠心分離を用いて行なう場合、以下のようにして行うことができる。混合溶液にアルカリ等を加えてpHを5〜7に調整する。pHを調整した溶液を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、遠心分離前の容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下にすることができる。
第一洗浄工程においてはpHを例えば5〜7に調整するが、5.5〜6.8であることが好ましく、5.8〜6.5であることがより好ましい。
pH調整に用いるアルカリは特に制限されない。例えば水酸化ナトリウム、アンモニア等が好ましい。
また遠心分離の条件は製造規模や使用する容器等に応じて適宜選択される。例えば、室温下、1200G以上で1〜30分間とすることができる。具体的には例えば、遠心分離装置としてTOMY社製:Suprema23、及び同社のスタンダードロータNA−16を用いる場合、室温下、3000rpm(1450G)以上で5〜10分間とすることができる。
The first washing step preferably includes a step of obtaining a dispersion by dispersing the reaction product in an aqueous medium, and a step of precipitating the reaction product by adjusting the pH of the dispersion to 5 to 7. .
For example, when performing a 1st washing | cleaning process using centrifugation, it can carry out as follows. The pH is adjusted to 5-7 by adding alkali or the like to the mixed solution. After centrifuging the pH-adjusted solution, the supernatant solution is discharged and the solid is separated as a gel-like precipitate. The separated solid is redispersed in a solvent. In that case, it is preferable to return to the volume before centrifugation. The concentration of the coexisting ions can be reduced to a predetermined concentration or less by repeating the operations of desalting and solid separation by centrifugal separation of the redispersed dispersion in the same manner.
In the first washing step, the pH is adjusted to 5 to 7, for example, but preferably 5.5 to 6.8, and more preferably 5.8 to 6.5.
The alkali used for pH adjustment is not particularly limited. For example, sodium hydroxide and ammonia are preferable.
Centrifugation conditions are appropriately selected according to the production scale, the container used, and the like. For example, it can be 1 to 30 minutes at 1200 G or more at room temperature. Specifically, for example, when TOMY made by TOMY: Suprema23 and the company's standard rotor NA-16 are used as the centrifuge, the temperature can be set at 3000 rpm (1450 G) or more for 5 to 10 minutes at room temperature.

第一洗浄工程における溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。尚、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、pH調整を省略することが好ましい。   As the solvent in the first washing step, a solvent that can easily be solvated with the raw material can be appropriately selected and used. Specifically, water, ethanol, or the like can be used. It should be noted that pH adjustment is preferably omitted when repeated washing is performed a plurality of times.

第一洗浄工程における脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量に応じて適宜設定すればよい。例えば1〜6回とすることができる。3回程度の洗浄を繰り返すと、共存イオンの残存量が所望のアルミニウムケイ酸塩の合成に影響しない程度に少なくなる。   The number of treatments for desalting and solid separation in the first washing step may be appropriately set according to the remaining amount of coexisting ions. For example, it can be 1 to 6 times. If the washing is repeated about three times, the residual amount of coexisting ions is reduced to such an extent that does not affect the synthesis of the desired aluminum silicate.

pH調整する際のpH測定は、一般的なガラス電極を用いたpHメータによって測定できる。具体的には、例えば、株式会社堀場製作所製の商品名:MODEL(F−51)を使用することができる。   The pH at the time of pH adjustment can be measured by a pH meter using a general glass electrode. Specifically, for example, trade name: MODEL (F-51) manufactured by HORIBA, Ltd. can be used.

(c)合成工程
合成工程では、第一洗浄工程で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理を行う。
従来の製造方法においては、加熱処理を希薄溶液で行うことでアルミニウムケイ酸塩を管状に成長させる。このような従来の製造方法では、希薄溶液で加熱処理を行うため生産性の向上に限界がある。しかしながら、本発明の製造方法のようにケイ素原子及びアルミニウム原子の濃度を特定の濃度以上の条件下で加熱処理を行うことで、VOC吸脱着能に優れ、管状とは異なる構造を有するアルミニムケイ酸塩を、生産性よく製造することができる。
(C) Synthesis step In the synthesis step, the concentration of the solid separated in the first washing step in an aqueous medium in the presence of an acid is such that the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. Heat treatment is performed at
In the conventional manufacturing method, aluminum silicate is grown in a tubular shape by performing heat treatment with a dilute solution. In such a conventional manufacturing method, there is a limit to improvement in productivity because the heat treatment is performed with a dilute solution. However, an aluminum silicate having excellent VOC adsorption / desorption capability and having a structure different from that of a tube by performing a heat treatment under conditions where the concentration of silicon atoms and aluminum atoms is not less than a specific concentration as in the production method of the present invention. Can be manufactured with high productivity.

第一洗浄工程後、固体分離されたものに含まれるケイ酸成分中のケイ素原子及びアルミニウム成分中のアルミニウム原子がそれぞれ所定の濃度となるように調整する。
本発明においてはケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上である。好ましくはケイ素原子濃度が120mmol/L以上2000mmol/L以下且つアルミニウム原子濃度が120mmol/L以上2000mmol/L以下であり、より好ましくはケイ素原子濃度が150mmol/L以上1500mmol/L以下且つアルミニウム原子濃度が150mmol/L以上1500mmol/L以下である。
ケイ素原子濃度が100mmol/L未満又はアルミニウム原子濃度が100mmol/L未満の場合には、所望のアルミニウムケイ酸塩が得られにくくなる場合がある。またアルミニウムケイ酸塩の生産性が低下する傾向にある
After the first washing step, the silicon atom in the silicic acid component and the aluminum atom in the aluminum component contained in the separated solid are adjusted so as to have a predetermined concentration.
In the present invention, the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. Preferably, the silicon atom concentration is 120 mmol / L or more and 2000 mmol / L or less and the aluminum atom concentration is 120 mmol / L or more and 2000 mmol / L or less, more preferably the silicon atom concentration is 150 mmol / L or more and 1500 mmol / L or less and the aluminum atom concentration is 150 mmol / L or more and 1500 mmol / L or less.
When the silicon atom concentration is less than 100 mmol / L or the aluminum atom concentration is less than 100 mmol / L, it may be difficult to obtain a desired aluminum silicate. Also, the productivity of aluminum silicate tends to decrease

尚、上記ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、後述する酸性化合物を加えてpHを所定の範囲に調整した後のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度である。
また、ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、ICP発光分光装置(例えば、日立製作所社製ICP発光分光装置:P−4010)を用いて、常法により測定される。
The silicon atom concentration and the aluminum atom concentration are the silicon atom concentration and the aluminum atom concentration after adjusting the pH to a predetermined range by adding an acidic compound described later.
The silicon atom concentration and the aluminum atom concentration are measured by an ordinary method using an ICP emission spectrometer (for example, ICP emission spectrometer: P-4010 manufactured by Hitachi, Ltd.).

ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度が所定の濃度となるように調整する際には、溶媒を加えてもよい。溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができるが、加熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましい。   A solvent may be added when adjusting the silicon atom concentration and the aluminum atom concentration to be a predetermined concentration. As the solvent, one that can easily be solvated with the raw material can be appropriately selected and used. Specifically, water, ethanol, etc. can be used, but the coexisting ions in the solution during the heat treatment can be reduced. In view of ease of handling, it is preferable to use water.

合成工程においては、加熱処理の前に酸性化合物の少なくとも1種を加える。酸性化合物を加えた後のpHは特に制限されない。所望のアルミニウムケイ酸塩を効率よく得る観点から、pH3以上7未満であることが好ましく、pH3以上5以下であることがより好ましい。   In the synthesis step, at least one acidic compound is added before the heat treatment. The pH after adding the acidic compound is not particularly limited. From the viewpoint of efficiently obtaining the desired aluminum silicate, the pH is preferably from 3 to less than 7, and more preferably from 3 to 5.

合成工程において加える酸性化合物は特に制限されるものではなく、有機酸であっても無機酸であってもよい。中でも無機酸を用いることが好ましい。無機酸として具体的には、塩酸、過塩素酸及び硝酸等を挙げることができる。加熱処理時における溶液中の共存イオン種の低減を考慮すれば、使用したアルミニウム源に含まれるアニオンと同様のアニオンを生成する酸性化合物を用いることが好ましい。   The acidic compound added in the synthesis step is not particularly limited, and may be an organic acid or an inorganic acid. Among these, it is preferable to use an inorganic acid. Specific examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, perchloric acid, and nitric acid. Considering reduction of coexisting ion species in the solution during the heat treatment, it is preferable to use an acidic compound that generates an anion similar to the anion contained in the used aluminum source.

酸性化合物を加えた後、加熱処理を行うことで、所望の構造を有するアルミニウムケイ酸塩を得ることができる。
加熱温度は特に制限されない。所望のアルミニウムケイ酸塩を効率よく得る観点から、80℃〜160℃であることが好ましい。
加熱温度が160℃以下であると、ベーマイト(水酸化アルミニウム)が析出することを抑制することができる傾向がある。また加熱温度が80℃以上であると、所望のアルミニウムケイ酸塩の合成速度が向上し、より効率よく所望のアルミニウムケイ酸塩を製造できる傾向がある。
After adding an acidic compound, the aluminum silicate which has a desired structure can be obtained by heat-processing.
The heating temperature is not particularly limited. From the viewpoint of efficiently obtaining the desired aluminum silicate, it is preferably 80 ° C to 160 ° C.
There exists a tendency which can suppress that boehmite (aluminum hydroxide) precipitates that heating temperature is 160 degrees C or less. When the heating temperature is 80 ° C. or higher, the synthesis rate of the desired aluminum silicate is improved, and the desired aluminum silicate tends to be produced more efficiently.

加熱時間は特に制限されるものではない。所望の構造を有するアルミニウムケイ酸塩をより効率的に得る観点から、96時間(4日)以内であることが好ましい。
加熱時間が96時間以下であると、より効率的に所望のアルミニウムケイ酸塩を製造することができる。
The heating time is not particularly limited. From the viewpoint of more efficiently obtaining an aluminum silicate having a desired structure, it is preferably within 96 hours (4 days).
When the heating time is 96 hours or less, the desired aluminum silicate can be produced more efficiently.

(d)第二洗浄工程(脱塩及び固体分離)
合成工程において加熱処理して得られたものは、第二洗浄工程において脱塩及び固体分離される。これにより優れたVOC吸着能を有する揮発性有機化合物吸着剤を得ることができる。これは例えば以下のように考えることができる。すなわち合成工程において加熱処理して得られたものは、アルミニウムケイ酸塩の吸着サイトが共存イオンで塞がれている場合があり、期待する程のVOC吸着能は得られない場合がある。そのため、合成工程で得られたアルミニウムケイ酸塩から共存イオンの少なくとも一部を除去する第二洗浄工程によって、脱塩及び固体分離することで優れたVOC吸着能を有する揮発性有機化合物吸着剤を得ることができると考えることができる。
(D) Second washing step (desalting and solid separation)
What was obtained by heat treatment in the synthesis step is desalted and separated into solids in the second washing step. Thereby, a volatile organic compound adsorbent having excellent VOC adsorption ability can be obtained. This can be considered as follows, for example. In other words, in the synthesis process, the product obtained by heat treatment may have an aluminum silicate adsorption site clogged with coexisting ions, and the expected VOC adsorption ability may not be obtained. Therefore, a volatile organic compound adsorbent having an excellent VOC adsorption ability is obtained by desalting and solid separation by a second washing step that removes at least a part of coexisting ions from the aluminum silicate obtained in the synthesis step. You can think that you can get.

第二洗浄工程は、ケイ酸イオン以外のアニオン及びアルミニウムイオン以外のカチオンの少なくとも一部を除去できればよく、合成工程前の第一洗浄工程と同様の操作であっても、異なる操作であってもよい。
第二洗浄工程は、共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。具体的には例えば第二洗浄工程で得られる固体分離されたものを、重量濃度が60g/kgとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が4.0S/m以下となるように行なうことが好ましく、1.0mS/m以上3.0S/m以下となるように行なうことがより好ましく、1.0mS/m以上2.0S/m以下となるように行なうことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が4.0S/m以下であると、より優れたVOC吸着能を有する揮発性有機化合物吸着剤を得られやすくなる傾向がある。
The second washing step only needs to be able to remove at least a part of anions other than silicate ions and cations other than aluminum ions, and may be the same operation as the first washing step before the synthesis step or a different operation. Good.
The second washing step is preferably performed so that the concentration of coexisting ions is not more than a predetermined concentration. Specifically, for example, when the solid separated product obtained in the second washing step is dispersed in pure water so as to have a weight concentration of 60 g / kg, the electrical conductivity of the dispersion is 4.0 S / m or less, preferably 1.0 mS / m or more and 3.0 S / m or less, more preferably 1.0 mS / m or more and 2.0 S / m or less. More preferably.
When the electrical conductivity of the dispersion is 4.0 S / m or less, it tends to be easy to obtain a volatile organic compound adsorbent having better VOC adsorption ability.

