JP7135319B2 - キセノン吸着剤 - Google Patents

キセノン吸着剤 Download PDF

Info

Publication number
JP7135319B2
JP7135319B2 JP2017250092A JP2017250092A JP7135319B2 JP 7135319 B2 JP7135319 B2 JP 7135319B2 JP 2017250092 A JP2017250092 A JP 2017250092A JP 2017250092 A JP2017250092 A JP 2017250092A JP 7135319 B2 JP7135319 B2 JP 7135319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
xenon
zeolite
exchanged
kpa
adsorption amount
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.)
Active
Application number
JP2017250092A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019077603A (ja
Inventor
茂 平野
敬助 徳永
宏 岡庭
めぐ 福井
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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 Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Publication of JP2019077603A publication Critical patent/JP2019077603A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7135319B2 publication Critical patent/JP7135319B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229—Compounds of Fe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0233—Compounds of Cu, Ag, Au
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0233—Compounds of Cu, Ag, Au
    • B01J20/0237—Compounds of Cu
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28071—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being less than 0.5 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/2808—Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/061—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing metallic elements added to the zeolite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/072—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
    • B01J29/66—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/67—Noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
    • B01J29/66—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/68—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74—Noble metals
    • B01J29/743—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74—Noble metals
    • B01J29/7476—MWW-type, e.g. MCM-22, ERB-1, ITQ-1, PSH-3 or SSZ-25
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/30—Ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0036—Physical processing only
    • C01B23/0052—Physical processing only by adsorption in solids
    • C01B23/0057—Physical processing only by adsorption in solids characterised by the adsorbent
    • C01B23/0068—Zeolites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/44—Ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/46—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/20—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements in the catalyst composition comprising the molecular sieve, but not specially in or on the molecular sieve itself
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0029—Obtaining noble gases
    • C01B2210/0037—Xenon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30—Three-dimensional structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/84—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by UV- or VIS- data

