JPH02302314A - Preparation of crystalline titanoaluminosilicate - Google Patents

Preparation of crystalline titanoaluminosilicate

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JPH02302314A
JPH02302314A JP12069589A JP12069589A JPH02302314A JP H02302314 A JPH02302314 A JP H02302314A JP 12069589 A JP12069589 A JP 12069589A JP 12069589 A JP12069589 A JP 12069589A JP H02302314 A JPH02302314 A JP H02302314A
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JP
Japan
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titanoaluminosilicate
molar ratio
aluminosilicate
silica
crystalline
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JP12069589A
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Japanese (ja)
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Motohiro Oguri
元宏 小栗
Atsushi Fujimura
敦 藤村
Yoshiaki Kano
加納 芳明
Masaru Uemura
植村 勝
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • C01B33/2807Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
    • C01B33/2884Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures the aluminium or the silicon in the network being partly replaced

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Abstract

PURPOSE:To highly homogeneously disperse Ti and Al in a zeolite crystal by subjecting a specific aluminosilicate and a titanium alkoxide to an aqueous thermal synthetic reaction in the presence of an alkyl ammonium hydroxide. CONSTITUTION:(A) An aluminosilicate (e.g. clinoptilolite) having a silica/alumina molar ratio of >=30 and (B) a titanium alkoxide (e.g. tetramethylorthotitanate) in an ratio of 0.5 to 300 (molar ratio) based on the SiO2 in the component A are hydrolyzed in water in an amount of 10 to 200 (molar ratio) based on the SiO2 in the component A at 0 to 200 deg.C for 0.1 to 20hr in the presence of (C) an alkyl ammonium hydroxide (e.g. tetrapropyl ammonium hydroxide) in an amount of 0.5-10 (molar ratio) based on the SiO2 in the A component while removing the by-produced alcohol and subsequently subjected to an aqueous thermal synthetic reaction at 60 to 300 deg.C for 1 to 100hr, followed by washing the resultant solid crystal powder with ion-exchanged water and finally heat- treated at 300 to 700 deg.C for 2 to 20hr.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶性チタノアルミノシリケートの製造方法
に関する。更に詳しくはアルミニウム及びケイ素の酸化
物にチタニウムの酸化物がほぼ均一に分布した、多孔質
の三次元結晶を有するチタノアルミノシリケートの新規
な製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing crystalline titanoaluminosilicate. More specifically, the present invention relates to a novel method for producing titanoaluminosilicate having porous three-dimensional crystals in which titanium oxide is almost uniformly distributed among aluminum and silicon oxides.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ゼオライトは狭義には結晶性のアルミノシリケー
トを指す。しかし、近年ゼオライト中の全アルミニウム
を他の金属元素等で置換した構造を有する化合物、すな
わちメタロシリケートと呼称される物質が合成されるよ
うになってきた。このようなメタロシリケートも従来の
アルミノシリケートと類似の結晶構造を有し、広義には
ゼオライトの一種として認識される。アルミノシ、リケ
ードはアルミニウム元素に基づく固体酸触媒機能が主た
る特徴であるのに対して、メタロシリケートの特徴は含
有される金属元素に由来して各々特異な触媒機能を有す
ることにある。例えば、メタロシリケートの触媒反応へ
の応用として、酸化反応及びアンモ酸化反応などが挙げ
られる。
Traditionally, zeolite refers to crystalline aluminosilicate in a narrow sense. However, in recent years, compounds having a structure in which all the aluminum in zeolite is replaced with other metal elements, ie, substances called metallosilicates, have been synthesized. Such metallosilicates also have a crystal structure similar to that of conventional aluminosilicates, and are recognized as a type of zeolite in a broad sense. The main feature of aluminosilicate and silicade is a solid acid catalytic function based on the aluminum element, whereas the feature of metallosilicate is that each has a unique catalytic function derived from the metal element contained. For example, examples of the application of metallosilicate to catalytic reactions include oxidation reactions and ammoxidation reactions.

また最近、アルミニウムの一部を他の元素に置き換えた
、即ちアルミニウム及び他の異なる金属元素を含有した
メタロシリケートの合成も知られている。このような複
合化したメタロシリケートは、アルミノシリケートが有
する固体酸触媒機能に加えて、他の金属元素特有の触媒
機能の両方を有することから触媒の多機能化が期待され
ている。
Recently, it has also become known to synthesize metallosilicates in which part of the aluminum is replaced by other elements, ie, the metallosilicates contain aluminum and other different metal elements. Such composite metallosilicates have both the solid acid catalytic function of aluminosilicate and the catalytic functions specific to other metal elements, and are therefore expected to provide multifunctional catalysts.