第二洗浄工程を、遠心分離を用いて行なう場合、例えば以下のようにして行うことができる。混合溶液にアルカリ等を加えてpHを5〜10に調整する。pHを調整した溶液を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、遠心分離前の容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下にすることができる。
第二洗浄工程においてはpHを例えば5〜10に調整するが、8〜10であることが好ましい。
pH調整に用いるアルカリは特に制限されない。例えば水酸化ナトリウム、アンモニア等が好ましい。
また遠心分離の条件は製造規模や使用する容器等に応じて適宜選択される。例えば、室温下、1200G以上で1〜30分間とすることができる。具体的には例えば、遠心分離装置としてTOMY社製:Suprema23、及び同社のスタンダードロータNA−16を用いる場合、室温下、3000rpm(1450G)以上で5〜10分間とすることができる。
When performing a 2nd washing | cleaning process using centrifugation, it can carry out as follows, for example. The pH is adjusted to 5 to 10 by adding alkali or the like to the mixed solution. After centrifuging the pH-adjusted solution, the supernatant solution is discharged and the solid is separated as a gel-like precipitate. The separated solid is redispersed in a solvent. In that case, it is preferable to return to the volume before centrifugation. The concentration of the coexisting ions can be reduced to a predetermined concentration or less by repeating the operations of desalting and solid separation by centrifugal separation of the redispersed dispersion in the same manner.
In the second washing step, the pH is adjusted to 5 to 10, for example, and preferably 8 to 10.
The alkali used for pH adjustment is not particularly limited. For example, sodium hydroxide and ammonia are preferable.
Centrifugation conditions are appropriately selected according to the production scale, the container used, and the like. For example, it can be 1 to 30 minutes at 1200 G or more at room temperature. Specifically, for example, when TOMY made by TOMY: Suprema23 and the company's standard rotor NA-16 are used as the centrifuge, the temperature can be set at 3000 rpm (1450 G) or more for 5 to 10 minutes at room temperature.

第二洗浄工程における溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができるが、共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることより好ましい。尚、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、pH調整を省略することが好ましい。   As a solvent in the second washing step, a solvent that can easily be solvated with the raw material can be appropriately selected and used. Specifically, water, ethanol, or the like can be used. From the viewpoint of ease of handling, it is preferable to use water, and it is more preferable to use pure water. It should be noted that pH adjustment is preferably omitted when repeated washing is performed a plurality of times.

第二洗浄工程の脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量によって設定すればよいが、1〜6回が好ましく、3回程度の洗浄を繰り返すと、揮発性有機化合物吸着剤における共存イオンの残存量が充分に低減される。   The number of treatments for desalting and solid separation in the second washing step may be set according to the residual amount of coexisting ions, but is preferably 1 to 6 times, and when the washing is repeated about 3 times, The residual amount of coexisting ions is sufficiently reduced.

第二洗浄工程後の分散液については、残存する共存イオンの中でも、特に揮発性有機化合物吸着剤の吸着能に影響を与える塩化物イオン及びナトリウムイオンの濃度が低減されていることが好ましい。すなわち、第二洗浄工程における洗浄後の揮発性有機化合物吸着剤は、当該揮発性有機化合物吸着剤を水に分散させて濃度400mg/Lの水分散液を調製したとき、当該水分散液において塩化物イオン濃度100mg/L以下及びナトリウムイオン濃度100mg/L以下を与えることが好ましい。塩化物イオン濃度100mg/L以下且つナトリウムイオン濃度100mg/L以下であると、吸着能を更に向上させることができる。塩化物イオン濃度は、50mg/L以下がより好ましく、10mg/L以下が更に好ましい。ナトリウムイオン濃度は、50mg/L以下がより好ましく、10mg/L以下が更に好ましい。塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、洗浄工程の処理回数やpH調整に使用するアルカリの種類により調整することができる。
尚、塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、イオンクロマトグラフィー(例えば、ダイオネクス社製DX−320及びDX−100)により通常の条件で測定される。
また、揮発性有機化合物吸着剤の分散物の濃度は、固体分離されたものを110℃、24時間乾燥して得られる固体の質量を基準とする。
About the dispersion liquid after a 2nd washing | cleaning process, it is preferable that especially the density | concentration of the chloride ion and sodium ion which affect the adsorption capacity of a volatile organic compound adsorption agent is reduced among the remaining coexisting ions. That is, the volatile organic compound adsorbent after washing in the second washing step is prepared by dispersing the volatile organic compound adsorbent in water to prepare an aqueous dispersion having a concentration of 400 mg / L. It is preferable to give an object ion concentration of 100 mg / L or less and a sodium ion concentration of 100 mg / L or less. When the chloride ion concentration is 100 mg / L or less and the sodium ion concentration is 100 mg / L or less, the adsorption ability can be further improved. The chloride ion concentration is more preferably 50 mg / L or less, and still more preferably 10 mg / L or less. The sodium ion concentration is more preferably 50 mg / L or less, and still more preferably 10 mg / L or less. Chloride ion concentration and sodium ion concentration can be adjusted according to the number of treatments in the washing step and the type of alkali used for pH adjustment.
The chloride ion concentration and sodium ion concentration are measured under normal conditions by ion chromatography (for example, DX-320 and DX-100 manufactured by Dionex).
The concentration of the dispersion of the volatile organic compound adsorbent is based on the mass of the solid obtained by drying the solid separated material at 110 ° C. for 24 hours.

尚、ここで述べる「第二洗浄工程後の分散液」とは、第二洗浄工程を終了した後に、第二洗浄工程を行う前の容積に、溶媒を用いて容積を戻した分散液を意味する。用いる溶媒は、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができるが、揮発性有機化合物吸着剤における共存イオンの残存量の低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましい。   The “dispersion after the second washing step” described here means a dispersion in which the volume is returned to the volume before the second washing step after the second washing step by using a solvent. To do. As the solvent to be used, a solvent that can easily be solvated with the raw material can be appropriately selected and used. Specifically, water, ethanol, or the like can be used, but residual coexisting ions in the volatile organic compound adsorbent It is preferable to use water from the viewpoint of reduction of the amount and ease of handling.

本発明の製造方法によって製造される揮発性有機化合物吸着剤は、VOC吸着能が向上する観点から、Si/Alモル比で0.3〜1.0であることが好ましく、0.4〜0.6であることがより好ましく、0.45〜0.55であることが更に好ましい。
Si/Alモル比は、原料溶液の混合比率を適宜選択することで調整することができる。
またSi/Alモル比は、ICP発光分光装置(例えば、日立製作所社製ICP発光分光装置:P−4010)を用いて、常法により測定できる。
The volatile organic compound adsorbent produced by the production method of the present invention preferably has a Si / Al molar ratio of 0.3 to 1.0 from the viewpoint of improving VOC adsorption capacity, and 0.4 to 0. .6, more preferably 0.45 to 0.55.
The Si / Al molar ratio can be adjusted by appropriately selecting the mixing ratio of the raw material solutions.
The Si / Al molar ratio can be measured by an ordinary method using an ICP emission spectrometer (for example, ICP emission spectrometer: P-4010 manufactured by Hitachi, Ltd.).

本発明の製造方法によって製造される揮発性有機化合物吸着剤のBET比表面積は特に制限されない。VOCの吸着能が向上する観点から、BET比表面積が200m/g以上であることが好ましく、250m/g以上であることがより好ましく、280m/g以上であることが更に好ましい。 The BET specific surface area of the volatile organic compound adsorbent produced by the production method of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of improving adsorbability of the VOC is preferably a BET specific surface area of 200 meters 2 / g or more, more preferably 250 meters 2 / g or more, more preferably 280 meters 2 / g or more.

