JPH02258618A - 新規な結晶性(メタロ)シリケートおよびゲルマネート - Google Patents
新規な結晶性(メタロ)シリケートおよびゲルマネートInfo
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-
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
タロシリケートおよびメタロゲルマネート、並びにこれ
らの製造方法に関するものでおる。
陽イオンであり、Xはアルミニウム、硼素、ガリウム、
亜鉛、鉄およびチタンから選択される原子価Xの金属で
あり、ZはXが奇数で必る場合は2で必り、かつ2はX
が偶数でおる場合は1であり、yは少なくとも5であり
、かつYは珪素もしくはゲルマニウムである] を有し、かつ焼成水素型にて実質的に第1表に示した有
意のピークを含むX線回折パターンを有することを特徴
とする結晶性物質を提供する。
トと考えることができ、或いはyが極めて大きい場合は
シリケートもしくはゲルマネートと考えることができる
。
る。好ましくはYは珪素ある。この物質は2種もしくは
それ以上の異なる金属Xおよび/または珪素とゲルマニ
ウムとの両者を含有することができる。Xがアルミニウ
ムでありかつYが珪素である場合、この物質はアルミノ
シリケート、すなわちゼオライトである。
え、この物質はMが水素である場合に存在する他に水に
よって水和しうると了解すべきである。ざらに、この物
質はたとえば合成混合物中に最初から存在する或いは最
初に存在した物質の反応から生ずるアルコールもしくは
含窒素物質のような吸蔵もしくは吸着物質をも含むこと
ができる。さらに、この物質は金属Xに関する電荷に均
衡するのに必要とされるよりも多量の陽イオンMを有す
ることができる。この現象は、たとえばジャーナル・ケ
ミカル・ソサエティ・ケミカル・コミューニケーション
(1985) 、第289〜290真に記載されている
。この種の全ての物質が本発明の範囲内にあると了解す
べきである。
属陽イオン、アルカリ土類金属陽イオン、有機窒素含有
の陽イオン、アルミニウム陽イオン、ガリウム陽イオン
およびその混合物から選択することができる。最初に製
造された物質に存在する陽イオンMは、勿論、合成ゲル
中に存在する物質に依存する。一般に、アルカリ金属(
特にすl・リウムおよび/またはカリウム)が、恐らく
有機窒素含有物質の陽イオンと共に存在する。最初に存
在するこれらの陽イオンは、所望に応じ仙の陽イオン(
たとえば水素イオンもしくは金属陽イオン)により慣用
のイオン交換技術を用いて全体的に或いは部分的に交換
することができる。水素型(すなわちM=H+ )は、
たとえば酸交換もしくはアンモニウム交換に続く熱処理
またはこれら両者の組合せなどの公知方法により製造す
ることができる。多くの用途については、5UZ−4を
焼成水素型で製造するのが有利である。
は化学技術によって除去することができる。
水酸化もしくはハロゲン化テトラエチルアンモニウムま
たはその先駆体または反応生成物と所望に応じ酸化物X
zOxz/ 2の原石およびM(OH)aの原料とを水
性アルカリ条件下に反応させ、得られる混合物は次のモ
ル比:YO2/X70x□/2=少なくとも5、好まし
くは5〜80、特に好ましくは10〜30:l−120
/YO2= 4〜500、好ましくは5〜200、特に
好ましくは7〜100: OH= /1−120= 0
.04未満、好ましくは0.02未満、特に好ましくは
10−4〜0.02 :テトラエチルアンモニウム化
合物/YO2= 0.005〜2.0、好ましくは0.