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

本発明は、キセノン吸着剤に関する。本発明のキセノン吸着剤は、例えば、混合ガスからのキセノンを選択的に吸着して回収する用途に有用である。
キセノンの用途としては、特許文献１に記載されているような、医療業界での麻酔ガス、医学画像、イオン推進エンジン（宇宙空間）、フラットパネルディスプレイ（プラズマ）及び高輝度放電（ＨＩＤ）ライトが挙げられる。
また、特許文献２に記載されているような、半導体集積回路、液晶パネル、太陽電池パネル、磁気ディスク等の半導体製品を製造する工程でもキセノンは使用され、近年はより高度な処理を行うためにキセノンの使用量が増加している。
しかし、キセノンは大気の微量成分（８７ｐｐｂ）であり、空気からの分離により得るためには、１Ｌのキセノンを得るのに１１，０００，０００Ｌの空気を必要とする。このため、キセノンは非常に高価なガスとなる。
このため、キセノンを含む混合ガスからキセノンを吸着回収することが求められる。
特許文献１には、Ｘｅ／Ｎ２選択比が６５未満の吸着剤として、アルミナ、ゼオライト、シリカゲル及び活性炭が挙げられているが、具体的な吸着剤は例示されていない。
特許文献２には、易吸着成分としてのキセノンを吸着する吸着剤として、活性炭、Ｎａ－Ｘ型ゼオライト、Ｃａ－Ｘ型ゼオライト、Ｃａ－Ａ型ゼオライト、Ｌｉ－Ｘ型ゼオライトが開示されているが、低濃度のキセノンを吸着させる吸着剤としては十分な性能を有しているとは言えなかった。
キセノン吸着剤として、特許文献３には銀イオン交換ＺＳＭ５が、特許文献４にはＣａ－Ｘ型ゼオライトまたはＮａ－Ｙ型ゼオライトが開示されているが、低濃度のキセノンを吸着させる吸着剤としては十分な性能を有しているとは言えなかった。
また、特許文献５にはキセノン吸着剤として細孔径５Å以上の合成ゼオライト、細孔径５Å以上のモレキュラーシービングカーボンが挙げられているが、具体的な吸着剤は例示がない。
いずれの吸着剤も、特に低濃度のキセノンを吸着させる吸着剤としては十分な性能を有しているとは言えなかった。
特許第５４４９２８９号 特開２００６－６１８３１号 特許第５３９２７４５号 特許第３８２４８３８号 特開２００８－１３７８４７号
本発明は、従来のキセノン吸着剤よりも、特に低濃度のキセノン吸着量が大きく、更には空気成分の一種である窒素に対する選択性が高いキセノン吸着剤を提供するものである。本発明のキセノン吸着剤は、混合ガスから効率的にキセノンを吸着させることが可能である。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、キセノン吸着剤として、細孔径が３．５～５Åの範囲で、シリカアルミナモル比が１０～３０の範囲であるゼオライトが優れることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、細孔径が３．５～５Åの範囲で、シリカアルミナモル比が１０～３０の範囲であるゼオライトを含有することを特徴とするキセノン吸着剤である。
以下、本発明について説明する。
本発明のキセノン吸着剤は、細孔径が３．５～５Åの範囲で、シリカアルミナモル比が１０～３０の範囲であるゼオライトを含有するものである。
ここに、細孔径とは、国際ゼオライト学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｚｅｏｌｉｔｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）２００７年発行のゼオライト構造データ集「Ａｔｌａｓ ｏｆ Ｚｅｏｌｉｔｅ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｔｙｐｅｓ」（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ出版）に記載の細孔径を指す（ただし、細孔が楕円状の場合は吸着分子を形状的に制限する短径とする）。
細孔径３．５～５Åの範囲のゼオライトのキセノン吸着性能が優れる理由は定かではないが、キセノン分子の大きさである約４Åと近いことが影響している可能性がある。細孔径が４Åより小さいゼオライトでも、結晶骨格の熱振動により細孔径は変化するため、キセノンの吸着は可能となる。細孔径が３．５Å未満の場合は、キセノンが吸着されず、５Åを超える場合はキセノンと共存する他の成分の吸着が優勢となる。細孔径は、キセノンをより吸着させるため、３．５Å以上４．５Å未満の範囲であることが好ましい。
シリカアルミナモル比とは、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比のことであり、１０未満の場合は、吸着点となる金属成分が多く、極性が強くなりすぎてキセノンと共存する他の成分の吸着が優勢となり、３０を超える場合は吸着点となる金属成分が少なく、十分な吸着性能を有さない。
本発明のキセノン吸着剤に用いられるゼオライトに含まれる金属成分として、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、鉄、銅、銀から選択される少なくとも１種類を含んでいることが好ましく、特に、ナトリウム、銀から選択される少なくとも１種類を含んでいることが好ましい。キセノンは単原子分子であるため極性を持たない分子であるが、外部から電場を与えることで双極子が誘起され、極性を持つようになり、ゼオライトに吸着するようになる。双極子を誘起する金属成分として前記の金属成分が優れる。
前記の金属成分は、キセノンをより効果的に吸着させるために、ゼオライトのアルミニウムに対して０．１～１．０当量（価数ｎの金属イオンについて、金属／Ａｌモル比に金属の価数ｎを乗じた値。以下同じ）が好ましく、０．４～１．０当量がさらに好ましく、０．５～１．０当量が特に好ましい。
さらに、本発明のキセノン吸着剤が含有する銀は、空気中５００℃で焼成後に測定した紫外可視吸光スペクトルが２９０～３５０ｎｍに吸光ピークを有し、かつ、該吸光ピークが３１０～３３０ｎｍに最大値を有する特徴がある。紫外可視吸光スペクトルを測定するキセノン吸着剤の焼成は、一般的な箱型のマッフル炉を用いて、１．０～１．２分間当りマッフル炉の内容積と等しい量の乾燥空気を吹き込みながら、１時間４０分間で昇温し、５００℃で３時間焼成を行った。紫外可視吸光スペクトルは上記のように５００℃で焼成した試料を拡散反射法により室温で測定したものである。