揮発性有機化合物吸着剤のBET比表面積は、JIS Z 8830に準じて窒素吸着能から測定する。評価装置としては、例えば、QUANTACHROME社製:AUTOSORB−1(商品名)などを用いることができる。BET比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分が、ガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
前記前処理では、0.05gの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで10Pa以下に減圧した後、110℃で加熱し、3時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温(25℃)まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を77Kとし、評価圧力範囲を相対圧(飽和蒸気圧に対する平衡圧力)にて1未満として測定する。
The BET specific surface area of the volatile organic compound adsorbent is measured from the nitrogen adsorption capacity according to JIS Z 8830. As an evaluation apparatus, QUANTACHROME make: AUTOSORB-1 (brand name) etc. can be used, for example. When measuring the BET specific surface area, it is considered that the moisture adsorbed on the sample surface and structure affects the gas adsorption capacity. Therefore, pretreatment for removing moisture by heating is first performed.
In the pretreatment, the measurement cell charged with 0.05 g of the measurement sample is depressurized to 10 Pa or less with a vacuum pump, heated at 110 ° C., held for 3 hours or more, and kept at a normal temperature while maintaining the depressurized state. Cool naturally to (25 ° C). After performing this pretreatment, the evaluation temperature is 77K, and the evaluation pressure range is measured as a relative pressure (equilibrium pressure with respect to saturated vapor pressure) of less than 1.

BET比表面積は、第二洗浄工程の処理方法(例えば、合成溶液にアルカリを加えてpHを5〜10に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったアルミニウムケイ酸塩を溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を一度もしくは複数回繰り返す方法)により調整することができる。   The BET specific surface area is determined by the treatment method of the second washing step (for example, aluminum added to the synthesis solution to adjust the pH to 5 to 10, centrifuged, and then the supernatant solution was discharged to leave the gel-like precipitate) The process of redispersing the silicate in the solvent and returning it to the volume before the centrifugation is repeated once or a plurality of times.

また本発明の製造方法によって製造される揮発性有機化合物吸着剤の全細孔容積は特に制限されない。VOC吸着能の観点から、0.1cm/g以上であることが好ましく、0.12cm/g以上であることがより好ましく、0.15cm/g以上であることが更に好ましい。
揮発性有機化合物吸着剤の全細孔容積は、前記BET比表面積に基づき、相対圧が0.95以上1未満の範囲で得られたデータの中、相対圧1に最も近いガス吸着量を液体に換算して求める。
Moreover, the total pore volume of the volatile organic compound adsorbent produced by the production method of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of VOC adsorption capacity, preferably at 0.1 cm 3 / g or more, more preferably 0.12 cm 3 / g or more, more preferably 0.15 cm 3 / g or more.
Based on the BET specific surface area, the total pore volume of the volatile organic compound adsorbent is the amount of gas adsorbed closest to the relative pressure 1 in the data obtained when the relative pressure is in the range of 0.95 to less than 1. Calculate by converting to

全細孔容積は、第二洗浄工程の処理方法(例えば、合成溶液にアルカリを加えてpHを5〜10に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったアルミニウムケイ酸塩を溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を一度もしくは複数回繰り返す方法)により調整することができる。   The total pore volume was treated as a second washing step (for example, an alkali was added to the synthesis solution to adjust the pH to 5 to 10, and after centrifugation, the supernatant solution was discharged and remained as a gel-like precipitate) The process of redispersing the aluminum silicate in the solvent and returning it to the volume before centrifugation can be adjusted by repeating the process once or several times.

また本発明の製造方法によって製造される揮発性有機化合物吸着剤の平均細孔直径は特に制限されない。VOC吸着能の観点から、平均細孔直径が1.5nm以上であることが好ましく、1.7nm以上であることがより好ましく、2.0nm以上であることが更に好ましい。
揮発性有機化合物吸着剤の平均細孔直径は、前記BET比表面積及び全細孔容積に基づき、全細孔を1つの円筒形細孔で構成されていると仮定して求める。
Moreover, the average pore diameter of the volatile organic compound adsorbent produced by the production method of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of VOC adsorption capacity, the average pore diameter is preferably 1.5 nm or more, more preferably 1.7 nm or more, and further preferably 2.0 nm or more.
The average pore diameter of the volatile organic compound adsorbent is determined on the basis of the BET specific surface area and the total pore volume, assuming that all the pores are composed of one cylindrical pore.

平均細孔直径は、第二洗浄工程の処理方法(例えば、合成溶液にアルカリを加えてpHを5〜10に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったアルミニウムケイ酸塩を溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を一度もしくは複数回繰り返す方法)により調整することができる。   The average pore diameter was determined by treating the second washing step (for example, adding alkali to the synthesis solution to adjust the pH to 5-10, centrifuging, then discharging the supernatant solution and remaining as a gel-like precipitate) The process of redispersing the aluminum silicate in the solvent and returning it to the volume before centrifugation can be adjusted by repeating the process once or several times.

さらに揮発性有機化合物吸着剤は、CuKα線による粉末X線回折スペクトルにおいて2θ=26.9°近辺及び40.3°近辺にピークを有することが好ましい。これらのピークはアルミニウムケイ酸塩の非晶質成分に対応するピークと推定され、ブロードなピークとして観測される。
またさらに揮発性有機化合物吸着剤は、粉末X線回折スペクトルにおいて2θ=18.8°近辺、20.3°近辺、27.8°近辺、40.6°近辺及び53.3°近辺にピークをそれぞれ有することが好ましい。これらのピークは水酸化アルミニウム(バイヤライト)に対応する推定され、シャープなピークとして観測される。
尚、粉末X線回折スペクトルは、例えば粉末X線回折装置として、リガク社製:Geigerflex RAD−2X(商品名)を用い、CuKα線をX線源として測定される。
Further, the volatile organic compound adsorbent preferably has peaks at 2θ = 26.9 ° and around 40.3 ° in a powder X-ray diffraction spectrum by CuKα rays. These peaks are estimated as peaks corresponding to the amorphous component of aluminum silicate, and are observed as broad peaks.
Further, the volatile organic compound adsorbent has peaks in the powder X-ray diffraction spectrum around 2θ = 18.8 °, around 20.3 °, around 27.8 °, around 40.6 ° and around 53.3 °. It is preferable to have each. These peaks are estimated corresponding to aluminum hydroxide (bayerite) and are observed as sharp peaks.
The powder X-ray diffraction spectrum is measured using, for example, Geigerflex RAD-2X (trade name) manufactured by Rigaku Corporation as a powder X-ray diffractometer and using CuKα rays as an X-ray source.

揮発性有機化合物吸着剤は、上記製造方法によって製造されるものであり、揮発性有機化合物に対する吸着剤として有用である。より具体的には、通気性を有するハニカム形状基材又は多孔質基材に揮発性有機化合物吸着剤をコーティングしてフィルタとして使用すること、粒状又は球状基材の表面に揮発性有機化合物吸着剤をコーティングしてこの基材を容器中に充填して使用すること、揮発性有機化合物吸着剤そのものを成形して使用すること等によって用いることができる。尚、前述した基材は、特に限定されるものではなく、金属、セラミック、合成樹脂硬化物、木材等の天然素材等を用いることができる。   The volatile organic compound adsorbent is produced by the above production method, and is useful as an adsorbent for volatile organic compounds. More specifically, a honeycomb-shaped substrate or a porous substrate having air permeability is coated with a volatile organic compound adsorbent and used as a filter, or a volatile organic compound adsorbent on the surface of a granular or spherical substrate. Can be used by filling the base material in a container and molding the volatile organic compound adsorbent itself. In addition, the base material mentioned above is not specifically limited, Natural materials, such as a metal, a ceramic, a synthetic resin hardened | cured material, wood, etc. can be used.