01〜1.0、特に好ましくは0.02〜0.5にて各
成分を有し:反応条件を5UZ−4の結晶を生成するよ
う選択しかつ維持することにより製@することができる
。
コ 。
aの原料を反応混合物に故意に添加しないとしても、得
られる物質は必らず少量の元素Xもしくは金属陽イオン
M、特にアルミニウムおよびす1〜リウムを反応体にお
ける不純物として或いは使用した装置の汚染物として含
有することを理解すべきである。
とができる。たとえばyは酸、四塩化珪素、ヘキサフル
オロ珪酸アンモニウムでの処理により或いは水蒸気処理
とアンモニウムイオン交換との組合せにより増大させる
ことができる。これらの処置は全て、元素Xを骨格から
除去する傾向を有する。yは、たとえばナトリウムのア
ルミン酸塩、ガリウム酸塩、亜鉛酸塩もしくはチタン酸
塩での処理により或いはXを骨格中へ導入する同様な処
理により減少させることかできる。
沈降シリカ、コロイド性シリカまたはゲルマニウム均等
物とすることができる。
ウム塩、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウムまたは
金属アルミン酸塩或いは他の金属Xの均等物とすること
ができる。金属アルミン酸塩、特にアルミン酸ナトリウ
ムが好適でおる。
ルカリ土類金属の水酸化物、たとえば水酸化ナトリウム
、カリウム、マグネシウムもしくはカルシウムとするこ
とができる。たとえば水酸化ナトリウムと水酸化カリウ
ムとのような異なる物質の混合物も使用することができ
る。
メタノール)を含有することもできる。
利であることが判明した。アルコールを存在させる場合
、好ましくはモル比はアルコール/YO2= 200ま
で、特に100まで、最も好ましくは50までとする。
化テトラエチルアンモニウムもしくはその先駆体または
反応生成物を雛型として必要とする。所望に応じ、反応
混合物には成る種の他の含窒素物質も存在ざぜることが
できる。
れるまで結晶化条件の下に維持される。
温度が適しており、かつ最適反応時間は反応経過を監視
して決定することができる。
孔内に吸蔵して含有することが判明した。
ルアンモニウムまたはその反応生成物を包含する。
なう正確な方法は最終生成物に影響を及ぼす。5UZ−
4の収率を最適化するには、各パラメータの特定組合せ
を使用することができる。
でおる。新規な生成物5UZ−4は、成る種の環境下で
他の結晶性物質と一緒に生成することができる。たとえ
ば、これはしばしばモルデナイトと混合して生成される
。反応混合物のアルカリ度が特に重要なパラメータであ
る。一定の3i/Aで比を有する混合物については、よ
り高いアルカリ度はより低いSi/A+2比を有する生
成物をもたらすと思われる。生成物のSi/Ae比は、
いずれの場合にも反応混合物のSi/Aj!比よりも低
いか或いは等しい。5UZ−4の生成をもたらす特定の
反応条件については後記実施例に示す。
もしくは吸着剤としての用途を有する。
あるように、これは多数の精製もしくは分離、並びに多
数の接触変換、たとえば炭化水素および酸素化物から他
の生成物への変換に使用することができる。その多孔質
結晶構造により付与される固有の活性に加え、これはさ
らに特定種類の触媒活性を付与するのに適した元素で交
換し或いは含浸することができる。イオン交換および/
または含浸に使用しうる金属または非金属化合物は、た
とえば次の元素、すなわちメンデレーフの元素周期律表
におCプる第1B、■A、[8,IIIA、lll5.