本発明のキセノン吸着剤は、より高いキセノン吸着量を得るために、銀の含有量が１～２０重量％であることが好ましく、３～１８重量％がさらに好ましく、４～１５重量％が特に好ましい。
ゼオライトに金属成分を修飾する方法は特に限定されず、イオン交換法、含浸法、蒸発乾固法などが使用できる。イオン交換法としては、ゼオライトと所望のイオンを含有する溶液とをゼオライト中のイオン量が所望の濃度になるまで接触させることにより達成される。回分法、流通法など一般的なイオン交換法が適用可能である。なお、金属成分の修飾は、キセノン吸着剤が粉末であっても、成形体であってもよく、いずれでも可能である。成形体のキセノン吸着剤を製造する際には、ゼオライト粉末を金属修飾した後に成形体とすることも、ゼオライト粉末を成形体とした後に金属修飾を行うことも、何れでも可能である。さらに、銀を含有するキセノン吸着剤は３００℃から７００℃、好ましくは４００℃から６００℃の温度で熱処理（焼成）することによりキセノンの吸着性能を向上させることができる。焼成雰囲気は空気、窒素などの不活性雰囲気のいずれでもよい。
本発明のキセノン吸着剤に用いられるゼオライトとしては、ＣＨＡ型、ＦＥＲ型、ＨＥＵ型、ＭＷＷ型から選択される少なくとも１種類の構造を含むことが好ましい。中でもＣＨＡ型、ＦＥＲ型、ＨＥＵ型、ＭＷＷ型が好ましく、ＦＥＲ型が最も好ましい。ＦＥＲ型は細孔径が４．２Å程度であり、キセノン分子サイズと細孔径が最も近いため、キセノン吸着性能が優れるものと推測される。ＣＨＡ型のゼオライトとしては、例えば、チャバサイト等があげられ、ＦＥＲ型のゼオライトとしては、例えば、フェリエライト等があげられ。ＨＥＵ型のゼオライトとしては、例えば、ヒューランダイト、クリノプチロライト等があげられ、ＭＷＷ型のゼオライトとしては、例えば、ＭＣＭ－２２、ＩＴＱ－１、ＳＳＺ－２５等があげられる。
本発明のキセノン吸着剤に用いられる細孔径が３．５～５Åの範囲で、シリカアルミナモル比が１０～３０の範囲のゼオライトであり、好ましくはＣＨＡ型、ＦＥＲ型、ＨＥＵ型、ＭＷＷ型のゼオライトは、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、必要に応じて構造指向剤の混合物を水熱下で結晶化することで製造することができる。
シリカ源は、例えば、コロイダルシリカ、無定型シリカ、珪酸ナトリウム、テトラエチルオルトシリケート、アルミノシリケートゲル等を使用することができる。
アルミナ源は、例えば、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミノシリケートゲル、金属アルミニウム等を用いることができる。シリカ源及びアルミナ源は、他の原料と十分均一に混合できる形態のものが好ましい。
アルカリ源は、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウムの水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩などの各種の塩、アルミン酸塩中、珪酸塩中、アルミノシリケートゲル中のアルカリ成分等を用いることができる。
構造指向剤も必要に応じて使用することができる。構造指向剤としては、例えば、アミン類等が使用でき、アミン類としては、例えば、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウムハロゲン化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウムハロゲン化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウムハロゲン化物、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウム水酸化物、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウムハロゲン化物、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウム炭酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウムメチルカーボネート塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウム硫酸塩などから選ばれる少なくとも１種類を含んで使用することができる。
ゼオライトの結晶化はオートクレーブを使用することができ、結晶化の温度は１００℃以上、２５０℃以下、好ましくは１１０℃以上、２００℃以下、更に好ましくは１２０℃以上、１９０℃以下とすることができる。結晶化時間は１２時間以上、９６時間以内、好ましくは１４時間以上、８４時間以内、更に好ましくは１６時間以上、７２時間以内とすることができる。結晶化は静置、撹拌下のいずれでも行うことができる。
結晶化終了後は、固液分離を行い、余剰のアルカリ溶液を純水、温水などで洗浄することができる。洗浄後は乾燥することができる。乾燥温度は８０℃以上、２００℃以下であればよい。構造指向剤を含む場合は、乾燥後に熱分解処理によって除去することができる。
上に記載した方法で製造されたゼオライトは、そのままでキセノン吸着剤とすることができる。また、ゼオライトをバインダーと混合して成形体のキセノン吸着剤とすることもできる。
本発明のキセノン吸着剤は成形体とすることができる。混合ガスを分離する時は成形体とする方が扱いやすい。成形する方法は特に限定されない。成形に使用されるバインダーとしては、例えば、粘土、アルミナ、シリカなどの無機系バインダー等が使用できる。また成形する時には成形助剤としてセルロースなどの有機系助剤、リン酸塩などの無機系助剤等を使用することができる。成形体の形状は、例えば、球状、円柱状、三つ葉型、楕円状、俵型、リング状等とすることができる。成形体の大きさは、直径として０．５～３ｍｍの大きさとすることができる。成形体はバインダーを焼結させるために４００～６５０℃程度の温度で、空気、窒素などの不活性ガス中で焼成することができる。
本発明のキセノン吸着剤は混合ガスから低濃度でもキセノンを効率よく吸着することができる。
銀を含有するキセノン吸着剤の紫外可視吸光スペクトルである。 図１の３２０ｎｍ付近の吸光ピークを拡大したものである。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜キセノン吸着量及び窒素吸着量の測定＞
吸着量の測定は、定容量式吸着測定装置（ＢＥＬＳＯＲＰ ２８ＳＡ：マイクロトラックベル社製）を使用した。吸着剤は３５０℃で２時間、０．０１Ｐａ以下の真空下で前処理した。吸着温度は２５℃で測定した。キセノン吸着量は圧力１ｋＰａの時の吸着量、窒素吸着量は１００ｋＰａの時の吸着量を求めた。
＜キセノン選択性＞