次に、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be specifically described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
(a)反応生成物を得る工程
濃度:700mmol/Lの塩化アルミニウム水溶液(500mL)に、濃度:350mmol/Lのオルトケイ酸ナトリウム水溶液(500mL)を加え、30分間攪拌した。この溶液に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を330mL加え、pH=6.1に調整した。
<Example 1>
(A) Step of obtaining reaction product Concentration: 350 mmol / L sodium orthosilicate aqueous solution (500 mL) was added to 700 mmol / L aluminum chloride aqueous solution (500 mL), and the mixture was stirred for 30 minutes. To this solution, 330 mL of an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 1 mol / L was added to adjust the pH to 6.1.

(b)第一洗浄工程
pH調整した溶液を30分間攪拌後、遠心分離装置としてTOMY社製:Suprema23及びスタンダードロータNA−16を用い、回転速度:3,000回転/分で、5分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前の容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を3回行った。
(B) First washing step After the pH-adjusted solution is stirred for 30 minutes, centrifugal separation is performed for 5 minutes at a rotational speed of 3,000 rpm using a TOMY Corporation: Superma23 and standard rotor NA-16 as a centrifugal separator. Separation was performed. After centrifugation, the supernatant solution was discharged, the gel precipitate was redispersed in pure water, and returned to the volume before centrifugation. Such desalting treatment by centrifugation was performed three times.

3回目の脱塩処理後のゲル状沈殿物を、重量濃度が60g/kgとなるように純水に分散し、HORIBA社製:F−55及び電気伝導率セル:9382−10Dを用いて、常温(25℃)で電気伝導率を測定したところ、1.3S/mであった。   The gel-like precipitate after the third desalting treatment was dispersed in pure water so that the weight concentration was 60 g / kg, using HORIBA: F-55 and conductivity cell: 9382-10D, It was 1.3 S / m when electrical conductivity was measured at normal temperature (25 degreeC).

(c)合成工程
脱塩処理3回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に、濃度:1mol/Lの塩酸を135mL加えてpH=3.5に調整し、30分間攪拌した。
このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度を、ICP発光分光装置:P−4010(日立製作所社製)を用いて、常法により測定したところ、ケイ素原子濃度は213mmol/Lであり、アルミニウム原子濃度は426mmol/Lであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、98℃で48時間(2日間)加熱した。
(C) Synthesis step 135 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L was added to the gel-like precipitate obtained after discharging the supernatant in the third desalting treatment, and the pH was adjusted to 3.5, followed by stirring for 30 minutes.
When the silicon atom concentration and the aluminum atom concentration in the solution at this time were measured by an ordinary method using an ICP emission spectrometer: P-4010 (manufactured by Hitachi, Ltd.), the silicon atom concentration was 213 mmol / L, The aluminum atom concentration was 426 mmol / L.
The solution was then placed in a dryer and heated at 98 ° C. for 48 hours (2 days).

(d)第二洗浄工程
加熱後溶液(アルミニウムケイ酸塩濃度47g/L)に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を188mL添加し、pH=9.1に調整した。pH調整により溶液中のアルミニウムケイ酸塩を凝集させ、第一洗浄工程と同様の遠心分離でこの凝集体を沈殿させることで、上澄み液を排出した。これに純水を添加して遠心分離前の容積に戻すという脱塩処理を3回行った。
(D) Second washing step 188 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to the heated solution (aluminum silicate concentration 47 g / L) to adjust the pH to 9.1. The aluminum silicate in the solution was aggregated by adjusting the pH, and the aggregate was precipitated by the same centrifugal separation as in the first washing step, whereby the supernatant was discharged. The desalting process of adding pure water to this and returning to the volume before centrifugation was performed 3 times.

3回目の脱塩処理後のゲル状沈殿物を、重量濃度が60g/kgとなるように純水に分散し、HORIBA社製:F−55及び電気伝導率セル:9382−10Dを用いて、常温(25℃)で電気伝導率を測定したところ、0.6S/mであった。   The gel-like precipitate after the third desalting treatment was dispersed in pure water so that the weight concentration was 60 g / kg, using HORIBA: F-55 and conductivity cell: 9382-10D, It was 0.6 S / m when electrical conductivity was measured at normal temperature (25 degreeC).

脱塩処理3回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、60℃で16時間乾燥して30gの粉末を得た。得られた粉末を試料Aとした。   The gel-like precipitate obtained after the third desalting of the desalting treatment was dried at 60 ° C. for 16 hours to obtain 30 g of powder. The obtained powder was designated as Sample A.

<評価>
(構造評価)
試料Aの構造評価は、BET比表面積、全細孔容積、平均細孔直径、粉末X線回折によって行った。
<Evaluation>
(Structural evaluation)
The structural evaluation of Sample A was performed by BET specific surface area, total pore volume, average pore diameter, and powder X-ray diffraction.

BET比表面積、全細孔容積、そして平均細孔直径は、窒素吸着等温線の測定から解析した。評価装置には、QUANTACHROME社製:AUTOSORB−1(商品名)を用いた。BET比表面積を測定する際には、後述する試料の前処理を行った後、評価温度を77Kとし、評価圧力範囲を相対圧(飽和蒸気圧に対する平衡圧力)にて1未満としている。
また粉末X線回折は、リガク社製:Geigerflex RAD−2X(商品名)を用い、X線源としてCuKα線を用いて行なった。
BET specific surface area, total pore volume, and average pore diameter were analyzed from measurements of nitrogen adsorption isotherms. For the evaluation apparatus, QUANTACHROME: AUTOSORB-1 (trade name) was used. When measuring the BET specific surface area, after pretreatment of the sample described later, the evaluation temperature is 77K, and the evaluation pressure range is less than 1 in relative pressure (equilibrium pressure with respect to saturated vapor pressure).
Further, powder X-ray diffraction was performed using Rigaku Corporation: Geigerflex RAD-2X (trade name) and CuKα rays as an X-ray source.