IVA、IVB、VA、VIB、Vl[B ア、J:
U Vl族に属する元素のいずれか1種の化合物とする
ことができる。特に銅、銀、亜鉛、アルミニウム、ガリ
ウム、インジウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマ
ス、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄
、コバル(〜、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラ
ジウム、イリジウム、白金、レニウムおよび燐の化合物
が好適である。
は銅に一α線を用いる慣用の固定スリットX線回折計に
て得られる粉末回折パターンを示すと了解すべきである
。第1表は水素型にあける完全焼成5UZ−4のXRD
に存在する有意ピークの位置を示している。完成XRD
は、表中に示したピークの他にもピークを持ちうろこと
を了解すべきである。さらに、ピークが互いに近接して
いる場合、2個もしくはそれ以上のピークは分解力が欠
如するため単一ピークとして出現することがある。特に
第工表におけるピークのうち、3.58および3.55
のピークは単一ピークとして出現し、ざらに3,49お
よび3.48におけるピークも単位ピークとして出現す
ることがあり、すなわち3.55および3.48におけ
るピークは存在しないこともある。XRDは実験試料か
ら得られることは勿論である。
から生ずる未知のピークは第2の物質に基因する同じ位
置のピークの下に隠されることがある。ざらに、ピーク
の強度は多くの因子(特に非骨格物質の存在)に依存し
て広範囲に変化しうろことも了解すべきである。最初の
合成ゲルに存在する或いはそれから生ずる水、アルコー
ルもしくは含窒素物質の存在は、種々異なるd−間隔に
おけるピークの相対強度を変化させる。XRDの詳細デ
ータに影響を与えうる他の因子はX対Yのモル比および
粒子寸法、並びに試料の形態を包含する。後記実施例に
示したXRDパターンは、焼成および未焼成の5LJZ
−4の各試料から実際に得られたものであることが了解
されよう。これらデータは、入射光線にあける固定末広
スリット(1/4°)と回折光線におけるグラフフィト
モノクロメータとを装着したフィリップPW1050型
ゴニオメータで収集された。θはブラッグ角度であり、
■はピークの強度でありかつ、IOは最強ピークの強度
である。フィリップA P D 1700型演算ソフト
ウエアを用いて、d−間隔(へ単位)および相対強度1
00xI/Io)を測定し、銅照射線の銅に一αの1波
長は1.54056人である。
おいては次の試薬を使用した:アルミン酸ナトリウム:
BDH社、40重量%のA2203と30重量%のN
a2Oと30重1+のH20とを含有する工業板; 水酸化カリウム: FSAラボラトリ−・サブライズ社
: 蒸溜水: キヌクリジン:アルドリッチ社; 水酸化テトラエチルアンモニウム溶液:フル力AG社、
水中40重量%; ルドックスAS40(登録商標):デュポン社、H20
中40重量%のシリカを含有する:メタノール: BD
Hアナラー: アルミニウムトリイソプロポキシド(工業縁)二BDH
。
化ナトリウムとを200+7の蒸溜水中に溶解させた。
アンモニウム溶液(水中40重量%)とを前記溶液に添
加し、かつ約5分間にわたり撹拌を行なった。
がら添加した。生成したヒドロゲルを撹拌して、均質混
合物を確保した。このヒドロゲルは次のモル組成を有し
た: 1.23 Na 20: 3.41 K2O:
2.9 Q:2.6 TEAOH: 1.O
Al2O3:21.2 S l 02 二
496 1−12 0E式中、Q=キヌクリジン、 TEAOH=水酸化テトラエチルアンモニウム]このヒ
ドロゲルを4つの部分に分割し、かつ約150c’m
3の圧力容器に充填した。これら容器を回転させながら
180℃にて加熱した。次いで圧力容器を17時間、2
4時間、40時間および48時間の後に冷却した。固体
生成物を洗浄し、かつ100°Cで乾燥させた。乾燥し
た生成物は全て、X線粉末回分析により純粋な5UZ−
4であることが示された。
ンは第1表に示す通りであった。ざらに、この試料はX
線蛍光分光光度法により6.0のSi/AP原子比を有
することが示された。
にて180℃で17時間加熱した後に得られたものとし
た。約5gのこの生成物をシリカトレー(寸法158x
95x 24mm)内に浅い床として入れた。1〜レ
ーをマツフル炉に入れ、かつ1℃/minの速度にて5
50’Cまで加熱し、この温度に24時間保った。50
0d/min以上の公称空気流を炉全体に通過させた。
にて2回NH4+交換し、その際ゼオライトを250g
のIM N84NO3溶液中で30分間撹拌しlこ。
様に550℃で焼成して、ゼオライトをその完全焼成水
素型として得た。この生成物の粉末回折パターンを第1
(b)表に示す。
試薬および重量は表Aに示した通りである。このヒドロ
ゲルは次のモル組成を有した二1.23 Na2Q:
