JPH02139034A - 吸着剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、吸着剤に関するものである。さらに詳しく
は、この発明は、化学物質の種類に応じて特定物質を選
択的に吸着することのできる新しい分離・吸着剤に関す
るものである。

（従来の技術とその課題） 従来より、化学工業、ガス製造業、研究施設等において
、化学物質の混合物より所定の成分のみを分離、もしく
は除去するために固体吸着剤を用いた吸着分離法が採用
されてきている。まなこの吸着法は、公害防止の分野に
おいても広く利用されてきている。

このような吸着分離の方法として、たとえばゼオライト
類を吸着剤として使用し、特定のガス状化合物を吸着分
離する方法もすでに知られている。

しかしながら、これまでにも数多くの吸着剤が知られて
はいるものの、混合物がら特定の成分のみを選択的に吸
着し、これを高効率で分離することはそれほど簡単なこ
とではない、吸着剤として使用することのできる固体物
質の種類は限られており、またその吸着活性と細孔の大
きさによってその分離選択性は大きく異なり、特定成分
を工業的規模で選択的に分離することは容易なことでは
ない。

このような例として空気の成分分離がある。吸着剤とし
てゼオライトを用い、空気中の窒素（Ｎ２）を優先的に
吸着して、窒素と酸素を分離する方法である。ゼオライ
トの吸着特性を利用したものである。

しかしながら、この方法においても分離効率は満足でき
るものではない、この方法の場合には、だとえばＡ型ゼ
オライトが酸素よりも窒素を吸着しやすいという特性を
利用したものではあるが、ゼオライトに特徴的な分子径
の違い（こ対応した細孔の大きさによる分子ふるい効果
を利用したものではない、このため、ゼオライトの特徴
を充分に生かしておらず、分離効率にもおのずと限界が
あった。

この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、固体吸着剤としてのゼオライトの特徴に注目し、
細孔径の大きさに対応した分離作用をより大きなものと
して実現することのできる、実用的に価値の大きな新し
い分離・吸着剤を提供することを目自勺としている。

（発明の開示） この発明は、上記の目的を実現するものとして、Ａ型ゼ
オライト表面にシリカを化学蒸着してなることを優先吸
着する吸着剤を提供するものである。

すなわち、この発明においては、Ａ型ゼオライトの外表
面にケイ酸化合物、たとえばケイ酸アルコキシドを化学
蒸着法によって堆積させ、生成したシリカの薄膜によっ
てＡ型ゼオライトの細孔入口径を精密に制御し、これに
よって、吸着すべき化学物質の分子の大きさに合わせ、
この化学物質を優先的に吸着することを可能とする。

細孔径は、ケイ酸化合物の蒸着によって制御するが、一
般的には、この細孔径の制御は、蒸着の量、すなわち生
成するシリカの１ＪＩＱの状態によって規定されること
になる。たとえば、ケイ酸化合物としてケイ酸アルコキ
シドを用いる場合には、蒸着は室温〜５００℃程度の温
度において行うことができる。飽和によって反応が停止
して場合には水蒸気によって加水分解し、再活性化する
こともできる。蒸着と加水分解を交互に行うことにより
、蒸着量を増加させることが可能である。

このようなシリカ蒸着によって細孔径を制御したこの発
明の吸着剤の場合には、従来困難であった空気中からの
酸素の選択的吸着も可能となる。

すなわち、これまで窒素よりも酸素を選択的に吸着する
吸着剤としては唯一モレキュラーシープ炭素が知られて
いるだけであり、しかもこの場合にも、炭素の組成が一
定しないためにその吸着能は大きくばらつき、実用的な
ものではなかっな。

しかし、この発明によって、分子径が酸素３゜４６Ａ、
窒素３．６４Ａと、わずかに０．１８ＡＬかちがわない
酸素と窒素との混合物から、より径の小さい酸素の優先
的吸着をも可能となった。

このような極めて高精度での吸着・分離は、酸素および
窒素以外の様々な化学物質の場合にも可能とされるもの
である。また、Ａ型ゼオライトの吸着能そのものを制御
することができる。

たとえば、シリカ蒸着しない場合には、高率で吸着され
る物質であっても、シリカ蒸着によってその吸着の度合
を低減することも可能である。上記の窒素の場合はこれ
に相当する。

以下、実施例を示してさらに詳しくこの発明について説
明する。

実施例１〜２ Ｎａ型ゼオライトを２８〜４８メツシユに成型し、これ
を真空処理できる石英ばねばかりに装着する。このゼオ
ライトをまず４００℃の温度において真空脱気し、十分
に水分を除去する。

次いで同じ温度において、約２．５Ｔｏｒｒのテトラメ
トキシシラン（Ｓｌ（ＯＣＨ３）４）のガスを導入し、
ゼオライトの外表面と反応させ、外表面にシリカを蒸着
する。約１時間後の反応終了にともなって、気相にある
未反応のアルコキシドおよび蒸着時に発生するアルコー
ル等の気体を除去する。その後、水蒸気を導入して表面
の加水分解による再活性化を行う。

以上の蒸着と水蒸気導入とを複数回繰り返してシリカの
蒸着量を制御する。

このようにして、ゼオライトに０．４７Ｉ量％と、０、
−５７重量％のシリカを蒸着した試料を調製した。

この試料を用いて、−７６℃の温度での酸素と窒素との
吸着速度の差異を評価した。その結果を示したものが第
１図および第２図である。

後述の比較例の結果を示した第３図との対比からも明ら
かなように、酸素の吸着が窒素を大きく上まわっている
ことがわかる。

比較例 比較のために、シリカを蒸着しないＮａ型ゼオライトを
吸着剤として用い、上記と同様にして酸素と窒素の吸着
速度を評価した。その結果を示したものが第３図である
。

酸素に比べて窒素の吸着速度は圧倒的に大きいことがわ
かる。

実施例３ ＣＯの吸着に対するシリカ蒸着による作用を評価した。

第４図（ａ＞（ｂ）（ｃ）は、−７８℃でのＣＯのガス
クロマトグラフィーによる吸着を測定した結果である。

（ＰＬ）　ニブランクテスト （ｂ）：Ｎａ型ゼオライト（シリカ蒸着なし）　、　３
００１ｇ （ｃ）：０．２９重量％のシリカを蒸着したＮａ型ゼオ
ライト、３００ｍｇ この結果からに明らかなように、シリカ蒸着しない場合
には１００％のＣＯ吸着が認めら′れたが、シリカの蒸
着によってＣｏの吸着は１９％になっている。

シリカ蒸着によってＣＯ吸着能の制御が可能となる。

（発明の効果） この発明によって、分子の大きさがわずかにしかちがわ
ない化学物質であっても相互に高選択的に吸着分離する
ことが可能となる。

また、具体的には、空気中からの酸素の優先的吸着も実
現される。さらには、特定物質に対する吸着能を低減さ
せるように制御することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の吸着剤を用い叱場合
の例を示した吸着速度の測定図である。 第３図は、比較のための例を示した吸着速度の測定図で
ある。 第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々ＣＯの吸着について示
したガスクロマトグラフィーの測定図である。 Ｖ／ｍ　ｍｏ（／ｇ−一試Ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ型ゼオライト表面にシリカを化学蒸着してなる
   ことを特徴とする吸着剤。
2. （２）窒素よりも酸素を優先吸着する請求項（１）記載
   の吸着剤。
3. （３）Ａ型ゼオライト表面にシリカを化学蒸着すること
   を特徴とするゼオライト吸着能の制御方法。