ここで、BET比表面積、全細孔容積、そして平均細孔直径の評価に当たり、試料表面及び構造中に吸着している水分が、ガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、加熱による水分除去の前処理を行った。
本実施例では、0.05gの試料Aを投入した測定用セルに、真空ポンプで脱気及び加熱を自動制御で行い、試料Aを前処理した。この処理の詳細条件は、10Pa以下に減圧した後、110℃で加熱し、3時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温(25℃)まで自然冷却するという設定とした。
Here, in the evaluation of the BET specific surface area, the total pore volume, and the average pore diameter, the moisture adsorbed on the sample surface and the structure is considered to affect the gas adsorption capacity. Pre-treatment for removal was performed.
In this example, the sample A was pretreated by performing automatic degassing and heating with a vacuum pump into a measurement cell charged with 0.05 g of sample A. The detailed conditions of this treatment were set such that the pressure was reduced to 10 Pa or less, heated at 110 ° C., held for 3 hours or more, and then naturally cooled to room temperature (25 ° C.) while maintaining the reduced pressure.

評価の結果、試料AのBET比表面積は363m/g、全細孔容積は0.22cm/g、そして平均細孔直径は2.4nmとなった。
試料Aの粉末X線回折スペクトルにおいて、2θ=26.9°、そして40.3°にブロードなピークが観測された。さらに2θ=18.8°、20.3°、27.8°、40.6°、そして53.3°にシャープなピークが観測された。
As a result of the evaluation, the BET specific surface area of Sample A was 363 m 2 / g, the total pore volume was 0.22 cm 3 / g, and the average pore diameter was 2.4 nm.
In the powder X-ray diffraction spectrum of Sample A, broad peaks were observed at 2θ = 26.9 ° and 40.3 °. Furthermore, sharp peaks were observed at 2θ = 18.8 °, 20.3 °, 27.8 °, 40.6 °, and 53.3 °.

(VOC吸脱着能評価)
VOC吸脱着能評価には、日本ベル株式会社製:BELSORP−18(商品名)を用いた。VOC吸脱着能評価をする際は、後述する試料の前処理を行った後、評価温度を20℃とし、評価圧力範囲を相対圧(飽和蒸気圧に対する平衡圧力)にて1未満としている。
尚、VOC吸脱着能の評価に当たり、試料表面及び構造中に吸着している水分が、VOC吸脱着能に影響を及ぼすと考えられることから、加熱による水分除去の前処理を上記と同様にして行った。
(VOC adsorption / desorption ability evaluation)
BELSORP-18 (trade name) manufactured by Nippon Bell Co., Ltd. was used for VOC adsorption / desorption ability evaluation. When evaluating the VOC adsorption / desorption ability, after pre-treatment of the sample described later, the evaluation temperature is 20 ° C., and the evaluation pressure range is less than 1 in relative pressure (equilibrium pressure with respect to the saturated vapor pressure).
In the evaluation of the VOC adsorption / desorption ability, it is considered that the moisture adsorbed on the sample surface and structure affects the VOC adsorption / desorption ability. went.

試料AのVOC吸脱着能評価に当たりVOCとしてメタノールを使用した、メタノール吸脱着等温線の結果を図1に示す。図1について、横軸は、飽和蒸気圧pに対する平衡圧力pの比である相対圧[p/p]を示し、縦軸は、試料質量当たりのガス吸着量を標準状態(0℃、1気圧)の体積に換算して求めた吸着量[cm(STP)/g]を示す。
吸脱着等温線の測定は自動制御で5回連続測定した(図1参照)。尚、連続測定では、同一試料を用いているが、吸着脱着の1サイクル測定が終了する毎に、20℃、10Paにて1時間脱気し、それから次の測定を行うようにした。
FIG. 1 shows the results of a methanol adsorption / desorption isotherm using methanol as the VOC for the evaluation of the VOC adsorption / desorption ability of Sample A. In FIG. 1, the horizontal axis represents the relative pressure [p / p 0 ], which is the ratio of the equilibrium pressure p to the saturated vapor pressure p 0 , and the vertical axis represents the gas adsorption amount per sample mass in a standard state (0 ° C., The adsorption amount [cm 3 (STP) / g] determined by converting to a volume of 1 atm) is shown.
The adsorption / desorption isotherm was measured five times by automatic control (see FIG. 1). In the continuous measurement, the same sample was used, but each time one cycle measurement of adsorption / desorption was completed, degassing was performed at 20 ° C. and 10 Pa for 1 hour, and then the next measurement was performed.

吸脱着の連続測定について、吸脱着1サイクル目測定と2〜5サイクル目の吸脱着測定を比較すると、相対圧0.8における吸着量変化率は−33%であった。
これは、圧力変化のみではメタノールを脱着できない(110℃を超えるように更に加熱しなければ脱着しない)吸着サイトが33%存在するということを示している。
Regarding the continuous measurement of adsorption / desorption, when the adsorption / desorption measurement at the first cycle of adsorption / desorption and the adsorption / desorption measurement at the second to fifth cycles were compared, the rate of change in adsorption amount at a relative pressure of 0.8 was −33%.
This indicates that 33% of adsorption sites exist in which methanol cannot be desorbed only by pressure change (it is not desorbed unless further heated to exceed 110 ° C.).

<参考例>
−従来合成法−
濃度:180mmol/Lの塩化アルミニウム水溶液(500mL)に、濃度:74mmol/Lのオルトケイ酸ナトリウム水溶液(500mL)を加え、30分間攪拌した。この溶液に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下速度2mL/分で93mL加え、pH=7.0に調整した。
<Reference example>
-Conventional synthesis method-
A concentration: 74 mmol / L sodium orthosilicate aqueous solution (500 mL) was added to an aluminum chloride aqueous solution (500 mL) having a concentration of 180 mmol / L, followed by stirring for 30 minutes. To this solution, 93 mL of a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 mol / L was added at a dropping rate of 2 mL / min, and the pH was adjusted to 7.0.

pH調整した溶液を30分間攪拌後、遠心分離装置としてTOMY社製:Suprema23及びスタンダードロータNA−16を用い、回転速度:3,000回転/分で、5分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前の容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を3回行った。   After the pH-adjusted solution was stirred for 30 minutes, centrifugal separation was carried out for 5 minutes at a rotational speed of 3,000 rpm using a TOMY Corporation: Superma23 and standard rotor NA-16 as a centrifugal separator. After centrifugation, the supernatant solution was discharged, the gel precipitate was redispersed in pure water, and returned to the volume before centrifugation. Such desalting treatment by centrifugation was performed three times.

脱塩処理3回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に純水を加え、容積を12Lとした。その溶液に濃度:1mol/Lの塩酸を60mL加えてpH=4.0に調整し、30分間攪拌した。なお、このときの溶液中のSiの濃度は2mmol/L、Alの濃度は4mmol/Lであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、98℃で96時間(4日間)加熱した。
Pure water was added to the gel-like precipitate obtained after the third desalting of the desalting treatment to make the volume 12 L. The solution was adjusted to pH = 4.0 by adding 60 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L and stirred for 30 minutes. At this time, the Si concentration in the solution was 2 mmol / L, and the Al concentration was 4 mmol / L.
The solution was then placed in a dryer and heated at 98 ° C. for 96 hours (4 days).