2.84 K20:1.0 Al2O3:
2.9 Q: 2.6 TEAOH:: 21.
2 5 i Q2 : 498 )42 Q。
乾燥の後の固体生成物は、X線粉末回折により5UZ−
4であることが判明しかつ少量の−Eルデナイトが存在
した。X、RDパターンを第2表に示す。この生成物は
、X線蛍光分光光度法により7.3のSi/Affi原
子比を有することが判明した。。
ウムとを50gの水に溶解させた。2.5gのキヌクリ
ジンと15+I+の水酸化テトラエチルアンモニウム溶
液(水中40重量%)とを添加し、かつ溶液を約5分間
撹拌した。25gのルドックスAS40(登録商標)を
添加してヒドロゲルを生成させ、かつ撹拌を持続して均
質混合物を確保した。このヒドロゲルは次のモル組成を
有した: 123 Na2o: 2.84 K2O: 2
.9 Q:5.2 TEAOH: 1.OAで2
03 :21.2 SiO2: 528 H20
:40 CH30H。
填し、かつ自生圧力下に180℃にて5日間回転させた
。この期間の終了後、圧力容器を室温まで冷却し、かつ
内容物を濾過した。固体生成物を蒸溜水で洗浄し、かつ
100°C乾燥させた。固体をX線粉末回折により検査
し、微量のモルデナイトを有する5UZ−4を含有する
ことが判明した。この生成物のXRDパターンを第3(
a)表に示す。
のS+/Aj原子比を有することが判明した。
ー(寸法156x 95x 24mm>内に浅い床とし
て入れた。このトレーをマツフル炉に入れ、かつ1°C
/minの速度にて550℃まで加熱し、この温度に2
4時間保った。500d/min以上の公称空気流を炉
全体に通過させた。
り検査した。このX線粉末回折パターンを第3(b)表
に示す。
したが、ただし用いた試薬および重量は表Aに示した通
りである。このヒドロゲルは次のモル組成を有した: 1.23 Na2O: 3.41 K2O:
2.9 Q:2.7 TEAOH: 1.OAで
203 :21.2 S+02 : 498
H20:40 CH30H0ヒドロゲルをiao’c
にて5日間加熱した。濾過、洗浄および乾燥の後の固体
生成物は、XRDにより5UZ−4とモルデナイ1−と
の混合物であることが判明した。XRDパターンを第4
表に示ず。
/l!原子比を有することが示された。
gの水酸化カリウムとを57.8(lの蒸溜水に溶解さ
せた。7゜7Qの水酸化テ1〜ラエチルアンモニウム溶
液(水中40重量%)を溶液に添加し、かつ約5分間に
わたり撹拌した。26gのルドックスAS40を撹拌し
ながら添加して、生成ヒドロゲルが均質混合されるよう
確保した。このヒドロゲルは次のモル組成を有した: 3、OK2O: 1゜8 TEAOH:1.0
A(2203:15.O5L02 :375H20゜ ヒドロゲルを約150cm 3の圧力容器に充填し、か
つ回転させながら180 ’Cにて4日間加熱した。
物を濾過した。固体生成物を蒸溜水で洗浄し、100°
Cで乾燥し、かつX線粉末回折により検査した。XRD
パターンを第5(a)表に示す。
物におけるシリカ/アルミナのモル比はX線蛍光分光光
度法により12.5でめると判明した。
にて16時間焼成し、各1り(1モル/dma ’tの
硝酸アンモニウム溶液にて1時間の還流処理に3回かけ
た。ゼオライトを濾過し、蒸溜水で洗浄し、100℃で
乾燥し、かつ空気中で550℃にて16時間焼成した。
リウムとを60gの蒸溜水に溶解させた。
40重量%)を溶液に添加し、かつ約5分間にわたり撹
拌した。25gのルドックスAS40を撹拌しながら添
加して、生成ヒドロゲルが均質混合されるよう確保した
。このヒドロゲルは次のモル組成を有した: 1.2 Na2O: 3.2 K20:2.4
TEAOH: 1.0 Al2203 :20
.2 S io2: 500 H200ヒドロゲ
ルを約150Cm−3の圧力容器に充填し、かつ回転さ
せながら180°Cにて4日間加熱した。
容物を濾過した。固体生成物を蒸溜水で洗浄し、100
℃にて鋭水し、かつX線粉末回折により検査した。XR
