JPH0672010B2 - 結晶性アルミノシリケ−ト及びその製造方法 - Google Patents

結晶性アルミノシリケ−ト及びその製造方法

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JPH0672010B2
JPH0672010B2 JP18888185A JP18888185A JPH0672010B2 JP H0672010 B2 JPH0672010 B2 JP H0672010B2 JP 18888185 A JP18888185 A JP 18888185A JP 18888185 A JP18888185 A JP 18888185A JP H0672010 B2 JPH0672010 B2 JP H0672010B2
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幸三 高津
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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ISI−7と称する結晶性アルミノシリケート及
びその製造方法に関し、詳しくは各種の化学反応の触
媒,触媒担体,吸着剤等として有効に利用できる新規な
構造の結晶性アルミノシリケート(ISI−7)およびそ
の効率のよい製造方法に関する。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕
従来からセシウムを含有するアルミノシリケートとして
は、EU−7(特開昭59-88310号公報)やCSZ−1(特開
昭57-7823号公報)などが知られている。また、天然に
存在するセシウム含有アルミノシリケートとしては、鉱
物ポルサイト(CsAlSi2O6),CsAlSiO4などがある。
本発明者らは、全く新たな組成および結晶構造を有する
セシウム含有のアルミノシリケートを開発すべく鋭意研
究を重ねた。
〔問題点を解決するための手段〕
その結果、ケイ素源,アルミニウム源,セシウム源を一
定割合で用いるとともに、テトラアルキルアンモニウム
塩やアミノアルコールを用いて水熱反応することによ
り、従来知られているものとは異なる構造のセシウム含
有ゼオライトが得られることを見出した。本発明はかか
る知見に基いて完成したものである。
すなわち本発明は、焼成後のモル比で表わした組成が 一般式pCs2O・Al2O3・qSiO2 …(I) 〔式中、p,qはそれぞれ次の範囲から選ばれる実数であ
る。
0.3≦p≦3.0,q≧20〕 で表わされ、かつX線回折パターンが第1表に示される
結晶性アルミノシリケートを提供するものである。
さらに本発明は、(a)ケイ素源,(b)アルミニウム
源,(c)セシウム源,(d)テトラアルキルアンモニ
ウム塩および(e)一般式X1-C2H4-X2(式中、X1,X2
それぞれOHあるいはNH2を示す。)で表わされる化合物
を含有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧10 セシウム/シリカ=0.01〜3.0 テトラアルキルアンモニウム塩/シリカ=0.01〜1 X1-C2H4-X2/シリカ=0.01〜100水酸イオン/シリカ=
0.005〜0.5(但し、水酸イオンの量は添加した無機塩基
の量から無機酸の量を差引いた量である。) である水性混合物を、80〜300℃にて結晶性アルミノシ
リケートが生成するまで反応させることを特徴とする、
焼成後のモル比で表わした組成が前記一般式(I)で表
わされ、かつX線回折パターンが第1表に示される結晶
性アルミノシリケートの製造方法をも提供するものであ
る。
なお、上記第1表の相対強度は、「非常に強い」を90〜
100%としたときに、50〜90%の範囲を「強い」,20〜50
%を「中程度」,0〜20%を「弱い」として定めた。
本発明の方法によれば、上述の(a)〜(e)成分を所
定モル比で含有する水性混合物を水熱反応させることに
よって、目的とする結晶性アルミノシリケートが得ら
れ、この際の各成分の混合順序は特に制限はない。しか
し、好ましい順序の一例をあげれば、まず(a)ケイ素
源を含む水溶液と、(b)アンモニウム源および(d)
テトラアルキルアンモニウム塩を含む水溶液を、(c)
セシウム源を含む水溶液中に滴下混合し、さらにこの混
合液に(e)一般式X1-C2H4-X2で表わされる化合物を加
えて充分に混合し、この混合液を水熱反応させる方法を
あげることができる。
ここで(a)ケイ素源としては、特に制限はなく、シリ
カ粉末,ケイ酸,コロイド状シリカ,溶解シリカなどを
任意に使用できる。この溶解シリカとしては、Na2Oまた
はK2Oを1モルに対してSiO2を1〜5モル含有する水ガ
ラスケイ酸塩,アルカリ金属ケイ酸塩などがあげられ
る。
また、(b)アルミニウム源としては、様々なものが使
用可能であるが、例えば硫酸アルミニウム,アルミン酸
ナトリウム,コロイド状アルミナ,アルミナなどがあげ
られる。
本発明の方法では、水性混合物中のシリカ(SiO2)とアル
ミナ(Al2O3)の比は、シリカ/アルミナのモル比として1
0以上、好ましくは40以上である。
次に、(c)セシウム源としては、各種のものがある
が、例えば水酸化セシウム,塩化セシウム,硫酸セシウ
ム,硝酸セシウム,炭酸セシウム,酸化セシウム,ヨウ
化セシウムなどがあげられる。
ここで水性混合物中のセシウムとシリカのモル比は、0.