さらに、両元素の相互作用による触媒機能の向上及び新
たな効果の発現も期待されている。加えて、触媒として
の用途以外のイオン交換体、吸着剤などへの利用におい
ても新たな材料の提供の可能性があり、工業的に大きな
期待を持たれている。
Furthermore, it is expected that the interaction between the two elements will improve the catalytic function and produce new effects. In addition, it has the potential to provide new materials for applications other than catalysts, such as ion exchangers and adsorbents, and has great industrial expectations.

ところでチタノアルミノシリケート、すなわちゼオライ
ト中のアルミニウムの一部をチタニウムで置換した構造
を有するゼオライトは、既に□チタノシリケートを調製
する際に同時に合成されていると考えられている。すな
わち、チタノシリケート合成のシリカ源として通常、水
ガラス、ケイ酸ソーダ、シリカゲル、及びエアロジルな
どが用いられるが、これらの中には微量のアルミニウム
が不純物として含まれているために、これらのシリカ源
を用いて、チタノシリケートの合成を行うと、実質的に
チタノアルミノシリケートが生成する。
Incidentally, it is believed that titanoaluminosilicate, that is, zeolite having a structure in which part of the aluminum in zeolite is replaced with titanium, has already been synthesized at the same time as titanosilicate is prepared. That is, water glass, sodium silicate, silica gel, and Aerosil are usually used as silica sources for titanosilicate synthesis, but since these contain trace amounts of aluminum as impurities, these silica When titanosilicate is synthesized using the source, titanoaluminosilicate is substantially produced.

しかしながら、実際に得られるものはチタノシリケート
ではなくアルミノシリケートとチタニアの混合物である
ことが多い。
However, what is actually obtained is often a mixture of aluminosilicate and titania rather than titanosilicate.

また、アルミノシリケートのアルミニウムの一部をチタ
ニウムで置き換える試みもなされている(特開昭55−
2695号、特開昭57−11818号、特開昭58−
74521号)。しかしこの方法ではシリカ源(水ガラ
ス、ケイ酸ソーダなど)、アルミニウム源(アルミニウ
ムアルコキシドなど)、及びチタニウム源(チタンアル
コキシドなど)をアルカリ水溶液へ入れるため、アルカ
リ水溶液中でチタニアの沈澱が生成し易く、この混合物
を水熱合成しても、チタニウムはゼオライト結晶格子内
に取り込まれずに、無定形チタニア及び/またはチタニ
アの単独結晶となり易く、結晶中にチタニウムが均一に
分布したチタノアルミノシリケートを合成するのは容易
ではない。
In addition, attempts have been made to replace part of the aluminum in aluminosilicate with titanium (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-1999).
No. 2695, JP-A-57-11818, JP-A-58-
No. 74521). However, in this method, a silica source (water glass, sodium silicate, etc.), an aluminum source (aluminum alkoxide, etc.), and a titanium source (titanium alkoxide, etc.) are added to an alkaline aqueous solution, so titania precipitates are likely to form in the alkaline aqueous solution. Even when this mixture is hydrothermally synthesized, titanium is not incorporated into the zeolite crystal lattice and tends to become amorphous titania and/or a single crystal of titania, making it difficult to synthesize titanoaluminosilicate in which titanium is uniformly distributed in the crystal. It's not easy to do.

一方、特開昭62−162617号は、チタンアルコキ
シド、ケイ素アルコキシド及びアルミニウムアルコキシ
ドをそれぞれチタニウム源、シリカ源及びアルミニウム
源に用い、含窒素有機化合物(例えば水酸化アルキルア
ンモニウム)の存在下で水熱合成して結晶性の合成ゼオ
ライト物質(チタノアルミノシリケート)を製造する方
法を開示している。このチタノアルミノシリケートはそ
れを構成する酸化ケイ素、酸化チタン及び酸化アルミニ
ウムの組成比率を規定し且つX線回折スペクトルで特徴
付けられている。しかし、これらのアルコキシドは空気
中の水分により容易に縮合し、取扱が容易でないという
難点がある。またこのような単量体を原料とする結晶性
物質の水熱合成においては、合成条件すなわち結晶生成
過程を厳密に制御する必要がある。合成条件の若干の変
動によって、結晶性チタノアルミノシリケートは再現よ
く得られないことがあり1、また結晶中に取り込まれな
かった原料は不純物質として残留する。
On the other hand, JP-A-62-162617 discloses hydrothermal synthesis using titanium alkoxide, silicon alkoxide, and aluminum alkoxide as a titanium source, a silica source, and an aluminum source, respectively, in the presence of a nitrogen-containing organic compound (e.g., alkylammonium hydroxide). A method for producing a crystalline synthetic zeolite material (titanoaluminosilicate) is disclosed. This titanoaluminosilicate has a defined composition ratio of silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide constituting it, and is characterized by an X-ray diffraction spectrum. However, these alkoxides have the disadvantage that they are easily condensed by moisture in the air and are not easy to handle. Furthermore, in the hydrothermal synthesis of crystalline substances using such monomers as raw materials, it is necessary to strictly control the synthesis conditions, that is, the crystal formation process. Due to slight variations in the synthesis conditions, crystalline titanoaluminosilicate may not be obtained reproducibly1, and raw materials not incorporated into the crystals remain as impurities.