キセノン選択性は式（１）で算出した。
キセノン選択性＝（１ｋＰａのキセノン吸着量／１ｋＰａ）／（１００ｋＰａの窒素吸着量／１００ｋＰａ） （１）
＜紫外可視吸光スペクトルの測定＞
銀を含有するキセノン吸着剤の紫外可視吸光スペクトルの測定は、内容積３０Ｌのマッフル炉に２５Ｌ／ｍｉｎの流量で乾燥空気を吹き込みながら、１時間４０分間で昇温し、５００℃で３時間焼成を行った試料を、積分球ユニットを備えた紫外可視分光光度計（Ｖ－６５０：日本分光社製）を使用して拡散反射法により室温で測定した。測定条件は、２００～４００ｎｍの波長範囲を２分間で測定を行った。
実施例１
Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウム水酸化物２５％水溶液７．５ｇ、純水３７．０ｇ、水酸化ナトリウム４８％水溶液１．０ｇ、水酸化カリウム４８％水溶液１．４ｇ、及び、無定形アルミノシリケートゲル９．３ｇを加え、よく混合して原料組成物を得た。原料組成物の組成は、ＳｉＯ２を１とした場合のモル比として、Ａｌ２Ｏ３：０．０７２、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアダマンタンアンモニウム水酸化物：０．０６５、Ｎａ２Ｏ：０．０４４、Ｋ２Ｏ：０．０４４、Ｈ２Ｏ：１８であった。
この原料組成物を８０ｃｃのステンレス製オートクレーブに密閉し、５５ｒｐｍで回転させながら１５０℃で７０時間加熱した。加熱後の生成物を固液分離し、得られた固相を十分量の純水で洗浄し、１１０℃で乾燥して生成物を得た。粉末Ｘ線回折と蛍光Ｘ線分析から、生成物はＣＨＡ型ゼオライト単相であった。得られたＣＨＡ型ゼオライトの乾燥粉末を空気流通下６００℃で２時間焼成した（ＣＨＡ型ゼオライトの細孔径：３．８Å）。ＣＨＡ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１３、Ｎａ／Ａｌ比は０．２、Ｋ／Ａｌ比は０．４であった（アルミニウムに対する金属（Ｎａ＋Ｋ）量：０．６当量）。
このＣＨＡ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．１４ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．４７ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は２９．８であった。
実施例２
純水８２５ｇ、水酸化ナトリウム４８％水溶液４．９ｇ、水酸化カリウム４８％水溶液１３．５ｇ、及び、無定形アルミノシリケートゲル５５７ｇを加え、よく混合して原料組成物を得た。原料組成物の組成は、ＳｉＯ２を１とした場合のモル比として、Ａｌ２Ｏ３：０．０５１、Ｎａ２Ｏ：０．０７１、Ｋ２Ｏ：０．０１９、Ｈ２Ｏ：２１であった。
この原料組成物を２０００ｃｃのステンレス製オートクレーブに密閉し、撹拌しながら１８０℃で７２時間加熱した。加熱後の生成物を固液分離し、得られた固相を十分量の純水で洗浄し、１１０℃で乾燥して生成物を得た。粉末Ｘ線回折と蛍光Ｘ線分析から、生成物はＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å）単相であった。ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８、Ｎａ／Ａｌ比は０．３、Ｋ／Ａｌ比は０．７であった（アルミニウムに対する金属（Ｎａ＋Ｋ）量：１．０当量）。
得られたＦＥＲ型ゼオライト１００重量部に対して、アタパルジャイト粘土（ミニゲルＭＢ：アクティブミネラルズ製）２０重量部、カルボキシメチルセルロース３重量部、レオドール（ＴＷＬ－１２０：花王製）１重量部、純水１１０重量部を添加して、ミックスマラーで混練した。混練物を直径１．５ｍｍφの円柱状に押出し、成形した。成形物を１１０℃で乾燥した後、６５０℃で３時間を空気下で焼成し、キセノン吸着剤（成形体）を得た。
得られたキセノン吸着剤の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．３４ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．６０ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は５６．７であった。
実施例３
実施例１で得られた焼成後のＣＨＡ型ゼオライト（細孔径：３．８Å）を硝酸ナトリウム溶液でイオン交換を行った。得られたナトリウム交換ＣＨＡ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１３で、Ｎａ／Ａｌ比は０．８（アルミニウムに対する金属（Ｎａ）量：０．８当量）で、Ｋは含有していなかった。なお、イオン交換前のＮａ／Ａｌ比は０．２、Ｋ／Ａｌ比は０．４であった。
このナトリウム交換ＣＨＡ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．１７ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．６４ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は２６．６であった。
実施例４～７
実施例２で得られた結晶化後のＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å、成形する前の粉体、実施例６）、このＦＥＲ型ゼオライトを硝酸ナトリウム溶液（実施例４、５）、硝酸カリウム（実施例７）でイオン交換を行って、Ｎａ、Ｋ含有量の異なる４種のＦＥＲ型ゼオライトを調製した（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８）。それぞれの２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量、キセノン選択性を表１に記す。
Figure 0007135319000001
表１に示すように、ナトリウム交換量が多いほどキセノン吸着量が多く、またキセノン選択性に優れていた。
実施例８
アルミン酸ナトリウム水溶液（浅田化学製、Ａｌ２Ｏ３１９．３％、Ｎａ２Ｏ１９．６％）１．０７ｇと、４８％水酸化ナトリウム水溶液０．３９ｇと、純水５１．６ｇをよく混合し、これにヘキサメチレンイミン２．２７ｇ、無定形シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ－ＶＮ３：東ソーシリカ製、ＳｉＯ２９０．２％、Ａｌ２Ｏ３０．３８％、Ｎａ２Ｏ０．２５％）４．４０ｇを添加して、さらによく混合して原料組成物を得た。原料組成物の組成は、ＳｉＯ２を１とした場合のモル比として、Ａｌ２Ｏ３：０．０３３、ヘキサメチレンイミン：０．３５、Ｎａ２Ｏ：０．０９、Ｈ２Ｏ：４５であった。
この原料組成物を８０ｃｃのステンレス製オートクレーブに密封し、５５ｒｐｍで回転させながら１５０℃で７日間加熱した。加熱後の生成物を固液分離し、得られた固相を十分量の純水で洗浄し、１１０℃で乾燥し、さらに空気流通下６００℃で２時間焼成した。粉末Ｘ線回折から生成物はＭＷＷ型ゼオライト（細孔径：４．０Å）であった。また、蛍光Ｘ線分析から、ＭＷＷ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は２０であった。
得られたＭＷＷ型ゼオライト焼成品を硝酸ナトリウム溶液でイオン交換を行った。得られたナトリウム交換ＭＷＷ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は２０で、Ｎａ／Ａｌ比は０．６（アルミニウムに対する金属（Ｎａ）量：０．６当量）であった。
このナトリウム交換ＭＷＷ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．１７ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．４７ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は３６．２であった。
実施例９
実施例１で得られた焼成後のＣＨＡ型ゼオライト（細孔径：３．８Å）を硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＣＨＡ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１３で、Ａｇ／Ａｌ比は０．６（アルミニウムに対する金属（Ａｇ）量：０．６当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。この銀交換ＣＨＡ型ゼオライトの紫外可視吸光スペクトルを図１と図２に示した。図から明らかなように３１０～３３０ｎｍにピークトップを有する吸光ピークを有していた。
この銀交換ＣＨＡ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．８８ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．６５ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は１３５であった。
実施例１０
実施例２で得られた結晶化後のＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å、成形する前の粉体）を硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８で、Ａｇ／Ａｌ比は０．５（アルミニウムに対する金属（Ａｇ）量：０．５当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。この銀交換ＦＥＲ型ゼオライトの紫外可視吸光スペクトルを図１と図２に示した。図から明らかなように３１０～３３０ｎｍにピークトップを有する吸光ピークを有していた。
この銀交換ＦＥＲ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．７９ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．６３ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は１２５であった。
この銀交換ＦＥＲ型ゼオライトを乾燥空気雰囲気で４００、５００、６００℃で３時間焼成を行った（昇温速度：何れも５℃／ｍｉｎ）。焼成後の銀交換ゼオライトそれぞれの２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量、キセノン選択性を表２に記す。
Figure 0007135319000002
表２に示すように、４００℃から６００℃の焼成により、銀交換ゼオライトのキセノン吸着量は増加した。
実施例１１
実施例１０で得られた銀交換ＦＥＲ型ゼオライトを再度硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８で、Ａｇ／Ａｌ比は０．８（アルミニウムに対する金属（Ａｇ）量：０．８当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。この銀交換ＦＥＲ型ゼオライトの紫外可視吸光スペクトルを図１と図２に示した。図から明らかなように３１０～３３０ｎｍにピークトップを有する吸光ピークを有していた。
この銀交換ＦＥＲ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．９８ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．７４ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は１３２であった。
この銀交換ＦＥＲ型ゼオライトを乾燥空気雰囲気で５００℃で３時間焼成を行った（昇温速度：何れも５℃／ｍｉｎ）。焼成後の銀交換ゼオライトそれぞれの２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量、キセノン選択性を表２に記す。
表２に示すように、５００℃の焼成により、銀交換ゼオライトのキセノン吸着量は増加した。
実施例１２
実施例８で得られたＭＷＷ型ゼオライト（細孔径：４．０Å）を硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＭＷＷ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は２０で、Ａｇ／Ａｌ比は０．５（アルミニウムに対する金属（Ａｇ）量：０．５当量）で、Ｎａは含有していなかった。この銀交換ＭＷＷ型ゼオライトの紫外可視吸光スペクトルを図１と図２に示した。図から明らかなように３１０～３３０ｎｍにピークトップを有する吸光ピークを有していた。
この銀交換ＭＷＷ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．４９ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．３８ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は１２９であった。
実施例１３
実施例１で得られた焼成後のＣＨＡ型ゼオライト（細孔径：３．８Å）を硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＣＨＡ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１３で、Ａｇ／Ａｌ比は０．５（アルミニウムに対する金属（Ａｇ）量：０．５当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。この銀交換ＣＨＡ型ゼオライトの紫外可視吸光スペクトルを図１と図２に示した。図から明らかなように３１０～３３０ｎｍにピークトップを有する吸光ピークを有していた。
この銀交換ＣＨＡ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．７９ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．５９ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は１３４であった。
この銀交換ＣＨＡ型ゼオライトを乾燥空気雰囲気で４００、５００℃で３時間焼成を行った（昇温速度：何れも５℃／ｍｉｎ）。焼成後の銀交換ゼオライトそれぞれの２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量、キセノン選択性を表２に記す。
表２に示すように、４００℃から５００℃の焼成により、銀交換ゼオライトのキセノン吸着量は増加した。
実施例１４
実施例２で得られた結晶化後のＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å、成形する前の粉体）を塩化アンモニウム溶液でイオン交換を行い、続いて硝酸カルシウム溶液でイオン交換を行った。得られたカルシウム交換ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８で、Ｃａ／Ａｌ比は０．４５（アルミニウムに対する金属（Ｃａ）量：０．９０当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。
このカルシウム交換ＦＥＲ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．５５ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．７０ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は７８．６であった。
実施例１５
実施例２で得られた結晶化後のＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å、成形する前の粉体）を塩化アンモニウム溶液でイオン交換を行い、続いて硝酸マグネシウム溶液でイオン交換を行った。得られたマグネシウム交換ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８で、Ｍｇ／Ａｌ比は０．４５（アルミニウムに対する金属（Ｍｇ）量：０．９０当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。
このマグネシウム交換ＦＥＲ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．３６ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．５０ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は７２．０であった。
実施例１６
実施例２で得られた結晶化後のＦＥＲ型ゼオライト（細孔径：４．２Å、成形する前の粉体）を塩化アンモニウム溶液でイオン交換を行い、続いて塩化リチウム溶液でイオン交換を行った。得られたリチウム交換ＦＥＲ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は１８で、Ｌｉ／Ａｌ比は１．０（アルミニウムに対する金属（Ｌｉ）量：１．０当量）で、Ｎａ、Ｋは含有していなかった。
このリチウム交換ＦＥＲ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．６３ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は１．０８ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は５８．３であった。
比較例１
ＮａＸ型ゼオライト成形体（ゼオラム（登録商標）Ｆ－９ＨＡ：東ソー製、ゼオライトの細孔径：７．４Å、シリカアルミナモル比：２．５）のキセノン吸着量と窒素吸着量を測定した。２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．０３ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．４３ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は７．０であった。
比較例２
ＬｉＬＳＸ型ゼオライト成形体（ゼオラム（登録商標）ＮＳＡ－７００：東ソー製、ゼオライトの細孔径：７．４Å、シリカアルミナモル比：２．０）のキセノン吸着量と窒素吸着量を測定した。２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．０３ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は１．１３ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は２．７であった。
比較例３
ＣａＸ型ゼオライト成形体（ゼオラム（登録商標）ＳＡ－６００Ａ：東ソー製、ゼオライトの細孔径：７．４Å、シリカアルミナモル比：２．５）のキセノン吸着量と窒素吸着量を測定した。２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．１１ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は１．１４ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は９．６であった。
比較例４
ＣａＡ型ゼオライト成形体（ゼオラム（登録商標）ＳＡ－５００Ａ：東ソー製、ゼオライトの細孔径：４．１Å、シリカアルミナモル比：２．０）のキセノン吸着量と窒素吸着量を測定した。２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．０５ｍｏｌ／ｋｇで、２５℃、１００ｋＰａにおける窒素吸着量は０．５７ｍｏｌ／ｋｇであった。また、キセノン選択性は８．８であった。
比較例５
ＮａＹ型ゼオライト（ＨＳＺ－３２０ＮＡＡ：東ソー製、ゼオライトの細孔径：７．４Å、シリカアルミナモル比：５．７）を塩化アンモニウム溶液でイオン交換を行い、続いて硝酸銀溶液でイオン交換を行った。得られた銀交換ＦＡＵ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比は５．７、Ａｇ／Ａｌ比は０．２、Ｎａ／Ａｌ比は０．２であった。
この銀交換ＦＡＵ型ゼオライト（キセノン吸着剤）の２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．０２ｍｏｌ／ｋｇであった。
この銀交換ＦＡＵ型ゼオライトを乾燥空気雰囲気で５００℃で３時間焼成を行った（昇温速度：何れも５℃／ｍｉｎ）。焼成後の銀交換ゼオライトの２５℃、１ｋＰａにおけるキセノン吸着量は０．０２ｍｏｌ／ｋｇであった。５００℃の焼成により、銀交換ゼオライトのキセノン吸着量は増加しなかった。
本発明のキセノン吸着剤は、低濃度のキセノン吸着量が多いため、混合ガスから効率的にキセノンを吸着することができる。

Claims (5)

  1. ＣＨＡ型、ＦＥＲ型、ＭＷＷ型から選択される少なくとも１種類の構造を含み、細孔径が３．５～５Åの範囲で、シリカアルミナモル比が１０～３０の範囲であるゼオライトを含有することを特徴とするキセノン吸着剤。
  2. ゼオライトに含まれる金属成分として、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、鉄、銅、銀から選択される少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項１に記載のキセノン吸着剤。
  3. 金属成分が、ゼオライトのアルミニウムに対して０．１～１．０当量（価数ｎの金属イオンについて、金属／Ａｌモル比に金属の価数ｎを乗じた値）であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキセノン吸着剤。
  4. 空気中５００℃で焼成後に測定した紫外可視吸光スペクトルが２９０～３５０ｎｍに吸光ピークを有し、かつ、該吸光ピークが３１０～３３０ｎｍに最大値を有する銀を含有することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかの項に記載のキセノン吸着剤。
  5. キセノン吸着剤が成形体であることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかの項に記載のキセノン吸着剤。
JP2017250092A 2017-01-06 2017-12-26 キセノン吸着剤 Active JP7135319B2 (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017001299 2017-01-06
JP2017001299 2017-01-06
JP2017125856 2017-06-28
JP2017125856 2017-06-28
JP2017218780 2017-11-14
JP2017218780 2017-11-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019077603A JP2019077603A (ja) 2019-05-23
JP7135319B2 true JP7135319B2 (ja) 2022-09-13

Family

ID=62789342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017250092A Active JP7135319B2 (ja) 2017-01-06 2017-12-26 キセノン吸着剤

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11065597B2 (ja)
JP (1) JP7135319B2 (ja)
KR (1) KR102404087B1 (ja)
CN (1) CN110099745B (ja)
WO (1) WO2018128136A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110099745B (zh) * 2017-01-06 2022-12-16 东曹株式会社 氙吸附剂
CN111566044B (zh) * 2018-01-11 2023-06-20 普莱克斯技术有限公司 在低温温度下从气体或液体流中回收氙的吸附性方法
JP7243394B2 (ja) * 2019-03-29 2023-03-22 東ソー株式会社 クリプトン吸着剤

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003045536A1 (fr) 2001-11-27 2003-06-05 Nippon Sanso Corporation Procede et dispositif de separation de gaz
JP2003221212A (ja) 2001-11-19 2003-08-05 Air Products & Chemicals Inc キセノン及び／又はクリプトンの回収方法並びに吸着装置
JP2010042381A (ja) 2008-08-18 2010-02-25 Taiyo Nippon Sanso Corp キセノン吸着剤、キセノン濃縮方法、キセノン濃縮装置および空気液化分離装置
WO2016005227A1 (de) 2014-07-08 2016-01-14 Clariant International Ltd Adsorptionsmaterial zur adsorption von edelgasen, verwendung desselben und verfahren zur adsorption von edelgasen

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8005645A (nl) * 1980-10-13 1982-05-03 Euratom Werkwijze voor het omkeerbaar opsluiten van gassen of dampen in een natuurlijk of synthetisch zeoliet.
US4849575A (en) * 1987-11-25 1989-07-18 Uop Production of olefins
DE3880819T2 (de) * 1988-02-11 1993-08-19 Air Liquide Gastrennung.
EP0894782B1 (en) * 1996-12-05 2001-09-19 Toray Industries, Inc. Method for separating halogenated ethylbenzene isomers
JP3824838B2 (ja) 2000-03-29 2006-09-20 エア・ウォーター株式会社 希ガスの回収方法
US6658894B2 (en) 2001-11-19 2003-12-09 Air Products And Chemicals, Inc. Process and adsorbent for the recovery of krypton and xenon from a gas or liquid stream
WO2003101587A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-11 Praxair Technology, Inc. Production of high purity and ultra-high purity gas
JP4481112B2 (ja) 2004-08-26 2010-06-16 大陽日酸株式会社 圧力変動吸着式ガス分離方法及び装置
JP4898194B2 (ja) 2005-11-14 2012-03-14 大陽日酸株式会社 圧力変動吸着式ガス分離方法及び分離装置
US8232221B2 (en) * 2006-07-14 2012-07-31 Governors Of The University Of Alberta Zeolite supported metallic nanodots
JP5202836B2 (ja) 2006-12-01 2013-06-05 日本エア・リキード株式会社 キセノンの回収システムおよび回収装置
US8282900B2 (en) * 2007-02-21 2012-10-09 Tosoh Corporation Agent for rendering halogen-containing gas harmless, and method of rendering halogen-containing gas harmless using same
US8535414B2 (en) 2010-09-30 2013-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Recovering of xenon by adsorption process
EP2659973B1 (en) * 2010-12-28 2018-08-29 Tosoh Corporation Zeolite having copper and alkali earth metal supported thereon
CN103041849B (zh) * 2011-10-17 2014-12-31 中国石油化工股份有限公司 一种碱土金属改性的镁碱沸石及其制备方法和应用
CN103043682B (zh) * 2011-10-17 2015-07-22 中国石油化工股份有限公司 一种钠钾氢型镁碱沸石及其制备方法
WO2013094193A1 (ja) * 2011-12-20 2013-06-27 東ソー株式会社 ストロンチウム交換クリノプチロライト
CN110099745B (zh) * 2017-01-06 2022-12-16 东曹株式会社 氙吸附剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221212A (ja) 2001-11-19 2003-08-05 Air Products & Chemicals Inc キセノン及び／又はクリプトンの回収方法並びに吸着装置
WO2003045536A1 (fr) 2001-11-27 2003-06-05 Nippon Sanso Corporation Procede et dispositif de separation de gaz
JP2010042381A (ja) 2008-08-18 2010-02-25 Taiyo Nippon Sanso Corp キセノン吸着剤、キセノン濃縮方法、キセノン濃縮装置および空気液化分離装置
WO2016005227A1 (de) 2014-07-08 2016-01-14 Clariant International Ltd Adsorptionsmaterial zur adsorption von edelgasen, verwendung desselben und verfahren zur adsorption von edelgasen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018128136A1 (ja) 2018-07-12
CN110099745A (zh) 2019-08-06
KR20190104522A (ko) 2019-09-10
CN110099745B (zh) 2022-12-16
KR102404087B1 (ko) 2022-05-31
JP2019077603A (ja) 2019-05-23
US11065597B2 (en) 2021-07-20
US20190336938A1 (en) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2934225T3 (es) Tamiz molecular, producción y uso del mismo
ES2871076T3 (es) Uso de adsorbentes zeolíticos con una alta superficie externa
ES2905405T3 (es) Adsorbentes zeolíticos y sus usos
JP7135319B2 (ja) キセノン吸着剤
EP2368849A1 (en) Chabazite-type zeolite and process for production of same
KR20170116605A (ko) 신규 제올라이트
US8444952B2 (en) IM-20 crystalline solid and process for its preparation
EP0685430A2 (en) Lithium-exchanged low silica EMT-containing metallosilicates
Jon et al. Synthesis and thermal stability of beta zeolite using ammonium fluoride
US8372377B2 (en) IM-18 crystalline solid and process for its preparation
JP2010508233A (ja) 結晶化固体ｉｍ−１５およびその調製方法
CN105121356B (zh) 沸石材料在从液体料流中去除汞(+2)离子中的用途
JP5124927B2 (ja) β型ゼオライトを含んでなる炭化水素の吸着除去剤およびそれを用いた炭化水素の吸着除去方法
JP2005029461A (ja) 窒素含有ゼオライト、その製造方法、窒素含有ゼオライトを含む吸着材、熱利用システム、吸着ヒートポンプ及び蓄冷熱システム
JP6303842B2 (ja) Ｌｅｖ型ゼオライト及びこれを含む窒素酸化物還元触媒、並びに窒素酸化物還元方法
JP7243394B2 (ja) クリプトン吸着剤
JP2011056494A (ja) 水溶性揮発性有機化合物吸着剤
WO2021015129A1 (ja) 疎水性ゼオライト、その製造方法、及びその用途
JP2021020211A (ja) 疎水性ゼオライト、及びその製造方法
JP2005047800A (ja) Ｌｔａ型構造を有するｉｍ−１１結晶質固体、およびそれを調製するための方法
JPH11130426A (ja) 亜鉛アルミノケイ酸塩
JP2021080132A (ja) 疎水性ゼオライト、及びその製造方法
JP2001347123A (ja) 二酸化炭素の吸着分離方法
JP2002018226A (ja) 二酸化炭素の吸着分離方法
KR101155980B1 (ko) 산소제조용 제올라이트 분자체의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220418

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: 20220802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220815

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7135319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151