01〜3.0、好ましくは0.05〜1.0である。
さらに本発明の方法では(d)テトラアルキルアンモニ
ウム塩および(e)一般式X1-C2H4-X2で表わされる化合
物を用いるが、これらは主として結晶化調整剤として作
用するものである。この(d)テトラアルキルアンモニ
ウム塩としては、具体的には臭化テトラエチルアンモニ
ウム,臭化テトラメチルアンモニウム,臭化エチルトリ
メチルアンモニウム,臭化ベンジルトリエチルアンモニ
ウムなどがあげられる。この(d)テトラアルキルアン
モニウム塩の使用量は、通常テトラアルキルアンモニウ
ム塩/シリカのモル比で0.01〜1、好ましくは0.05〜0.
3とすべきである。
また、(e)一般式X1-C2H4-X2で表わされる化合物は生
成する結晶性アルミノシリケートの構成成分としては含
有されていないが、その製造過程において結晶構造を形
成する上で前述の(d)テトラアルキルアンモニウム塩
とともに重要な役割を演ずる。この(e)一般式X1-C2H
4-X2で表わされる化合物の具体例をあげれば、モノエタ
ノールアミン,エチレングリコール,エチレンジアミン
などがあげられる。この一般式X1-C2H4-X2で表わされる
化合物の使用量は、X1-C2H4-X2/シリカのモル比で0.01
〜100、好ましくは0.05〜10である。
本発明の方法は、これらの(a),(b),(c),
(d)および(e)の各成分を前述した割合で水に加え
て水性混合物として、これを反応させる。ここで反応系
である水性混合物中の水酸イオン/シリカのモル比は0.
005〜0.5、好ましくは0.01〜0.3とすべきである。な
お、ここで水酸イオンの量は、添加した無機塩基から無
機酸の量を差引いた量である。
さらに、水性混合物を反応させるにあたっては、結晶性
アルミノシリケート(ISI−7)が生成するに必要な温
度および時間加熱すればよい。具体的には、反応温度80
〜300℃、好ましくは150〜250℃にて5時間〜30日間、
好ましくは1〜10日間、自己加圧下もしくは加圧下にお
いて反応させればよい。また、反応系は通常は攪拌下に
おき、雰囲気は必要により不活性ガスで置換してもよ
い。なお、pHは中性〜アルカリ性に調節しておくことが
好ましい。
上述の結晶化の反応は常に(d)テトラアルキルアンモ
ニウム塩および(e)一般式X1-C2H4-X2で表わされる化
合物の存在下で進行するものであって、これらの条件を
満たさない場合は、所望する構造の結晶性アルミノシリ
ケートを得ることができない。
上記結晶化反応後、水洗し、80〜150℃程度で乾燥し、
さらに300〜1200℃にて焼成すれば、前記一般式(I)
で表わされる組成であり、かつX線回折パターンが第1
表で示される結晶性アルミノシリケート(ISI−7)が
得られる。なお、この結晶性アルミノシリケートのX線
回折パターンは焼成前後において基本的に変化がなく、
したがって乾燥後、焼成前の結晶性アルミノシリケート
のX線回折パターンも第1表に示されるものとなる。
〔発明の効果〕
このようにして得られる結晶性アルミノシリケート(IS
I−7)はセシウムを含む全く新たな結晶構造のアルミ
ノシリケートであり、固体酸触媒あるいは触媒担体とし
て様々な反応に有効に利用しうるものである。また、放
射性セシウムを原料として、これに本発明の方法を適用
すれば、放射性セシウムを取り込んだアルミノシリケー
トとなり、これは酸でも分解しにくいものであるので、
放射性セシウム廃棄物の処理として有効である。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例1 硫酸アルミニウム(18水塩)7.32g、臭化テトラエチル
アンモニウム21.0gおよび水300mlを混合したものをA
液、コロイダルシリカ(SiO230重量%,水70重量%)20
0.0gおよび水100mlを混合したものをB液とし、水酸化
セシウム32.4gおよび水180mlを混合したものをC液と
し、モノエタノールアミン72mlをD液とした。
上記C液中にA液とB液を同時に徐々に滴下混合した
後、D液を加えて均質になるまで混合し、水性混合物を
得た。この水性混合物中の各成分の割合は、SiO2/Al2O
3=90(モル比)、OH-/SiO2=0.15(モル比)(但し、
OH-は添加した無機塩基の量から無機酸の量を差し引い
たもの。)、臭化テトラエチルアンモニウム/SiO2=0.
1(モル比)、モノエタノールアミン/SiO2=1.2(モル
比)、セシウム/SiO2=0.22(モル比)であった。
上記水性混合物を1容のオートクレーブに移し、攪拌
しながら190℃,自己圧力下で4日間水熱反応を行なっ
た。反応後、反応混合物を冷却し、生成物を1.5lの水で
5回洗浄した。次いで濾過して固形分を分離し、120℃
で15時間乾燥し、純度100%の結晶性アルミノシリケー
ト(ISI−7)を57.0g得た。このもののX線回折パター
ンを第1図に示す。また、このものを750℃で6時間焼
成した後の組成は、1.4Cs2O・Al2O3・78.1SiO2であっ
た。
実施例2 実施例1において、A液中の硫酸アルミニウム(18水
塩)を3.33gとしたことおよびC液中の水酸化セシウム
を27.0gとしたこと以外は、実施例1と同様の操作を行
ない、結晶性アルミノシリケート(ISI−7,純度100%)
を58.2gを得た。焼成後の組成は、1.2Cs2O・Al2O3・175
SiO2であった。
実施例3 実施例1において、D液としてモノエタノールアミンを
360ml用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を行な
い、結晶性アルミノシリケート(ISI−7,純度100%)を
59.5g得た。焼成後の組成は1.3Cs2O・Al2O3・72.2SiO2
であった。
実施例4 実施例1において、水熱反応を220℃,自己圧力下で4
日間行なったこと以外は、実施例1と同様の操作を行な
い、結晶性アルミノシリケート(ISI−7,純度100%)を
55.8g得た。焼成後の組成は1.2Cs2O・Al2O3・73.0SiO2
であった。
比較例1 実施例1において、A液に臭化テトラエチルアンモニウ
ムを加えなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を
行なった。その結果、得られた生成物は非晶質を含むEU
−7ゼオライトであった。
比較例2 実施例1において、D液(モノエタノールアミン)を用
いなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を行なっ
た。その結果、得られた生成物は非晶質を含むZSM−5
ゼオライトであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた結晶性アルミノシリケート
(ISI−7)のX線回折パターンを示す。ここでθはブ
ラッグ角を示す。なお、この際に用いたX線の波長は1.
5418Åである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焼成後のモル比で表わした組成が 一般式pCs2O・Al2O3・qSiO2 〔式中、p,qはそれぞれ次の範囲から選ばれる実数であ
    る。 0.3≦p≦3.0,q≧20〕 で表わされ、かつX線回折パターンが、格子面間隔d(Å) 相対強度 11.26±0.2 弱い 9.09±0.2 弱い 8.04±0.15 弱い 7.06±0.15 弱い 5.64±0.15 弱い 4.79±0.15 弱い 4.53±0.15 弱い 4.30±0.1 弱い 格子面間隔d(Å) 相対強度 4.12±0.1 弱い 3.94±0.1 強い 3.73±0.1 中程度 3.66±0.1 非常に強い 3.54±0.07 中程度 3.42±0.07 弱い 3.19±0.07 中程度 2.99±0.07 弱い 2.85±0.07 弱い 2.72±0.05 弱い 2.67±0.05 弱い 2.51±0.05 弱い 2.41±0.05 弱い で表わされることを特徴とする結晶性アルミノシリケー
    ト。
  2. 【請求項2】(a)ケイ素源,(b)アルミニウム源,
    (c)セシウム源,(d)テトラアルキルアンモニウム
    塩および(e)一般式X1-C2H4-X2(式中、X1,X2はそれ
    ぞれOHあるいはNH2を示す。)で表わされる化合物を含
    有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧10 セシウム/シリカ=0.01〜3.0 テトラアルキルアンモニウム塩/シリカ=0.01〜1 X1-C2H4-X2/シリカ=0.01〜100水酸イオン/シリカ=
    0.005〜0.5(但し、水酸イオンの量は添加した無機塩基
    の量から無機酸の量を差引いた量である。) である水性混合物を、80〜300℃にて結晶性アルミノシ
    リケートが生成するまで反応させることを特徴とする、
    焼成後のモル比で表わした組成が 一般式pCs2O・Al2O3・qSiO2 〔式中、p,qはそれぞれ次の範囲から選ばれる実数であ
    る。 0.3≦p≦3.0,q≧20〕 で表わされ、かつX線回折パターンが、格子面間隔d(Å) 相対強度 11.26±0.2 弱い 9.09±0.2 弱い 8.04±0.15 弱い 7.06±0.15 弱い 5.64±0.15 弱い 4.79±0.15 弱い 4.53±0.15 弱い 4.30±0.1 弱い 4.12±0.1 弱い 3.94±0.1 強い 3.73±0.1 中程度 3.66±0.1 非常に強い 3.54±0.07 中程度 3.42±0.07 弱い 3.19±0.07 中程度 2.99±0.07 弱い 2.85±0.07 弱い 2.72±0.05 弱い 2.67±0.05 弱い 格子面間隔d(Å) 相対強度 2.51±0.05 弱い 2.41±0.05 弱い で表わされる結晶性アルミノシリケートの製造方法。
  3. 【請求項3】(d)テトラアルキルアンモニウム塩が臭
    化テトラエチルアンモニウムである特許請求の範囲第2
    項記載の方法。
  4. 【請求項4】(e)一般式X1-C2H4-X2で表わされる化合
    物がモノエタノールアミンである特許請求の範囲第2項
    記載の方法。
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