さらに、この方法により結晶物を得るにはチタニウム源
、シリカ源及びアルミニウム源の仕込比率が著しく制限
される。即ち、仕込のアルミニウム源に対するケイ素源
のモル比が約300以上でないとチタノアルミノシリケ
ートが結晶化しないという問題がある。
Furthermore, in order to obtain a crystalline material by this method, the charging ratios of the titanium source, silica source, and aluminum source are significantly limited. That is, there is a problem that the titanoaluminosilicate will not crystallize unless the molar ratio of the silicon source to the aluminum source is about 300 or more.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のように、チタニウム及びアルミニウムがゼオライ
ト結晶内に高度に均一分布し、かつ合成操作が容易なチ
タノアルミノシリケートの製造方法は確立されていない
。そこで、本発明の目的は、広範囲に各酸化物組成を調
節でき、チタニウム及びアルミニウムがゼオライト結晶
内に高度に均一分布した結晶性チタノアルミノシリケー
トを比較的簡便な合成操作により製造する方法を提供す
ることにある。
As mentioned above, a method for producing titanoaluminosilicate in which titanium and aluminum are highly uniformly distributed in zeolite crystals and in which the synthesis operation is easy has not been established. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing crystalline titanoaluminosilicate in which the composition of each oxide can be adjusted over a wide range and in which titanium and aluminum are highly uniformly distributed within the zeolite crystal, by a relatively simple synthetic operation. It's about doing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

即ち、本発明はアルミナに対するシリカのモル比が30
以上であるアルミノシリケートとチタンアルコキシドと
を水酸化アルキルアンモニウムの存在下、水熱合成反応
させることを特徴とする結晶性チタノアルミノシリケー
トの製造方法に関するものである。
That is, in the present invention, the molar ratio of silica to alumina is 30.
The present invention relates to a method for producing crystalline titanoaluminosilicate, which comprises subjecting the aluminosilicate and titanium alkoxide described above to a hydrothermal synthesis reaction in the presence of alkylammonium hydroxide.

更に本発明について詳しく説明する。本発明に示す結晶
性チタノアルミノシリケートの製造方法の特長の一つは
、5104−及び^1O1−四面体の三次元構造を有す
るアルミノシリケートを水熱合成反応の原料とすること
にある。従来より単量体原料を用いて水熱合成反応で結
晶性のアルミノシリケート、チタノアルミノシリケート
などを合成することは周知の通りであるが、本発明に示
すようにアルミノシリケートを出発原料とする方法は未
だ知られていない。後述するように、ある結晶構造を有
するアルミノシリケートから構造変換して別種の結晶性
チタノアルミノシリケートが生成することは興味深い事
実と言える。
Further, the present invention will be explained in detail. One of the features of the method for producing crystalline titanoaluminosilicate according to the present invention is that aluminosilicate having a three-dimensional structure of 5104- and ^1O1-tetrahedrons is used as a raw material for the hydrothermal synthesis reaction. It is well known that crystalline aluminosilicate, titanoaluminosilicate, etc. are synthesized by hydrothermal synthesis reaction using monomer raw materials, but as shown in the present invention, aluminosilicate is used as a starting material. The method is still unknown. As will be described later, it is an interesting fact that an aluminosilicate having a certain crystal structure undergoes structural conversion to produce a different type of crystalline titanoaluminosilicate.

即ち、単量体原料ではなく結晶性チタノアルミノシリケ
ートの前駆体となるものを使°゛用することで、極めて
円滑に目的物が得られる。また本発明の方法には、チタ
ノアルミノシリケート中の各酸化物組成を広範囲に調節
できる利点もある。
That is, by using a precursor of crystalline titanoaluminosilicate rather than a monomer raw material, the desired product can be obtained extremely smoothly. The method of the present invention also has the advantage that the composition of each oxide in the titanoaluminosilicate can be adjusted over a wide range.

本発明に右いて、水熱合成反応の原料として使用される
アルミノシリケートは、結晶性物質、非結晶性物質また
は一部結晶性を有しているものなど特にその結晶性には
制限されない。具体的には、天然産及び/または合成物
のいずれを用いてもよい。天然産としては、クリノプチ
ロライト、ヒユーランダイト、モルデナイト、アナルサ
イム、ワイラカイトなどが好適に使用される。一方、合
成物としてはY型、A型、X型等のフォージャサイト、
モルデナイト、ペンタシル型、L型、Ω型、オフタレイ
ト、エリオナイト、フェリエライト、クリノプチロライ
ト型などが好適なものとして挙げられる。
In the present invention, the aluminosilicate used as a raw material for the hydrothermal synthesis reaction is not particularly limited in its crystallinity, such as a crystalline substance, an amorphous substance, or a partially crystalline substance. Specifically, either natural products and/or synthetic products may be used. As natural materials, clinoptilolite, hyurandite, mordenite, analcyme, wairakite, etc. are preferably used. On the other hand, as synthetic products, faujasites such as Y type, A type, and X type,
Preferred examples include mordenite, pentasil type, L type, Ω type, ophthalate, erionite, ferrierite, and clinoptilolite type.

これらのアルミノシリケート中のケイ素とアルミニウム
の比率は、アルミナに対するシリカのモル比で30以上
とする。モル比が30より小さい場合、後述する水熱合
成反応を行っても、無定形チタニアの生成がおこりやす
く、チタニウムが高度に分散したチタノアルミノシリケ
ートの結晶を得ることは困難である。このようなアルミ
ナに対するシリカのモル比が30以上のアルミノシリケ
ートは天然物または合成物に関わらず、その状態にあれ
ばそのまま使用することができる。又、アルミナに対す
るシリカのモル比が30未満の場合はアルミノシリケー
ト中のアルミニウムを予め除去した後に水熱合成反応に
供することができる。
The ratio of silicon to aluminum in these aluminosilicate is set to be 30 or more in terms of the molar ratio of silica to alumina. When the molar ratio is less than 30, even if the hydrothermal synthesis reaction described below is performed, amorphous titania is likely to be produced, and it is difficult to obtain titanoaluminosilicate crystals in which titanium is highly dispersed. Such an aluminosilicate having a molar ratio of silica to alumina of 30 or more can be used as it is, regardless of whether it is a natural product or a synthetic product, as long as it is in that state. If the molar ratio of silica to alumina is less than 30, aluminum in the aluminosilicate can be removed in advance before the aluminosilicate can be subjected to the hydrothermal synthesis reaction.

アルミニウムの除去即ち脱アルミニウム処理は、公知の
技術により実施することができる。例えば塩酸、硫酸、
燐酸などの無機酸、酢酸、プロピオン酸、°トリフルオ
ロメタンスルホン酸などの有機酸による酸処理、四塩化
ケイ素、フルオロケイ酸アンモニウムなどによるケイ素
置換処理、EDTA。
Removal of aluminum, or dealumination, can be performed by known techniques. For example, hydrochloric acid, sulfuric acid,
Acid treatment with inorganic acids such as phosphoric acid, organic acids such as acetic acid, propionic acid, and trifluoromethanesulfonic acid, silicon substitution treatment with silicon tetrachloride, ammonium fluorosilicate, etc., and EDTA.

ホスゲン、塩化ニトロシルを用いる方法が好ましいもの
として挙げられる。原料として使用するアルミノシリケ
ートのアルミナに対するシリカのモル比は好ましくは8
5以上である。
Preferred methods include methods using phosgene and nitrosyl chloride. The molar ratio of silica to alumina in the aluminosilicate used as a raw material is preferably 8.
It is 5 or more.

チタニウムアルコキシドとしてはテトラメチルオルトチ
タネート、テトラエチルオルトチタネート、テトラプロ
ピルオルトチタネート、テトラブチルオルトチタネート
などが好適に使用される。
As the titanium alkoxide, tetramethyl orthotitanate, tetraethyl orthotitanate, tetrapropyl orthotitanate, tetrabutyl orthotitanate, etc. are preferably used.

また、これらのチタニウムアルコキシドはモノマー、オ
リゴマーのいずれを用いてもよい。
Furthermore, these titanium alkoxides may be either monomers or oligomers.

水酸化アルキルアンモニウムとしては、例えば水酸化テ
トラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニ
ウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、及び水酸化
テトラブチルアンモニウムを例示でき、特に水酸化テト
ラプロピルアンモニウムが好ましい。
Examples of alkylammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide, with tetrapropylammonium hydroxide being particularly preferred.

本発明におけるチタノアルミノシリケートを水熱合成す
る際のこれら反応原料の仕込比率は、以下の通りにする
ことが好ましい。チタンアルコキシドはアルミナシリケ
ート中の5102に対して、モル比で0.5〜3001
より好ましくはモル比で1〜200である。水酸化アル
キルアンモニウムは同様にS+02に対して、モル比で
0.5〜lOの範囲である。反応は媒体中で行うことが
好ましく、媒体としては水を使用できる。使用する水の
量はStewに対して、モル比で10〜200の範囲と
することが好ましい。
The charging ratio of these reaction raw materials when hydrothermally synthesizing titanoaluminosilicate in the present invention is preferably as follows. Titanium alkoxide has a molar ratio of 0.5 to 3001 to 5102 in alumina silicate.
More preferably, the molar ratio is 1 to 200. The molar ratio of alkylammonium hydroxide to S+02 is likewise in the range of 0.5 to 1O. The reaction is preferably carried out in a medium, and water can be used as the medium. The amount of water used is preferably in a molar ratio of 10 to 200 to Stew.

反応は水酸化γノ、レキルアンモニウムと水とを混合し
、この混合物を、必要に応じて水熱合成反応の前に予め
加水分解させて、生成するアルコールを除去し、反応体
の重量を減じておくこと本できる。しかしながら、この
時点で加水分解を行わなくても、生成するチタノアルミ
ノシリケートの性状は特に変化しない。予め加水分解を
進行させるには、温度を0〜120℃より好ましくは2
0〜100℃とし、0.1〜20時間の範囲で撹拌しな
がら、生成するアルコールを除去することが好ましい。
In the reaction, gamma hydroxide, lekylammonium, and water are mixed, and if necessary, this mixture is hydrolyzed in advance before the hydrothermal synthesis reaction to remove the alcohol produced and reduce the weight of the reactants. There are many things you can reduce. However, even if hydrolysis is not performed at this point, the properties of the produced titanoaluminosilicate do not change in particular. In order to proceed with hydrolysis in advance, the temperature is preferably 2 to 120°C.
It is preferable to remove the generated alcohol while stirring at a temperature of 0 to 100°C for a period of 0.1 to 20 hours.

上記のようにして調製されたi合物は水熱合成反応に供
される。水熱合成反応は、混合物を60〜300℃より
好ましくは100〜250℃の温度条件下に加熱し、1
〜100時間撹拌させることにより実施される。この際
、圧力は自圧もしくは加圧下のいずれかの方法でも行う
ことができるが、通常は自圧下で行える。また、この反
応に於て結晶化を容易にするために鉱化剤、を添加する
こともできる。鉱化剤としては塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硫酸ナトリウ
ムなどを挙げることができる。
Compound i prepared as described above is subjected to a hydrothermal synthesis reaction. In the hydrothermal synthesis reaction, the mixture is heated at a temperature of 60 to 300°C, preferably 100 to 250°C, and 1
This is carried out by stirring for ~100 hours. At this time, the pressure can be applied either under autogenous pressure or under increased pressure, but usually it is carried out under autonomic pressure. Additionally, a mineralizing agent may be added to facilitate crystallization in this reaction. Examples of mineralizing agents include sodium chloride, potassium chloride, sodium bromide, potassium bromide, and sodium sulfate.

このように水熱合成処理され結晶化した固体粉末はイオ
ン交換水で充分洗浄後、300〜700℃、2〜20時
間熱処理することにより、本発明の結晶性チタノアルミ
ノシリケートを製造することができる。
The crystalline titanoaluminosilicate of the present invention can be produced by thoroughly washing the solid powder crystallized by hydrothermal synthesis with ion-exchanged water and heat-treating it at 300 to 700°C for 2 to 20 hours. can.

本発明によるチタノアルミノシリケートは極めて熱安定
性の高い結晶であり、ZSM−5、ZSM−11、ZS
M−34などと類似のペンタシル型構造を有している。
The titanoaluminosilicate according to the present invention is a crystal with extremely high thermal stability, and is
It has a pentasil-type structure similar to M-34.

また、本発明により製造されるチタノアルミノシリケー
トは触媒としての用途に加えてイオン交換体、吸着剤な
ど広い用途を有する。特に本発明の方法により得られる
チタノアルミノシリケートはアルミニウムに基づく固体
酸点のみならず、結晶中にチタニウムが高度に分布して
いることから、アルキル化、異性化、不均化、オリゴメ
リゼーション、クラブキング、水素化反応などの固体酸
による触媒作用だけではなく、過酸化水素などの酸化剤
によるヒドロキシル化反応、エポキシ化反応、酸化反応
などにも使用することができる。
Furthermore, the titanoaluminosilicate produced according to the present invention has a wide range of uses, including as an ion exchanger and an adsorbent, in addition to being used as a catalyst. In particular, the titanoaluminosilicate obtained by the method of the present invention not only has solid acid sites based on aluminum, but also has titanium highly distributed in the crystal, so it can undergo alkylation, isomerization, disproportionation, and oligomerization. It can be used not only for catalysis by solid acids such as , crab king, and hydrogenation reactions, but also for hydroxylation reactions, epoxidation reactions, oxidation reactions, etc. by oxidizing agents such as hydrogen peroxide.

口発明の効果〕 本発明の方法によれば、チタニウム及びアルミニウムが
結晶内に高度に分布したチタノアルミノシリケートを製
造することができる。また、水熱合成原料としてアルミ
ノシリケートを用いることから、円滑に目的物が得られ
る。またチタノアルミノシリケートの各酸化物組成は、
アルミノシリケートに含有されるアルミナに対するシリ
カのモル比を30以上とすれば、その他については広範
囲に調節できる。また、アルミノシリケートは熱的に、
また水分に対して安定なことから反応操作上も容易であ
る。
Effects of the Invention] According to the method of the present invention, titanoaluminosilicate in which titanium and aluminum are highly distributed within the crystal can be produced. Furthermore, since aluminosilicate is used as a raw material for hydrothermal synthesis, the desired product can be obtained smoothly. In addition, each oxide composition of titanoaluminosilicate is
If the molar ratio of silica to alumina contained in the aluminosilicate is 30 or more, other factors can be adjusted over a wide range. In addition, aluminosilicate is thermally
Furthermore, since it is stable against moisture, it is easy to operate the reaction.

本発明により得られる結晶性チタノアルミノシリケート
の触媒性能はアルキル化、異性化、不均化反応等の固体
酸触媒機能のみならず、過酸化物を酸化剤とするヒドロ
キシル化、エポキシ化などの酸化反応に於て優れた特性
を有する。
The catalytic performance of the crystalline titanoaluminosilicate obtained by the present invention is not limited to solid acid catalytic functions such as alkylation, isomerization, and disproportionation reactions, but also catalytic functions such as hydroxylation and epoxidation using peroxide as an oxidizing agent. It has excellent properties in oxidation reactions.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明
は下記実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

実施例1 アルミナに対するシリカのモル比が5.9のY型ゼオラ
イト (東ソー製TS Z−330HUA)150gを
内容量2000−の三つロフラスコに入れ、1.60 
mol/1の塩酸水溶液1500−に懸濁させ、95℃
で2時間撹拌した。次いで遠心分離し、イオン交換水で
充分洗浄後、90℃で一昼夜乾燥し、原料となるアルミ
ノシリケートを得た(以下、−このアルミノシリケート
をY−1と略称する)。
Example 1 150 g of Y-type zeolite (TS Z-330HUA manufactured by Tosoh) with a molar ratio of silica to alumina of 5.9 was placed in a three-necked flask with an internal capacity of 2000-1.60.
Suspended in 1,500 mol/1 hydrochloric acid aqueous solution and heated to 95°C.
The mixture was stirred for 2 hours. The mixture was then centrifuged, thoroughly washed with ion-exchanged water, and dried at 90° C. for a day and night to obtain an aluminosilicate as a raw material (hereinafter, this aluminosilicate will be abbreviated as Y-1).

得られたY−1,30gをエタノール100m1に懸濁
させ、室温で撹拌した。次いでテトラエチルオルトチタ
ネート5.47 gを滴下し、続いて水酸化テトラプロ
ピルアンモニウム水溶i’ffl (25%溶液)10
0gを滴下した。この混合物を約80℃に加熱し、加水
分解によって生じたエタノール、及び水を蒸留除去(1
2C1−)した。蒸留除去された混合物に水320gを
加えた後、内容量500−のハステロイ製オートクレー
ブに充填し、自圧下、170℃まで2時間で昇温させ、
5時間撹拌した。オートクレーブの内容物を遠心分離し
、60℃のイオン交換水で充分洗浄した。得られた白色
粉末固体を90℃で一昼夜乾燥後、550℃にて5時間
熱処理してチタノアルミノシリケート(以下、このチタ
ノアルミノシリケートをTAS−1と略称する)23g
を得た。
30 g of the obtained Y-1 was suspended in 100 ml of ethanol and stirred at room temperature. Then, 5.47 g of tetraethylorthotitanate was added dropwise, followed by 10 g of tetrapropylammonium hydroxide (25% solution) in water.
0g was added dropwise. This mixture was heated to about 80°C, and the ethanol and water produced by the hydrolysis were removed by distillation (1
2C1-). After adding 320 g of water to the distilled mixture, it was filled into a Hastelloy autoclave with an internal capacity of 500 cm, and the temperature was raised to 170 ° C. in 2 hours under autostatic pressure.
Stirred for 5 hours. The contents of the autoclave were centrifuged and thoroughly washed with 60°C ion-exchanged water. The obtained white powder solid was dried at 90°C for a day and night, and then heat-treated at 550°C for 5 hours to obtain 23 g of titanoaluminosilicate (hereinafter, this titanoaluminosilicate will be abbreviated as TAS-1).
I got it.

化学分析によるその粉末の組成分析を行った結果を表1
に示す。また、X線回折(XRD)による主要ピークを
表2に示す。尚、参考のために特開昭62−16261
7号に記載の方法に従って調製したチタノアルミノシリ
ケート(シリカ/アルミナ比:137、シリカ/チタニ
ア比:40)のXRDの結果も表3に示す。
Table 1 shows the results of chemical analysis of the powder composition.
Shown below. Table 2 also shows the main peaks determined by X-ray diffraction (XRD). For reference, please refer to JP-A-62-16261.
Table 3 also shows the XRD results of the titanoaluminosilicate prepared according to the method described in No. 7 (silica/alumina ratio: 137, silica/titania ratio: 40).

実施例22i1tび3 実施例2ではテトラエチルオルトチタネートの重量を2
0.6 gにしたこと以外、実施例1と同様にしてチタ
ノアルミノシリケートを調製した(TAS−2)(収量
23g)。
Example 22i1t and 3 In Example 2, the weight of tetraethylorthotitanate was 2
Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0.6 g (TAS-2) (yield: 23 g).

実施例3ではテトラエチルオルトチタネートの重量を3
.48 gにしたこと以外、実施例1と同様にしてチタ
ノアルミノシリケートを調製した(TAS。
In Example 3, the weight of tetraethylorthotitanate was 3
.. Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 48 g (TAS).

−3)(収量22g)。得られた粉末の組成を表1に示
す。
-3) (yield 22g). Table 1 shows the composition of the obtained powder.

実施例4 アルミナに対するシリカのモル比が5.9のY型ゼオラ
イト150gを0.80 mol/1の塩酸水溶液15
00mlに懸濁させ、95℃で2時間撹拌した。
Example 4 150 g of Y-type zeolite with a molar ratio of silica to alumina of 5.9 was added to an aqueous solution of 0.80 mol/1 hydrochloric acid 15
00 ml and stirred at 95°C for 2 hours.

次いで、遠心分離し、イオン交換水で充分洗浄後、90
℃で一昼夜乾燥し、原料となるアルミノシリケートを得
た(Y−2)。Y−2をY−1の代わりに用い、かつテ
トラエチルオルトチタネートの重量を2.69 gにし
たこと以外、実施例1と同様にしてチタノアルミノシリ
ケートを調製した(TAS−4)(収量23g)。得ら
れた粉末の組成を表1に示す。
Then, after centrifugation and thorough washing with ion-exchanged water,
It was dried at ℃ for a day and night to obtain aluminosilicate as a raw material (Y-2). Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 1, except that Y-2 was used in place of Y-1 and the weight of tetraethylorthotitanate was changed to 2.69 g (TAS-4) (yield: 23 g). ). Table 1 shows the composition of the obtained powder.

実施例5及び6 実施例5ではテトラエチルオルトチタネートの重量を2
0.3 gにしたこと以外、実施例4と同様にしてチタ
ノアルミノシリケートを調製した(TAS−5)(収量
23g)。
Examples 5 and 6 In Example 5, the weight of tetraethylorthotitanate was 2
Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 4, except that the amount was changed to 0.3 g (TAS-5) (yield: 23 g).

実施例6ではテトラエチルオルトチタネートの重量を9
.58 gにしたこと以外、実施例4と同様にしてチタ
ノアルミノシリケートを調製した(TAS−6)(収量
23g)。
In Example 6, the weight of tetraethylorthotitanate was 9
.. Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 4, except that the amount was changed to 58 g (TAS-6) (yield: 23 g).

実施例7 アルミナに対するシリカのモル比が21.8のモルデナ
イト型ゼオライト (東ソー製TSZ 640 XOA
)50gを6. Omol/1の塩酸に懸濁させ、95
℃で2時間撹拌した。次いで、遠心分離し、イオン交換
水で充分洗浄後、90℃で一昼夜乾燥し、原料となるア
ルミノシリケートを得た(Y−3)。Y−3をY−1の
代わりに用いたこと以外、実施例2と同様にしてチタノ
アルミノシリケートを調製した(T A S −7) 
 (収量22g)。得られた粉末の組成を表1に示す。
Example 7 Mordenite type zeolite with a molar ratio of silica to alumina of 21.8 (TSZ 640 XOA manufactured by Tosoh)
) 50g 6. Suspended in Omol/1 hydrochloric acid, 95
Stirred at ℃ for 2 hours. Next, it was centrifuged, thoroughly washed with ion-exchanged water, and then dried at 90°C for a day and night to obtain aluminosilicate as a raw material (Y-3). Titanoaluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 2 except that Y-3 was used instead of Y-1 (TAS-7)
(Yield 22g). Table 1 shows the composition of the obtained powder.