加熱後溶液(アルミニウムケイ酸塩濃度0.4g/L)に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を60mL添加し、pH=9.0に調整した。pH調整により溶液を凝集させ、上記と同様の遠心分離でこの凝集体を沈殿させることで、上澄み液を排出した。これに純水を添加して遠心分離前の容積に戻すという脱塩処理を3回行った。   To the solution after heating (aluminum silicate concentration 0.4 g / L), 60 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 9.0. The solution was aggregated by adjusting the pH, and the aggregate was precipitated by the same centrifugal separation as described above, whereby the supernatant was discharged. The desalting process of adding pure water to this and returning to the volume before centrifugation was performed 3 times.

脱塩処理後に得たゲル状沈殿物を、60℃で72時間(3日間)乾燥して4.8gの粉末を得た。得られた粉末を試料Bとした。   The gel-like precipitate obtained after the desalting treatment was dried at 60 ° C. for 72 hours (3 days) to obtain 4.8 g of powder. The obtained powder was designated as Sample B.

<評価>
(構造評価)
試料BのBET比表面積は323m/g、全細孔容積は0.22cm/g、そして平均細孔直径は2.7nmとなった。
試料Bの粉末X線回折スペクトルにおいては、2θ=4.8°、9.7°、14.0°、18.3、27.3°、そして40.8°にブロードなピークが観測された。
<Evaluation>
(Structural evaluation)
Sample B had a BET specific surface area of 323 m 2 / g, a total pore volume of 0.22 cm 3 / g, and an average pore diameter of 2.7 nm.
In the powder X-ray diffraction spectrum of Sample B, broad peaks were observed at 2θ = 4.8 °, 9.7 °, 14.0 °, 18.3, 27.3 °, and 40.8 °. .

(VOC吸脱着能評価)
VOCとしてメタノールを使用して、実施例1と同様にして、吸脱着等温線の連続測定を行なった。結果を図2に示す。
次にVOCとして、メタノール、エタノール、アセトン及びメチルエチルケトンを使用して、それぞれのVOCに対する真空乾燥直後の吸着等温線を測定した。結果を図4に示す。
(VOC adsorption / desorption ability evaluation)
Using methanol as the VOC, the adsorption / desorption isotherm was continuously measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
Next, methanol, ethanol, acetone, and methyl ethyl ketone were used as VOCs, and adsorption isotherms immediately after vacuum drying for each VOC were measured. The results are shown in FIG.

吸脱着の連続測定について、吸脱着1サイクル目測定と2〜5サイクル目の吸脱着測定を比較すると、相対圧0.8における吸着量変化率は−23%であった。
これは、圧力変化のみではメタノールを脱着できない(110℃を超えるように更に加熱しなければ脱着しない)吸着サイトが23%存在するということを示している。
Regarding the continuous measurement of adsorption / desorption, when the adsorption / desorption measurement at the first cycle of adsorption / desorption and the adsorption / desorption measurement at the second to fifth cycles were compared, the rate of change in adsorption amount at a relative pressure of 0.8 was -23%.
This indicates that there is 23% of adsorption sites where methanol cannot be desorbed only by pressure change (it will not desorb unless further heated to exceed 110 ° C.).

<比較例1>
市販品のゼオライト(和光純薬工業株式会社製、商品名:モレキュラーシーブス13X)を試料Cとした。試料Cを用いて実施例1と同様にして、VOC吸脱着能を評価した。結果を図3に示す。
またVOCとして、メタノール、エタノール、アセトン及びメチルエチルケトンを使用して、それぞれのVOCに対する真空乾燥直後の吸着等温線を測定した。結果を図5に示す。
<Comparative Example 1>
Sample C was a commercially available zeolite (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: Molecular Sieves 13X). Using sample C, the VOC adsorption / desorption ability was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
Moreover, the methanol, ethanol, acetone, and methyl ethyl ketone were used as VOC, and the adsorption isotherm immediately after vacuum drying with respect to each VOC was measured. The results are shown in FIG.

吸脱着の連続測定について、吸脱着1サイクル目測定と2〜5サイクル目の吸脱着測定を比較すると、相対圧0.8における吸着量変化率は−63%であった。
これは、圧力変化のみではメタノールを脱着できない(110℃を超えるように更に加熱しなければ脱着しない)吸着サイトが63%存在するということを示している。
Regarding the continuous measurement of adsorption / desorption, when the adsorption / desorption measurement at the first cycle of adsorption / desorption and the adsorption / desorption measurement at the second to fifth cycles were compared, the rate of change in adsorption amount at a relative pressure of 0.8 was −63%.
This indicates that 63% of adsorption sites exist in which methanol cannot be desorbed only by a pressure change (it does not desorb unless further heated to exceed 110 ° C.).

以上から、本発明の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法によって、従来法で製造されたアルミニウムケイ酸塩と同様の優れたVOC吸脱着能を有する揮発性有機化合物吸着剤を、優れた生産性で製造できることが分かる。
また、本発明の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法によって製造されたアルミニウムケイ酸塩は、従来法で製造されたアルミニウムケイ酸塩と同様に、種々のVOCに対して優れた吸着能を示すことが予想される。
From the above, by the method for producing a volatile organic compound adsorbent of the present invention, a volatile organic compound adsorbent having excellent VOC adsorption / desorption ability similar to that of aluminum silicate produced by a conventional method can be obtained. It can be seen that it can be manufactured.
Moreover, the aluminum silicate manufactured by the manufacturing method of the volatile organic compound adsorbent of this invention shows the adsorbability which was excellent with respect to various VOC similarly to the aluminum silicate manufactured by the conventional method. It is expected that.

Claims (9)