Dを第6表に示す。この生成物は5UZ−4の良好な試
料であった。
間の液体容積であり、かつGH3Vは触媒の容積当り1
時間の気体容積である。
溶液中で1時間還流させた。ゼオライトを濾過し、蒸溜
水で充分洗浄し、100°Cにて乾燥させ、かつ空気中
で550’Cにて16時間焼成した。このゼオセイトを
、さらに0.5℃の10重量%硝酸溶液中で1時間の還
流処理に2回かけた。ゼオライトを濾過し、洗浄し、乾
燥させ、かつ空気中で550℃にて16時間焼成した。
錠剤にプレスした。この錠剤を破砕し、かつ500珈の
篩を通過するが250廂の篩を通過しないよう篩分けし
た。4.3rnf!のこの触媒を反応器に充填し、かつ
次のように活性化した:触媒の温度を10℃/minの
速度で500℃に平衡するまで上昇させ、この温度を3
時間維持し、次いで反応器を300℃まで冷却した。を
この処理全体にわたって水素流速(75m/min >
を維持した。この触媒をヘキ→)゛デカンとドデセンと
の2:1(容量)混合物よりなる供給物の変換につき3
00℃、1.5のLH8Vかツ20bargの圧力にて
試験した。2:1の水素と一酸化炭素とよりなるガス流
を液体供給物と一緒に1248のGH8Vにて供給した
。1時間流した後、ドデセンの変換率は100%であり
、かつヘキナデカンの変換率は19.9モル%であった
。
率は78.3%であった。
Claims (9)
- (1)脱水型にて実験式: m(M_2_/_aO):X_zO_x_z_/_2:
_yYO_2( I )[式中、mは0.5〜1.5であ
り、Mは原子価aの陽イオンであり、Xはアルミニウム
、硼素、ガリウム、亜鉛、鉄およびチタンから選択され
る原子価Xの金属であり、zはxが奇数である場合は2
であり、かつzはxが偶数である場合は1であり、yは
少なくとも5であり、かつYは珪素もしくはゲルマニウ
ムである] を有し、かつ焼成水素型にて実質的に第 I 表に示した
有意のピークを含むX線回折パターンを有することを特
徴とする結晶性物質。 - (2)Xがアルミニウムである請求項1記載のの物質。
- (3)Yが珪素である請求項1または2記載の物質。
- (4)焼成水素型である請求項1〜3のいずれか一項に
記載の物質。 - (5)酸化物YO_2と水と水酸化もしくはハロゲン化
テトラエチルアンモニウムまたはその先駆体または反応
生成物と所望に応じ酸化物 X_zO_x_z_/_2の原料およびM(OH)_a
の原料とを水性アルカリ条件下に反応させ、得られる混
合物は次のモル比: YO_2/X_zO_x_z_/_2=少なくとも5;
H_2O/YO_2=4〜500;OH^−/H_2O
=0.04未満;テトラエチルアンモニウム化合物/Y
O_2=0.005〜2.0にて各成分を有し;反応条
件を請求項1記載の結晶性物質を生成するよう選択しか
つ維持することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一
項に記載の物質の製造方法。 - (6)反応混合物が次のモル比: YO_2/X_2O_x_z_/_2=5〜80;H_
2O/YO_2=5〜200;OH^−/H_2O=0
.02未満;テトラエチルアンモニウム化合物/YO_
2=0.01〜1.0 にて各成分を有する請求項5記載の方法。 - (7)反応混合物が次のモル比: YO_2/X_2O_x_z_/_2=10〜30;H
_2O/YO_2=7〜100;OH^−/H_2O=
10^−^4〜0.02;テトラエチルアンモニウム化
合物/YO_2=0.02〜0.5 にて各成分を有する請求項6記載の方法。 - (8)反応混合物がさらにメタノールを含む請求項5〜
7のいずれか一項に記載の方法。 - (9)供給原料を請求項1〜4のいずれか一項に記載の
物質に対し流すことを特徴とする炭化水素もしくは酸素
化物を他の生成物まで変換する方法。
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