比較例1 アルミナに対するシリカのモル比が5.9のY型ゼオラ
イト (東ソー製TSl 330811八)30gをエ
タノール6(lit!に懸濁させ、室温で撹拌した。次
いでテトラエチルオルトチタネ−) 0.93 gを滴
下し、続いて水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液
(25%溶液)126gを滴下した。この混合物を約8
0℃に加熱し、加水分解によって生じたエタノール、及
び水を蒸留除去した。蒸留除去された混合物に水185
gを加えた後、内容量500m1!のハスチロイト製オ
ートクレーブに充填し、自圧下、170℃まで2時間で
昇温させ、50時間撹拌した。オートクレーブの内容物
を遠心分離し、60℃のイオン交換水で充分先浄した。
Comparative Example 1 30 g of Y-type zeolite (TSI 3308118 manufactured by Tosoh) having a molar ratio of silica to alumina of 5.9 was suspended in ethanol 6 (lit!) and stirred at room temperature. Then, 0. 93 g was added dropwise, followed by 126 g of an aqueous tetrapropylammonium hydroxide solution (25% solution). This mixture is about 8
The mixture was heated to 0° C., and ethanol and water produced by hydrolysis were distilled off. Water 185 to the distilled mixture
After adding g, the internal volume is 500ml! The mixture was charged into a Hastiloid autoclave, heated to 170° C. over 2 hours under autostatic pressure, and stirred for 50 hours. The contents of the autoclave were centrifuged and thoroughly precleaned with 60°C deionized water.

得られた白色粉末固体を90℃で一昼夜乾燥後、550
℃にて5時間熱処理してた。しかしながら、その白色粉
末固体は、Y型ゼオライトとチタニアの混合物であった
After drying the obtained white powder solid at 90°C for a day and night,
It was heat treated at ℃ for 5 hours. However, the white powder solid was a mixture of Y-type zeolite and titania.

比較例2 特開昭62−162617号に記載の方法に従って水熱
合成を行った。アルミニウムイソプロポキサイド0.3
01gを水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液(2
5%溶液)87.8gに溶解した。別の容器において、
テトラエチルオルトチタネート4.53 gをテトラエ
チルオルトシリケート92、2 gに溶解し、その混合
溶液を先に調製した溶液に撹拌しながら、ゆっくり滴下
した。香の混合溶液を60℃で4時間撹拌した後、純水
310m1を加えた。得られた混合物をハステロイ製オ
ートクレーブに充填し、自圧下、170℃まで2時間昇
温させ、5時間撹拌した。しかし、反応混合物は結晶化
しなかった。
Comparative Example 2 Hydrothermal synthesis was carried out according to the method described in JP-A-62-162617. aluminum isopropoxide 0.3
01g of tetrapropylammonium hydroxide aqueous solution (2
5% solution) was dissolved in 87.8 g. In another container,
4.53 g of tetraethylorthotitanate was dissolved in 92.2 g of tetraethylorthosilicate, and the mixed solution was slowly added dropwise to the solution prepared previously while stirring. After stirring the incense mixed solution at 60° C. for 4 hours, 310 ml of pure water was added. The resulting mixture was filled into a Hastelloy autoclave, heated to 170° C. for 2 hours under autogenous pressure, and stirred for 5 hours. However, the reaction mixture did not crystallize.

実施例8 内容量500−の四つロフラスコにTAS−11、0g
 、フェノール20g1及び水100gを混合し、95
℃で1時間撹拌した。その後、80℃に調温し、過酸化
水素水溶液(3,75重量%)60gを1時間かけて滴
下し、同温度で14時間撹拌した。反応生成物を液体ク
ロマトグラフィーで分析した結果、過酸化水素を基準と
して、ジヒドロキシベンゼン(ハイドロキノン、及びカ
テコール)が77.8%の収率で得られた。
Example 8 TAS-11, 0g in a four-bottle flask with an internal capacity of 500-
, 20 g of phenol and 100 g of water were mixed, 95
Stirred at ℃ for 1 hour. Thereafter, the temperature was adjusted to 80° C., and 60 g of a hydrogen peroxide aqueous solution (3.75% by weight) was added dropwise over 1 hour, followed by stirring at the same temperature for 14 hours. Analysis of the reaction product by liquid chromatography revealed that dihydroxybenzene (hydroquinone and catechol) was obtained in a yield of 77.8% based on hydrogen peroxide.

表2 表3Table 2 Table 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  アルミナに対するシリカのモル比が30以上であるア
ルミノシリケートとチタンアルコキシドとを水酸化アル
キルアンモニウムの存在下、水熱合成反応させることを
特徴とする結晶性チタノアルミノシリケートの製造方法
A method for producing crystalline titanoaluminosilicate, which comprises subjecting an aluminosilicate having a molar ratio of silica to alumina of 30 or more and titanium alkoxide to a hydrothermal synthesis reaction in the presence of alkylammonium hydroxide.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011042577A (en) * 2010-12-03 2011-03-03 Tosoh Corp New mor type metalloaluminosilicate
JP2017185432A (en) * 2016-04-04 2017-10-12 日本化学工業株式会社 Manufacturing method of cesium and/or strontium absorber
JP2019171286A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 東ソー株式会社 Absorbing and separating method of nitrogen

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