(a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、
(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、
(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、
(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
(A) A reaction product is obtained by mixing a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions such that the ratio Si / Al of silicon atoms to aluminum atoms is 0.4 to 0.6 in molar ratio. Process,
(B) a step of desalting and solid-separating the reaction product;
(C) A step of subjecting the solid separated in the step (b) to a heat treatment in an aqueous medium in the presence of an acid under a concentration condition in which the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. When,
(D) A method for producing a volatile organic compound adsorbent, comprising: desalting and solid-separating the product obtained by the heat treatment in the step (c).
(a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、
(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、
(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、ケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、
(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、pH8〜10で脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
(A) A reaction product is obtained by mixing a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions such that the ratio Si / Al of silicon atoms to aluminum atoms is 0.4 to 0.6 in molar ratio. Process,
(B) a step of desalting and solid-separating the reaction product;
(C) A step of subjecting the solid separated in the step (b) to a heat treatment in an aqueous medium in the presence of an acid under a concentration condition in which the silicon atom concentration is 100 mmol / L or more and the aluminum atom concentration is 100 mmol / L or more. When,
(D) A method for producing a volatile organic compound adsorbent, comprising: desalting and solid-separating the product obtained by heat treatment in the step (c) at a pH of 8 to 10.
前記(c)工程は、pHを3以上7未満に調整し、温度80℃〜160℃で、96時間以内の間、加熱処理する工程である、請求項1又は請求項2に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。   The volatile property according to claim 1 or 2, wherein the step (c) is a step of adjusting the pH to 3 or more and less than 7 and performing a heat treatment at a temperature of 80 ° C to 160 ° C for 96 hours. A method for producing an organic compound adsorbent. 前記(a)工程は、前記ケイ酸イオンを含む溶液のケイ素原子濃度が100mmol/L以上であるように、前記ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合する工程である、請求項2又は請求項3に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。 The step (a), as a silicon atom concentration of the solution containing the silicate ions is 100 mmol / L or more, a step of mixing a solution comprising a solution and aluminum ions containing the silicate ions, claim The manufacturing method of the volatile organic compound adsorption agent of Claim 2 or Claim 3. (a)ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を、アルミニウム原子に対するケイ素原子の比Si/Alがモル比で0.4〜0.6となるように混合して反応生成物を得る工程と、
(b)前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程と、
(c)前記工程(b)で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下、pH3以上5以下でケイ素原子濃度が100mmol/L以上且つアルミニウム原子濃度が100mmol/L以上となる濃度条件で加熱処理する工程と、
(d)前記工程(c)で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程と、を有する揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。
(A) A reaction product is obtained by mixing a solution containing silicate ions and a solution containing aluminum ions such that the ratio Si / Al of silicon atoms to aluminum atoms is 0.4 to 0.6 in molar ratio. Process,
(B) a step of desalting and solid-separating the reaction product;
(C) Concentration conditions in which the solid separated in the step (b) is in an aqueous medium in the presence of an acid and has a pH of 3 to 5 and a silicon atom concentration of 100 mmol / L or more and an aluminum atom concentration of 100 mmol / L or more. A step of heat-treating with,
(D) A method for producing a volatile organic compound adsorbent, comprising: desalting and solid-separating the product obtained by the heat treatment in the step (c).
前記(b)工程で固体分離されたものは、重量濃度が60g/kgとなるように水に分散させた場合の電気伝導率が4.0S/m以下である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。   The solid separated in the step (b) has an electric conductivity of 4.0 S / m or less when dispersed in water so that the weight concentration is 60 g / kg. The manufacturing method of the volatile organic compound adsorption agent of any one of these. 前記(b)工程は、前記反応生成物を水性媒体に分散して分散物を得る工程と、前記分散物のpHを5〜7に調整して反応生成物を析出させる工程と、を含む、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。   The step (b) includes a step of dispersing the reaction product in an aqueous medium to obtain a dispersion, and a step of adjusting the pH of the dispersion to 5 to 7 to precipitate the reaction product. The manufacturing method of the volatile organic compound adsorption agent of any one of Claims 1-6. 前記揮発性有機化合物吸着剤は、BET比表面積が250m/g以上であり、全細孔容積が0.1cm/g以上であり、平均細孔直径が1.5nm以上であり、CuKα線による粉末X線回折スペクトルが2θ=26.9°近辺及び40.3°近辺にピークを有するものである、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法。 The volatile organic compound adsorbent has a BET specific surface area of 250 m 2 / g or more, a total pore volume of 0.1 cm 3 / g or more, an average pore diameter of 1.5 nm or more, and a CuKα ray. The volatile organic compound adsorbent according to any one of claims 1 to 7, wherein the powder X-ray diffraction spectrum according to claim 1 has peaks at 2θ = 26.9 ° and around 40.3 °. Production method. 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の揮発性有機化合物吸着剤の製造方法により製造される、揮発性有機化合物吸着剤。   The volatile organic compound adsorption agent manufactured by the manufacturing method of the volatile organic compound adsorption agent of any one of Claims 1-8.
JP2011076651A 2011-03-30 2011-03-30 Method for producing volatile organic compound adsorbent Expired - Fee Related JP5679317B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011076651A JP5679317B2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for producing volatile organic compound adsorbent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011076651A JP5679317B2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for producing volatile organic compound adsorbent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012210560A JP2012210560A (en) 2012-11-01
JP5679317B2 true JP5679317B2 (en) 2015-03-04

Family

ID=47265004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011076651A Expired - Fee Related JP5679317B2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for producing volatile organic compound adsorbent

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5679317B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117148A (en) * 2013-12-18 2015-06-25 コニカミノルタ株式会社 Tubular aluminum silicate and method of producing aluminum silicate
JP7039853B2 (en) * 2017-03-31 2022-03-23 戸田工業株式会社 Amorphous aluminosilicate particle powder and its manufacturing method, slurry and molded product

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764550B2 (en) * 1986-02-19 1995-07-12 花王株式会社 Method for producing amorphous aluminosilicate
JP4269050B2 (en) * 2003-05-21 2009-05-27 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing aluminum silicate tubular structure
JP2006240956A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Amorphous aluminum silicate, adsorbent having the same, dehumidifying rotor and air conditioner
JP2011056494A (en) * 2009-08-10 2011-03-24 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Water-soluble volatile organic compound adsorbent

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012210560A (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101907048B1 (en) Aluminum silicate, metal ion adsorbent, and method for producing same
JP4714931B2 (en) Method for producing amorphous aluminum silicate, amorphous aluminum silicate obtained by the method, and adsorbent using the same
US10189716B2 (en) Zeolite monolith and method of making the same, composite with zeolite monolith and method of making the same, and method for incorporating two or more zeolite monoliths
EP2138227B1 (en) Method for producing carbon dioxide adsorbent and method of adsorbing and desorbing carbon dioxide
Wang et al. Mesoporous hollow silicon spheres modified with manganese ion sieve: Preparation and its application for adsorption of lithium and rubidium ions
JP5679317B2 (en) Method for producing volatile organic compound adsorbent
JP6426213B2 (en) Amorphous aluminum silicate and method for producing the same
JP7110792B2 (en) Method for producing silver ion-exchanged zeolite
JP5665118B2 (en) Method for producing volatile organic compound adsorbent and volatile organic compound adsorbent produced by the method
JP2019042639A (en) Carbon dioxide adsorbent, regeneration process of carbon dioxide adsorbent, and production process of elimination-type layered metal hydroxide
JP2002003208A (en) Method for refining hydrogen gas
JP2005219955A (en) Crystalline inorganic porous material and its production method
JP6303791B2 (en) Method for producing strontium clinoptilolite
JP6890947B2 (en) Aluminum silicate complex
Eskandari et al. Investigation of the use of various silica source on NaX zeolite properties
JP2018043207A (en) Metal ion adsorbent
JP7086342B2 (en) CO2 separator and its manufacturing method
JP5324369B2 (en) Method for producing alkene adsorption / desorption agent
JP2015017032A (en) Aluminum silicate complex
WO2001080991A1 (en) Selective adsorbent for nitrogen and method for separating air using the same
JP2005219956A (en) Crystalline inorganic porous material and its production method
JP2007223826A (en) Heat-resistant activated carbon and method of manufacturing the same
JP2014051408A (en) Aluminum silicate
Masoumifard et al. Synthesis of microporous/mesoporous core–shell materials with crystalline zeolitic shell and supported metal oxide silica core
JP2003261322A (en) Alkyl-containing clay crosslinked body and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20130426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130426

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130807

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130807

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5679317

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees