JPH01228555A - 複合金属クラスター担持触媒 - Google Patents
複合金属クラスター担持触媒Info
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- JPH01228555A JPH01228555A JP63055858A JP5585888A JPH01228555A JP H01228555 A JPH01228555 A JP H01228555A JP 63055858 A JP63055858 A JP 63055858A JP 5585888 A JP5585888 A JP 5585888A JP H01228555 A JPH01228555 A JP H01228555A
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)
鉄からなる群から選ばれる少くとも二種の金属を含むク
ラスターをシリカに担持してなる複合金属クラスター担
持組成物、その製造方法、並びに該組成物を含むフィッ
シャートロプシュ反応用触媒及びオキソ反応用触媒に関
する。
鉄からなる群から選ばれる少くとも二種の金属を含むク
ラスターをシリカに担持してなる複合金属クラスター担
持組成物、その製造方法、並びに該組成物を含むフィッ
シャートロプシュ反応用触媒及びオキソ反応用触媒に関
する。
従来、酸化炭素(−酸化炭素又は二酸化炭素)と水素と
から炭化水素又は、含酸素有機化合物及び炭化水素を製
造する方法(合成ガス法:フィッシャー)ロブシュ合成
法)に関し広く研究され、工業的にも採用されてきた。
から炭化水素又は、含酸素有機化合物及び炭化水素を製
造する方法(合成ガス法:フィッシャー)ロブシュ合成
法)に関し広く研究され、工業的にも採用されてきた。
例えば−酸化炭素と水素が4:1〜1:4の範囲内から
なる合成ガスを鉄族又は貴金属グループの金属から成る
水素化触媒により、150〜450℃の温度及び1〜約
700気圧の圧力下において種々の含酸素有機化合物及
び炭化水素を合成することができる。CF。
なる合成ガスを鉄族又は貴金属グループの金属から成る
水素化触媒により、150〜450℃の温度及び1〜約
700気圧の圧力下において種々の含酸素有機化合物及
び炭化水素を合成することができる。CF。
Fischer、 H,Tropsch、 Ber、、
59.830.832、923 (1926) 、
)1.Pichler、 Adv、 Catalysi
s。
59.830.832、923 (1926) 、
)1.Pichler、 Adv、 Catalysi
s。
■、271 (1952)参照〕。しかし、この方法
では生成物は炭素1〜炭素20からなる含酸素化合物及
び炭化水素の混合物で、生成物の分布に選択性が乏しく
、工業原料として有用な低炭素含酸素化合物を効率よく
製造することはできない。
では生成物は炭素1〜炭素20からなる含酸素化合物及
び炭化水素の混合物で、生成物の分布に選択性が乏しく
、工業原料として有用な低炭素含酸素化合物を効率よく
製造することはできない。
合成ガスから比較的低級のオレフィン類を含む含酸素化
合物を合成する方法は鉄あるいはコバルトを酸化マグネ
シウム、酸化トリウム等に担持した触媒を用い、20〜
50気圧、300〜350℃の条件下で行うハイドロコ
ール(Hydrocol) 法(HoPichler、
Adv、 Catalysis、 TV、271(
1952)参照〕及び70〜250気圧、300400
℃の条件下に行うシントール(Synthol)法(F
、Fischer、 H,Tropsch、 Byen
nstoff−Chem、、 4.276 (1923
) 、5.201.217 (1924)、7.97.
299 (1926) 、8.65 (1927)参照
〕が既に知られている。しかるに該方法は選択性に乏し
く、炭素数の大きいオレフィンの生成に有利ではあるが
、工業原料として有用な低級オレフィンや炭素数1〜2
個を持つ含酸素化合物を選択的に得ることはできない。
合物を合成する方法は鉄あるいはコバルトを酸化マグネ
シウム、酸化トリウム等に担持した触媒を用い、20〜
50気圧、300〜350℃の条件下で行うハイドロコ
ール(Hydrocol) 法(HoPichler、
Adv、 Catalysis、 TV、271(
1952)参照〕及び70〜250気圧、300400
℃の条件下に行うシントール(Synthol)法(F
、Fischer、 H,Tropsch、 Byen
nstoff−Chem、、 4.276 (1923
) 、5.201.217 (1924)、7.97.
299 (1926) 、8.65 (1927)参照
〕が既に知られている。しかるに該方法は選択性に乏し
く、炭素数の大きいオレフィンの生成に有利ではあるが
、工業原料として有用な低級オレフィンや炭素数1〜2
個を持つ含酸素化合物を選択的に得ることはできない。
又、含酸素化合物の生成効率を向上させるためには一酸
化炭素対水素モル比を充分大きくしなければならず、更
に生成物の蒸留分離プロセスにおける装置が複雑で経済
的にも不利である。又ロジウム金属触媒(シリカあるい
はアルミナ担体)を用い、35〜350気圧、290〜
325℃の条件下で含酸素化合物とりわけ酢酸、アセト
アルデヒド及びエタノールの混合物を消費された一酸化
炭素に対する炭素効率にして50%で製造する方法[B
e1g1an Patent824g22及びDT25
03233参照、]が知られている。更にエタノール及
びメタノールの混合物に選択性をもたせるため、ロジウ
ムに鉄を添加する前記触媒の改良がなされている(Be
lgian Patent 824823、日本特開昭
51−80807号参照〕。しかしながらこれらの方法
はメタノールとエタノールを等モル比で生成するものの
メタンや炭素数2以上の炭化水素の副生も著しく、プロ
セス化の為に有利な低CO濃度合成ガス組成(Co/H
2=1.0以下)や低圧(1〜50気圧)では、炭化水
素の副生が更に増大する傾向にあり、炭素数1〜2個を
持つ含酸素化合物の生成選択性は著しく低下する。
化炭素対水素モル比を充分大きくしなければならず、更
に生成物の蒸留分離プロセスにおける装置が複雑で経済
的にも不利である。又ロジウム金属触媒(シリカあるい
はアルミナ担体)を用い、35〜350気圧、290〜
325℃の条件下で含酸素化合物とりわけ酢酸、アセト
アルデヒド及びエタノールの混合物を消費された一酸化
炭素に対する炭素効率にして50%で製造する方法[B
e1g1an Patent824g22及びDT25
03233参照、]が知られている。更にエタノール及
びメタノールの混合物に選択性をもたせるため、ロジウ
ムに鉄を添加する前記触媒の改良がなされている(Be
lgian Patent 824823、日本特開昭
51−80807号参照〕。しかしながらこれらの方法
はメタノールとエタノールを等モル比で生成するものの
メタンや炭素数2以上の炭化水素の副生も著しく、プロ
セス化の為に有利な低CO濃度合成ガス組成(Co/H
2=1.0以下)や低圧(1〜50気圧)では、炭化水
素の副生が更に増大する傾向にあり、炭素数1〜2個を
持つ含酸素化合物の生成選択性は著しく低下する。
一方、オキソ法としては、オキソ(ヒドロホルミル化)
反応用触媒として鉄あるいはコバルトカルボニル化合物
及び塩基性化合物(例えば、アルキル、アリールホスフ
ィン及び窒素化合物)によりそのカルボニル基の一部あ
るいは全部が置換された、いわゆる鉄族金属有機金属化
合物を用いて、加圧下(125〜200気圧)150〜
250℃で行う均一オキソ合成法、及びロジウムカルボ
ニル錯体(−膜構造式Rh (CO) 4−X、(PR
5)Xx=l〜4、R:アルキル及びアリール置換基)
を用いて加圧下50〜150気圧、50°〜200℃で
行う均一オキソ合成法が知られており、オレフィン、−
酸化炭素及び水素からアルデヒド及びアルコール類を合
成するプロセスとしてすでに実用化されている。又最近
、ロジウム有機金属錯体を、塩基性基を有する不溶性高
分子体に置換固定せしめ用いる不均一オキソ法も公表さ
れている[W、 OoHaag、 D、 D、Whit
ehurst、 ベルギー特許721686号及びフ
ランス特許760556号参照]。
反応用触媒として鉄あるいはコバルトカルボニル化合物
及び塩基性化合物(例えば、アルキル、アリールホスフ
ィン及び窒素化合物)によりそのカルボニル基の一部あ
るいは全部が置換された、いわゆる鉄族金属有機金属化
合物を用いて、加圧下(125〜200気圧)150〜
250℃で行う均一オキソ合成法、及びロジウムカルボ
ニル錯体(−膜構造式Rh (CO) 4−X、(PR
5)Xx=l〜4、R:アルキル及びアリール置換基)
を用いて加圧下50〜150気圧、50°〜200℃で
行う均一オキソ合成法が知られており、オレフィン、−
酸化炭素及び水素からアルデヒド及びアルコール類を合
成するプロセスとしてすでに実用化されている。又最近
、ロジウム有機金属錯体を、塩基性基を有する不溶性高
分子体に置換固定せしめ用いる不均一オキソ法も公表さ
れている[W、 OoHaag、 D、 D、Whit
ehurst、 ベルギー特許721686号及びフ
ランス特許760556号参照]。
均一オキソ法は、有効金属触媒の分離回収の工程が複雑
で、しかも経費がかさむ欠点を有しており、高圧、高温
下での操作が必要で、反応ガスの圧縮、循環のための動
力費及び反応器の材質が高価であるといったプロセス上
の改良が残されている。又オキソ反応の選択性を高める
ために相当量の塩基性化合物の添加が必要である。
で、しかも経費がかさむ欠点を有しており、高圧、高温
下での操作が必要で、反応ガスの圧縮、循環のための動
力費及び反応器の材質が高価であるといったプロセス上
の改良が残されている。又オキソ反応の選択性を高める
ために相当量の塩基性化合物の添加が必要である。
最近開発されている官能性高分子体へのロジウムカルボ
ニル錯体の固定化触媒によれば、有効な金属触媒の流出
を防ぎ、また触媒と生成物の分離も容易ならしめること
ができる。しかし不溶化技術は必ずしも充分でなく、気
相オキソ条件下でのオキソ活性は極めて小さく、液相オ
キソ条件下においても、均一オキソ触媒に比べ活性及び
選択性が低いといった問題点がある。官能性高分子体は
担体として高価であり又化学的にも熱的にも安定性が低
い。
ニル錯体の固定化触媒によれば、有効な金属触媒の流出
を防ぎ、また触媒と生成物の分離も容易ならしめること
ができる。しかし不溶化技術は必ずしも充分でなく、気
相オキソ条件下でのオキソ活性は極めて小さく、液相オ
キソ条件下においても、均一オキソ触媒に比べ活性及び
選択性が低いといった問題点がある。官能性高分子体は
担体として高価であり又化学的にも熱的にも安定性が低
い。
上述したようにフィッシャートロプシュ反応、及びオキ
ソ反応を実施することに於て、高活性で且つ高選択性を
示す触媒、及びその製造方法は未だ確立されていない。
ソ反応を実施することに於て、高活性で且つ高選択性を
示す触媒、及びその製造方法は未だ確立されていない。
そこで本発明の目的は高活性で且つ高選択性を有するフ
ィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応用触媒として
有用な組成物を提供することにある。
ィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応用触媒として
有用な組成物を提供することにある。
本発明は(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム、及び(ハ
)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種の金属を含
むクラスターをシリカに担持してなる複合金属クラスタ
ー担持組成物がフィッシャートロプシュ反応及びオキソ
反応において高活性且つ高選択性を示すことを見出し本
発明を完成するに至った。
)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種の金属を含
むクラスターをシリカに担持してなる複合金属クラスタ
ー担持組成物がフィッシャートロプシュ反応及びオキソ
反応において高活性且つ高選択性を示すことを見出し本
発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム
、及び(ハ)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種
の金属を含むクラスターをシリカに担持してなる複合金
属クラスター担持組成物及びその製造方法、並びに該組
成物を含むフィッシャートロプシュ反応用触媒、及びオ
キソ反応用触媒に関するものである。
、及び(ハ)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種
の金属を含むクラスターをシリカに担持してなる複合金
属クラスター担持組成物及びその製造方法、並びに該組
成物を含むフィッシャートロプシュ反応用触媒、及びオ
キソ反応用触媒に関するものである。
以下、本発明について説明する。
本発明の複合金属クラスター組成物は、シリカ上にロジ
ウムとイリジウムの複合クラスター、ロジウムと鉄の複
合クラスター、ロジウムとイリジウムと鉄の複合クラス
ター又はイリジウムと鉄の複合クラスターを担持してな
るものである。
ウムとイリジウムの複合クラスター、ロジウムと鉄の複
合クラスター、ロジウムとイリジウムと鉄の複合クラス
ター又はイリジウムと鉄の複合クラスターを担持してな
るものである。
本発明において上記クラスターの担持量には特に制限は
ないが、例えば0.00005〜25重量%、好ましく
は0.005〜10重量%、より好ましくは0.05〜
5重量%とすることができる。
ないが、例えば0.00005〜25重量%、好ましく
は0.005〜10重量%、より好ましくは0.05〜
5重量%とすることができる。
本発明において用いるシリカは、公知のものであって性
状、形状(例えば粉末状、ペレット状)等に特に制限は
ない。
状、形状(例えば粉末状、ペレット状)等に特に制限は
ない。
以下、本発明の複合金属クラスター担持組成物の製造法
について説明する。
について説明する。
本発明で使用する(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム及
び(ハ)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種の金
属を含む複合金属クラスター前駆体としては以下の化合
物を例示できる。
び(ハ)鉄からなる群から選ばれる少なくとも二種の金
属を含む複合金属クラスター前駆体としては以下の化合
物を例示できる。
[FeRh、(CD) 1gコ [NMe、(CH2
Ph) コCFeRh4 (CO) 1s l C
NIAe4 ] 2[Fe2Rh4(CD)+61
[NMe3(CLPh)]、z[Fe5Rh3(co)
+ 7コ [NMe、(CH2Pi)コ 。
Ph) コCFeRh4 (CO) 1s l C
NIAe4 ] 2[Fe2Rh4(CD)+61
[NMe3(CLPh)]、z[Fe5Rh3(co)
+ 7コ [NMe、(CH2Pi)コ 。
Fe5Rh2 (Co) l 4c
FeRh (CO) s (77−C7H,)FeRh
2 (CD) a (77−CsHs>1’eJh (
CD) 3 (77−CsHs)Fe3RJ(CO)s
(77−CsHs)Fe3Rh(Co)11(77−C
5H5)口1”eJh(CO)+4c] 口NEt
、][Fe5Rh(CO)+8c] [:NEt4]
[Fe5Rh(CO)+4(Cod)C] [NEt
4][Fe1r*(Co) +s]CNMe3(CHz
Ph) lRh51r (Co) 16 Rh21r2(Co) +2 Rhlr3(CD) +2 Rh3tr(CD) 12 [Rh2Ir 2Fe2(Co) Is コ [N
Me4] 2(式中、Me=CL 、Et=C2H3
、Ph=C6H,、cod =シクロオクタジエンC8
H,□である)これらの化合物は既知の方法CG、ロン
ゴニら、JAC3,102,3243,7973(19
80) 、JC5Dalton。
2 (CD) a (77−CsHs>1’eJh (
CD) 3 (77−CsHs)Fe3RJ(CO)s
(77−CsHs)Fe3Rh(Co)11(77−C
5H5)口1”eJh(CO)+4c] 口NEt
、][Fe5Rh(CO)+8c] [:NEt4]
[Fe5Rh(CO)+4(Cod)C] [NEt
4][Fe1r*(Co) +s]CNMe3(CHz
Ph) lRh51r (Co) 16 Rh21r2(Co) +2 Rhlr3(CD) +2 Rh3tr(CD) 12 [Rh2Ir 2Fe2(Co) Is コ [N
Me4] 2(式中、Me=CL 、Et=C2H3
、Ph=C6H,、cod =シクロオクタジエンC8
H,□である)これらの化合物は既知の方法CG、ロン
ゴニら、JAC3,102,3243,7973(19
80) 、JC5Dalton。
1433 (1983)により容易に合成できる。
まず、上記複合金属クラスター前駆体を該複合金属クラ
スクー化合物に対して実質的に不活性な溶媒に溶解する
。溶媒の具体例としてヘキサン、ヘプタン、アセトン、
アルコーノへエーテル等の有機溶媒及び水等を挙げるこ
とができる。複合金属クラスター前駆体の濃度に特に限
定はない。次にこの溶液にシリカを加え撹拌し上記クラ
スター前駆体を含浸させる。含浸処理温度は0〜100
℃、又、処理時間は10分〜50時間が適当である。次
に上記複合金属クラスター前駆体を含浸したシリカを溶
媒から分離する。具体的な分離方法としては溶媒の蒸留
除去・蒸発乾固、及び濾過分離等が挙げられる。次いで
溶媒から分離したシリカは熱処理に付される。該熱処理
は得られたシリ力を(1〕不活性雰囲気下(10−’−
I Q−5Tarl減圧下又は窒素、ヘリウム、アルゴ
ン等の気流下)、(2)酸化ガス雰囲気下(酸素ガス、
又は空気中)、(3)水素ガス又は水素ガス及び−酸化
炭素の混合ガス下、において順次加熱することにより行
なう。
スクー化合物に対して実質的に不活性な溶媒に溶解する
。溶媒の具体例としてヘキサン、ヘプタン、アセトン、
アルコーノへエーテル等の有機溶媒及び水等を挙げるこ
とができる。複合金属クラスター前駆体の濃度に特に限
定はない。次にこの溶液にシリカを加え撹拌し上記クラ
スター前駆体を含浸させる。含浸処理温度は0〜100
℃、又、処理時間は10分〜50時間が適当である。次
に上記複合金属クラスター前駆体を含浸したシリカを溶
媒から分離する。具体的な分離方法としては溶媒の蒸留
除去・蒸発乾固、及び濾過分離等が挙げられる。次いで
溶媒から分離したシリカは熱処理に付される。該熱処理
は得られたシリ力を(1〕不活性雰囲気下(10−’−
I Q−5Tarl減圧下又は窒素、ヘリウム、アルゴ
ン等の気流下)、(2)酸化ガス雰囲気下(酸素ガス、
又は空気中)、(3)水素ガス又は水素ガス及び−酸化
炭素の混合ガス下、において順次加熱することにより行
なう。
(1)不活性雰囲気及び(2)酸化ガス雰囲気での熱処
理温度は複合金属クラスター前駆体自体の安定性による
が該前駆体の分解温度付近である50〜500℃、好ま
しくは100〜350℃とすることが適当である。また
、(3)水素ガス等下の熱処理は50〜1000℃、好
ましくは100〜700℃の温度範囲とすることが適当
である。一方、熱処理時間は(1)〜(3)の各工程と
も10分〜50時間、好ましくは30分〜30時間の範
囲とすることが適当である。尚、熱処理温度及び時間は
該熱処理によって、シリカに含浸された複合金属クラス
ター前駆体が熱分解し、シリカ上で複合金属クラスター
になる範囲とすればよく、含浸された複合金属クラスタ
ー担持前駆体の種類によって任意に選択される。
理温度は複合金属クラスター前駆体自体の安定性による
が該前駆体の分解温度付近である50〜500℃、好ま
しくは100〜350℃とすることが適当である。また
、(3)水素ガス等下の熱処理は50〜1000℃、好
ましくは100〜700℃の温度範囲とすることが適当
である。一方、熱処理時間は(1)〜(3)の各工程と
も10分〜50時間、好ましくは30分〜30時間の範
囲とすることが適当である。尚、熱処理温度及び時間は
該熱処理によって、シリカに含浸された複合金属クラス
ター前駆体が熱分解し、シリカ上で複合金属クラスター
になる範囲とすればよく、含浸された複合金属クラスタ
ー担持前駆体の種類によって任意に選択される。
シリカに対する複合金属クラスター前駆体の含浸量には
特に制限はなく任意にとることが可能であるが通常、0
.0001〜50重量%、好ましくは0.01〜20重
量%より好ましくは0.1〜10重量%の範囲である。
特に制限はなく任意にとることが可能であるが通常、0
.0001〜50重量%、好ましくは0.01〜20重
量%より好ましくは0.1〜10重量%の範囲である。
このように形成される本発明の複合金属クラスター担持
組成物は水、テトラヒドロフラン、アセトン等の極性溶
媒及びヘキサン、ペンタン、ベンゼン等の無極性溶媒中
では担持されたクラスターがシリカから溶解剥離せず、
又不活性雰囲気下で300℃までの加熱によるクラスタ
ーの昇華遊離も認められない。
組成物は水、テトラヒドロフラン、アセトン等の極性溶
媒及びヘキサン、ペンタン、ベンゼン等の無極性溶媒中
では担持されたクラスターがシリカから溶解剥離せず、
又不活性雰囲気下で300℃までの加熱によるクラスタ
ーの昇華遊離も認められない。
以上のようにして製造された複合金属クラスター担持組
成物はフィッシャートロプシュ反応、及びオキソ反応に
触媒として使用すれば極めて好ましい結果が得られる。
成物はフィッシャートロプシュ反応、及びオキソ反応に
触媒として使用すれば極めて好ましい結果が得られる。
具体的に反応条件を例示すれば次のようである。
本発明の複合金属クラスター担持組成物を触媒として用
いたフィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応は以下
のように実施することができる。
いたフィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応は以下
のように実施することができる。
即ち常圧及び加圧流通固定床式反応装置又は閉鎖循環式
反応装置に触媒を充填し、原料混合ガスを所定の組み合
せ、及び混合比で混合し、減圧下又は加圧(1〜150
気圧)下で導入後、空間速度10〜105 (j!#
h−1)に於て触媒と混合ガスとを接触させ50〜45
0℃、好ましくは100〜350℃の温度域で反応させ
、反応生成物を捕集する。該温度範囲とすることによっ
て高い触媒活性が得られかつ劣化も少ないので特に好ま
しい。
反応装置に触媒を充填し、原料混合ガスを所定の組み合
せ、及び混合比で混合し、減圧下又は加圧(1〜150
気圧)下で導入後、空間速度10〜105 (j!#
h−1)に於て触媒と混合ガスとを接触させ50〜45
0℃、好ましくは100〜350℃の温度域で反応させ
、反応生成物を捕集する。該温度範囲とすることによっ
て高い触媒活性が得られかつ劣化も少ないので特に好ま
しい。
触媒の形状に応じて流動床流通反応装置に充填する場合
や、溶媒中に触媒を分散して行なうバッチ式反応装置に
も適用が可能である。
や、溶媒中に触媒を分散して行なうバッチ式反応装置に
も適用が可能である。
フィッシャートロプシュ反応における原料混合ガス中の
一酸化炭素と水素の混合比は広く変動させることができ
、通常−酸化炭素:水素=20=1〜1:20であり好
ましくは5:1〜1:5の範囲内である。尚原料となる
一酸化炭素と水素は必ずしも純粋である必要はなく、原
料中に炭酸ガスが含まれる合成ガス等も積極的に使用す
ることができる。フィッシャートロプシュ反応生成物で
ある含酸素化合物として通常メタノール、エタノ−/ペ
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ギ酸、酢酸等の
化合物が得られるが、本発明のクラスター組成物を用い
るとメタノール及びエタノールが主成分として生成する
。
一酸化炭素と水素の混合比は広く変動させることができ
、通常−酸化炭素:水素=20=1〜1:20であり好
ましくは5:1〜1:5の範囲内である。尚原料となる
一酸化炭素と水素は必ずしも純粋である必要はなく、原
料中に炭酸ガスが含まれる合成ガス等も積極的に使用す
ることができる。フィッシャートロプシュ反応生成物で
ある含酸素化合物として通常メタノール、エタノ−/ペ
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ギ酸、酢酸等の
化合物が得られるが、本発明のクラスター組成物を用い
るとメタノール及びエタノールが主成分として生成する
。
一方、オキソ反応においては原料であるオレフィントシ
てはエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンの如きモ
ノオレフィン、ブタジェンの如きジオレフィン、シクロ
ヘキセン等の如き環状オレフィンを用いることができる
。オレフィンと一酸化炭素と水素の混合比に関しては特
に制限はないが、通常オレフィンニー酸化炭素=1:l
O〜10:1及び−酸化炭素:水素=1:10〜lO:
1のモル比とすることが好ましい。
てはエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンの如きモ
ノオレフィン、ブタジェンの如きジオレフィン、シクロ
ヘキセン等の如き環状オレフィンを用いることができる
。オレフィンと一酸化炭素と水素の混合比に関しては特
に制限はないが、通常オレフィンニー酸化炭素=1:l
O〜10:1及び−酸化炭素:水素=1:10〜lO:
1のモル比とすることが好ましい。
本発明によればフィッシャートロプシュ反応及びオキソ
反応用触媒として使用すれば、高転化率と高選択率を長
時間にわたって維持でき活性低下はほとんどみられない
複合金属クラスター担持組成物を提供することができる
。又、該組成物から金属の流出、揮散等による触媒の損
失も認められない。
反応用触媒として使用すれば、高転化率と高選択率を長
時間にわたって維持でき活性低下はほとんどみられない
複合金属クラスター担持組成物を提供することができる
。又、該組成物から金属の流出、揮散等による触媒の損
失も認められない。
さらに重要な効果はフィツシャートロプシユ反応におい
ては生成する含酸素化合物のなかで特に有用なメタノー
ル及びエタノールの選択率が増加する。一方、オキソ反
応においても生成するアルデヒド及びアルコールの選択
率が増加する。
ては生成する含酸素化合物のなかで特に有用なメタノー
ル及びエタノールの選択率が増加する。一方、オキソ反
応においても生成するアルデヒド及びアルコールの選択
率が増加する。
本発明のこれらの特徴はフィッシャートロプシュ反応及
びオキソ反応の工業化に際して、経済性の点から極めて
有利である。
びオキソ反応の工業化に際して、経済性の点から極めて
有利である。
以下、本発明の複合金属クラスター担持組成物の製造方
法並びにフィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応に
対する触媒能について実施例をもって更に詳細に説明す
る。
法並びにフィッシャートロプシュ反応及びオキソ反応に
対する触媒能について実施例をもって更に詳細に説明す
る。
実施例1
既知の方法CG、Longoni et at、 Jo
urnal of八へerican Chemica
l 5ociety、 102 3243、7
973(1980)、Journal of Chem
ical 5ociety、 Dalton。
urnal of八へerican Chemica
l 5ociety、 102 3243、7
973(1980)、Journal of Chem
ical 5ociety、 Dalton。
1433 (1983) )で合成された[Fe2Rh
4 (CD) +s][NMes (CH,Ph)コ2
(Fe/Rh原子比0.5)0、97 gを窒素雰囲気
下でn−へキサン10 []+++1に溶解させて得ら
れる溶液に、あらかじめ320℃、10時間加熱排気処
理を行なったシリカゲル(Davison製、20メツ
シx)20gを室温下添加し、撹拌しながら溶媒を蒸留
除去し、複合金属クラスター化合物を担持した。上記の
操作で得られた複合金属クラスター担持組成物2gを固
定床流通式反応装置に充填し、空気流通(100mj!
/m1n)下100℃、1時間加熱処理を行なった。
4 (CD) +s][NMes (CH,Ph)コ2
(Fe/Rh原子比0.5)0、97 gを窒素雰囲気
下でn−へキサン10 []+++1に溶解させて得ら
れる溶液に、あらかじめ320℃、10時間加熱排気処
理を行なったシリカゲル(Davison製、20メツ
シx)20gを室温下添加し、撹拌しながら溶媒を蒸留
除去し、複合金属クラスター化合物を担持した。上記の
操作で得られた複合金属クラスター担持組成物2gを固
定床流通式反応装置に充填し、空気流通(100mj!
/m1n)下100℃、1時間加熱処理を行なった。
さらに水素ガスの流通(100m l /m1n)下4
00℃で2時間加熱処理した。このようにして得られた
本発明のロジウム・鉄複合クラスター担持組成物は一酸
化炭素と水素とのフィッシャートロプシュ反応に触媒と
して使用した。反応には熱処理に供した装置をそのまま
使用した。反応条件は触媒層を250℃として反応圧力
5kg/cm2で一酸化炭素:水素=1:2(体積比)
の混合ガスを空間速度(GH3V) 1000 h−
’で供給した。反応結果を表1に示す。
00℃で2時間加熱処理した。このようにして得られた
本発明のロジウム・鉄複合クラスター担持組成物は一酸
化炭素と水素とのフィッシャートロプシュ反応に触媒と
して使用した。反応には熱処理に供した装置をそのまま
使用した。反応条件は触媒層を250℃として反応圧力
5kg/cm2で一酸化炭素:水素=1:2(体積比)
の混合ガスを空間速度(GH3V) 1000 h−
’で供給した。反応結果を表1に示す。
尚、得られたロジウム・鉄複合クラスター担持組成物に
COガスを導入し、その赤外吸収スペクトルを測定した
ところ2052cm−’、1846cm−’及び162
8c++r’に強いカルボニル吸収ピークが得られた。
COガスを導入し、その赤外吸収スペクトルを測定した
ところ2052cm−’、1846cm−’及び162
8c++r’に強いカルボニル吸収ピークが得られた。
それに対して、Rh4 (Co) l□とシリカから調
製されたロジウムクラスター担持組成物の吸着カルボニ
ルは2000cm−’及び1795cm−’の吸収のみ
であった。
製されたロジウムクラスター担持組成物の吸着カルボニ
ルは2000cm−’及び1795cm−’の吸収のみ
であった。
このことは、本発明の複合金属クラスター担持組成物上
のクラスターは、単一金属クラスターの混合物ではなく
、複合金属クラスターであることがわかる。
のクラスターは、単一金属クラスターの混合物ではなく
、複合金属クラスターであることがわかる。
実施例2
実施例1で使用したロジウム・鉄複合クラスター[Fe
2Rh4(Co)+6] [NMes(CJPh)]
2の代りに既知の方法で合成した[Ir4Fe(CO
) +sコ[NMe3 (CH2F h) ]を用いた
以外、実施例1と同様にして反応を行なった。結果を表
1に示す。
2Rh4(Co)+6] [NMes(CJPh)]
2の代りに既知の方法で合成した[Ir4Fe(CO
) +sコ[NMe3 (CH2F h) ]を用いた
以外、実施例1と同様にして反応を行なった。結果を表
1に示す。
比較例1
実施例1で使用した[Fe2Rh4(CD) 16コ
[NMes (CI12Ph)コの代りにRh、(CD
) l□を用いた以外、実施例1と同様にして反応を行
なった。結果を表1に示すが、含酸素化合物生成量は低
かった。
[NMes (CI12Ph)コの代りにRh、(CD
) l□を用いた以外、実施例1と同様にして反応を行
なった。結果を表1に示すが、含酸素化合物生成量は低
かった。
比較例2
実施例1で使用した[:Fe2Rh4(CO) + s
] [NMe3(CH2F h) ]の代わりにc
peff(co)11 ] [NMe*(C)I2P
h)] 2を用いた以外実施例1と同様にして反応を行
なった。
] [NMe3(CH2F h) ]の代わりにc
peff(co)11 ] [NMe*(C)I2P
h)] 2を用いた以外実施例1と同様にして反応を行
なった。
結果を表2に示すが、反応活性はみられなかった。
比較例3.4.5
比較例3は、実施例1で使用した[Fe2Rh4 (C
O) I6 ][NMe3 (C)I2Ph) 〕2の
代わりにRhCI2 sを用いた以外、実施例1と同様
にして反応を行なった。比較例4は実施例1で使用した
[Fe2Rh4 (CO) 1g ][NMe+ (c
u2ph> ] 2の代わりにRhCI! 3及びFe
Cβ3の混合物(RhCj!3/ FeCβ、=1.0
)を用いた以外、実施例1と同様にして反応を行なった
。比較例5は、実施例1で使用した[Fe2Rh4 (
Co) r s ][NMe、 (CHzPh)−]
2の代わりに[HIr、 (CO) l lコ[NMe
、 (CH2Ph) ]を用いた以外、実施例1と同様
にして反応を行なった。これらの結果を表1に示す。
O) I6 ][NMe3 (C)I2Ph) 〕2の
代わりにRhCI2 sを用いた以外、実施例1と同様
にして反応を行なった。比較例4は実施例1で使用した
[Fe2Rh4 (CO) 1g ][NMe+ (c
u2ph> ] 2の代わりにRhCI! 3及びFe
Cβ3の混合物(RhCj!3/ FeCβ、=1.0
)を用いた以外、実施例1と同様にして反応を行なった
。比較例5は、実施例1で使用した[Fe2Rh4 (
Co) r s ][NMe、 (CHzPh)−]
2の代わりに[HIr、 (CO) l lコ[NMe
、 (CH2Ph) ]を用いた以外、実施例1と同様
にして反応を行なった。これらの結果を表1に示す。
実施例3
既知の方法で合成された[FeRh4(CD)Is ]
[NMe3(CLPh) ] 2 (F e/ Rh
原子比0.25)0、25 gを窒素雲囲気下でn−ヘ
キサン10 Qmjl!に溶解させて得られる溶液に、
あらかじめ320℃、10時間加熱排気処理を行なった
シリカゲル(Davison製、20メツシユ)20g
を室温下添加し、撹拌しながら溶媒を蒸留除去し、複合
金属クラスター化合物を担持した。上記の操作で得られ
た複合金属クラスター担持組成物2gを固定床流通式反
応装置に充填し、空気流通(103mβ/m1n)下1
00℃、1時間加熱処理を行なった。
[NMe3(CLPh) ] 2 (F e/ Rh
原子比0.25)0、25 gを窒素雲囲気下でn−ヘ
キサン10 Qmjl!に溶解させて得られる溶液に、
あらかじめ320℃、10時間加熱排気処理を行なった
シリカゲル(Davison製、20メツシユ)20g
を室温下添加し、撹拌しながら溶媒を蒸留除去し、複合
金属クラスター化合物を担持した。上記の操作で得られ
た複合金属クラスター担持組成物2gを固定床流通式反
応装置に充填し、空気流通(103mβ/m1n)下1
00℃、1時間加熱処理を行なった。
さらに水素ガス流通(100m 、il! /m1n)
下400℃で2時間加熱処理した。このようにして得ら
れたロジウム・鉄複合クラスター担持組成物は、エチレ
ン、−酸化炭素、及び水素とのオキソ反応に触媒として
使用した。反応には熱処理に供した装置をそのまま使用
した。反応は触媒層を135℃としてエチレンニー酸化
炭素:水素=1:1:1(体積比)の混合ガス(流通6
0m 1 /min 、全圧1気圧)を供給することに
より行った。結果を表2に示す。
下400℃で2時間加熱処理した。このようにして得ら
れたロジウム・鉄複合クラスター担持組成物は、エチレ
ン、−酸化炭素、及び水素とのオキソ反応に触媒として
使用した。反応には熱処理に供した装置をそのまま使用
した。反応は触媒層を135℃としてエチレンニー酸化
炭素:水素=1:1:1(体積比)の混合ガス(流通6
0m 1 /min 、全圧1気圧)を供給することに
より行った。結果を表2に示す。
実施例4.5.6
実施例4は、実施例3で使用したロジウム・鉄複合クラ
スター[F’eRL(CD)Is ] [NMe3(
CH2PFl)] 2の代わりに[:Rh5Fe(CD
) +6 ] [NMe3(CH2Ph) ]を用い
た以外、実施例3と同様にして反応を行なった。実施例
5は、実施例3で使用した[FeRh4(CO) Is
][NMea (CH2F h)コ。の代わりに[R
h2Fe3 (CO) +6][NMe3(CH2Ph
) ] 2を用いた以外実施例3と同様にして反応を行
なった。実施例6は、実施例3で使用した[FeRh4
(CO) + sコ [NMe3(cH2ph) ]
2 の代わりにRh2Fe3(CO) 、4Cを用いた
以外、実施例3と同様にして反応を行なった。これらの
結果を表2に示す。
スター[F’eRL(CD)Is ] [NMe3(
CH2PFl)] 2の代わりに[:Rh5Fe(CD
) +6 ] [NMe3(CH2Ph) ]を用い
た以外、実施例3と同様にして反応を行なった。実施例
5は、実施例3で使用した[FeRh4(CO) Is
][NMea (CH2F h)コ。の代わりに[R
h2Fe3 (CO) +6][NMe3(CH2Ph
) ] 2を用いた以外実施例3と同様にして反応を行
なった。実施例6は、実施例3で使用した[FeRh4
(CO) + sコ [NMe3(cH2ph) ]
2 の代わりにRh2Fe3(CO) 、4Cを用いた
以外、実施例3と同様にして反応を行なった。これらの
結果を表2に示す。
比較例6
実施例3で使用した[FeRh4(C[l) t sコ
[NMe3(C)I2Ph) ] 2の代わりにRh4
(CO)+2を用いた以外、実施例3と同様にして反応
を行なった。
[NMe3(C)I2Ph) ] 2の代わりにRh4
(CO)+2を用いた以外、実施例3と同様にして反応
を行なった。
結果を表2に示すが、反応活性は低かった。
比較例7
比較例7は、実施例3で使用した[FeRha (CO
) + s ][NMe3(CH2Ph) ] 2の代
わりに[Fe、、 (CO) 111[NMes (C
H,Ph) ] 2を用いた以外、実施例3と同様にし
て反応を行なった。この結果を表3に示すが反応活性は
みられなかった。
) + s ][NMe3(CH2Ph) ] 2の代
わりに[Fe、、 (CO) 111[NMes (C
H,Ph) ] 2を用いた以外、実施例3と同様にし
て反応を行なった。この結果を表3に示すが反応活性は
みられなかった。
比較例8
比較例8は、実施例3で使用した[FeRh、 (co
) Isコ[NMe3(cH2ph) ] 20代わり
にl1h4 (CO) +2及び[Fe5(CD) I
I ][NMe3(CH2Ph) ] 2の混合物(R
h、(CD) +2/ [Fe 3(CD) 11
コ [NMe3 (CH2F h) ] 2=
1.0 )を用いた以外、実施例3と同様にして反応を
行なった。結果を表2に示す。
) Isコ[NMe3(cH2ph) ] 20代わり
にl1h4 (CO) +2及び[Fe5(CD) I
I ][NMe3(CH2Ph) ] 2の混合物(R
h、(CD) +2/ [Fe 3(CD) 11
コ [NMe3 (CH2F h) ] 2=
1.0 )を用いた以外、実施例3と同様にして反応を
行なった。結果を表2に示す。
比較例9
実施例3で触媒として使用したロジウム・鉄複合クラス
ター担持組成物の代わりに、Rh4 (Co) +2/
5in2及び[Fe5(CD)、、 ] [NMe3
(CH2Ph)コ、/5102の混合物を用いた以外、
実施例3と同様にして反応を行なった。結果を表2に示
す。
ター担持組成物の代わりに、Rh4 (Co) +2/
5in2及び[Fe5(CD)、、 ] [NMe3
(CH2Ph)コ、/5102の混合物を用いた以外、
実施例3と同様にして反応を行なった。結果を表2に示
す。
実施例7
実施例3で使用した混合ガス中のエチレンをプロピレン
に、又反応温度を162℃に変更したこと以外、実施例
3と同様にして反応を行なった。
に、又反応温度を162℃に変更したこと以外、実施例
3と同様にして反応を行なった。
結果を表3に示す。
実施例8.9.10
実施例8は、実施例7で使用したロジウム・鉄複合りラ
スターロRh、Fe2(CD) 、6コ ロNMe3
(CH2F h)コ。
スターロRh、Fe2(CD) 、6コ ロNMe3
(CH2F h)コ。
の代わりに[Rh4Fe (CO) r sコ [NM
e<] 2を用いたこと以外、実施例7と同様にして反
応を行なった。
e<] 2を用いたこと以外、実施例7と同様にして反
応を行なった。
実施例9は、実施例7で使用した[Rh4Fe2(CD
) l 6 ([NMe3 (CH2Ph) ] 2の
代わりに[Rh5Fe(CD) +6][NMe3(C
H,Ph)コを用いたこと以外、実施例7と同様にして
反応を行なった。実施例10は、実施例7で使用した[
Rh4Fe2 (CD) r s ] [NMe3(
CLPh) ] 2の代わりに[Rh5Fe(CD)+
s] [NMe3(CH2Ph)]を用いたこと以外
、実施例7と同様にして反応を行なった。これらの結果
を表3に示す。
) l 6 ([NMe3 (CH2Ph) ] 2の
代わりに[Rh5Fe(CD) +6][NMe3(C
H,Ph)コを用いたこと以外、実施例7と同様にして
反応を行なった。実施例10は、実施例7で使用した[
Rh4Fe2 (CD) r s ] [NMe3(
CLPh) ] 2の代わりに[Rh5Fe(CD)+
s] [NMe3(CH2Ph)]を用いたこと以外
、実施例7と同様にして反応を行なった。これらの結果
を表3に示す。
比較例10.11
比較例1Oは、実施例7で使用した[Rh4Fe2(C
口) +sコ口NMe3 (c+、ph) ] 2の代
わりにRL (CD) +2を用いたこと以外、実施例
7と同様にして反応を行なった。比較例11は、比較例
10で用いたRh4(Co) 、□がRhとしてシリカ
に対して4,9wt%になるようにして担持したこと以
外、実施例7と同様にして反応を行なった。これらの結
果を表3に示す。
口) +sコ口NMe3 (c+、ph) ] 2の代
わりにRL (CD) +2を用いたこと以外、実施例
7と同様にして反応を行なった。比較例11は、比較例
10で用いたRh4(Co) 、□がRhとしてシリカ
に対して4,9wt%になるようにして担持したこと以
外、実施例7と同様にして反応を行なった。これらの結
果を表3に示す。
比較例12
実施例7で使用した[Rh4Fe2 (CD) + s
][N!Je3(CLPh) ] 2の代わりに[F
e5(CD) + + コロNMe3(CH2Ph)
] 2を用いた以外、実施例7と同様にして反応を行な
った。結果を表3に示すが反応活性はみられなかった。
][N!Je3(CLPh) ] 2の代わりに[F
e5(CD) + + コロNMe3(CH2Ph)
] 2を用いた以外、実施例7と同様にして反応を行な
った。結果を表3に示すが反応活性はみられなかった。
比較例13
実施例7で使用した[Rh、Fe、 (CO) + s
][N!、Ie3”(CH2Ph) ]2の代わりに
Rh4(CD) +2及び、Fe5(cO)I+ ]
[N1Je、(cH2ph)] 2の混合物を用いた
こと以外、実施例7と同様にして反応を行なった。結果
を表3に示す。
][N!、Ie3”(CH2Ph) ]2の代わりに
Rh4(CD) +2及び、Fe5(cO)I+ ]
[N1Je、(cH2ph)] 2の混合物を用いた
こと以外、実施例7と同様にして反応を行なった。結果
を表3に示す。
Claims (4)
- (1)(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)鉄
からなる群から選ばれる少なくとも二種の金属を含むク
ラスターをシリカに担持してなる複合金属クラスター担
持組成物。 - (2)(イ)ロジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)鉄
からなる群から選ばれる少なくとも二種の金属を含む複
合金属クラスター前駆体を不活性溶媒中でシリカに含浸
し、得られたシリカを熱処理することを特徴とする請求
項1記載の複合金属クラスター担持組成物の製造方法。 - (3)請求項1記載の複合金属クラスター担持組成物を
含むフィッシャートロプシュ反応用触媒。 - (4)請求項1記載の複合金属クラスター担持組成物を
含むオキソ反応用触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63055858A JPH01228555A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 複合金属クラスター担持触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63055858A JPH01228555A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 複合金属クラスター担持触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01228555A true JPH01228555A (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=13010757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63055858A Pending JPH01228555A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 複合金属クラスター担持触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01228555A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015533814A (ja) * | 2012-09-24 | 2015-11-26 | シェブロン ユー.エス.エー. インコーポレイテッド | 開放型金属カルボニルクラスターの合成 |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP63055858A patent/JPH01228555A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015533814A (ja) * | 2012-09-24 | 2015-11-26 | シェブロン ユー.エス.エー. インコーポレイテッド | 開放型金属カルボニルクラスターの合成 |
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