JPS5988311A - 結晶性ゼオライト物質およびその製造方法 - Google Patents

結晶性ゼオライト物質およびその製造方法

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JPS5988311A
JPS5988311A JP58185803A JP18580383A JPS5988311A JP S5988311 A JPS5988311 A JP S5988311A JP 58185803 A JP58185803 A JP 58185803A JP 18580383 A JP18580383 A JP 18580383A JP S5988311 A JPS5988311 A JP S5988311A
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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】 本発明は新規なゼオライト物質−以後EU−12と称す
るーおよびその製造方法に関する。
アルミノシリケート系ゼオライlj今日工梨分野におい
て広く用いられている。これらゼオライトのあるものは
天然にだけ産し、他のものは化学合成の結果として得ら
れるだけであり、またあるものは天然および合成の両形
態で得ることができろ。合成ゼオライトはますます注目
されてきており、そしてそのようなゼオライトの性質乞
特定のニーズに合わせろようにゼオライトの合成を制御
することもだんだん可能になってきている。
本発明によh結晶性ゼオライト物質、ETJ−12゜は
式 %式% ζ式中、R[−価のカチオンまたは−の0価のカチオン
であり、xはケイ素および/またはゲルマニウムであり
、Ytrilまたはそれ以上のアルミニウム、鉄、クロ
ム、/(ナジウム。
モリブテン、ヒ素、アンチモン、マンアミン、ガリウム
またはホウ素であり、そしてH2CにRがHであるとき
に観念的に存在する71(に加えての水和水である) で表わされろ組成(酸化物のモル比として)乞有し、か
つ後記第1表に実質的に記載され、そして第1図に実質
的に示され7)X−線粉末回折ノくターン(銅のにα線
ヶ使用する標準法で測定)乞有する。
この定義には新しぐ製造されたEU−12(「新しく製
造された」とは後記のように1合成および洗浄し、任意
(z乾燥を行った生成物を意味する)と脱水および/ま
たは焼成および/またはイオン交換の結果得られるいろ
いろな形態のゼオライトの両者が含まれる。新しく製造
されたE U−12において、Rはアルカリ金属カチオ
ン、好ましくはルビジウム、および/またはアンモニア
および水素χ含むことができ、また却下に記載される窒
素を含有する有機化合物乞含むことができる。これらの
有機成分乞以後単に便宜上からAと称する。
EU−12Hゼオライトであるので、有機成分はゼオラ
イトのネットワーク内に保持されなければならない。こ
の成分は熱またに酸化分解で、または適当な小さな分子
による置換で除去することができる。第1表に対する参
照は合成されたま〜のEU−12と焼成されたEU−1
2’(焼成は550℃で50時間行った)の両X−線回
折パターン間の差異は比較的小さいことン示している。
これは了ルミノーシリケートのネットワークが熱的に安
定であることを示す。900℃における6時間の焼成は
また回折パターンに影響がないことが見い出された。こ
れよりゼオライトEU−12の熱安定性は非常に高いと
考えられる。
窒素含有有機物質は定義の目的にはこの組成の一部を構
成しない、か(して、美形的に製造されたゼオライ)H
次のモル組成 0〜2.0MO:0〜300A:Y2O3:少な(とも
5のX○2:0〜1 [1’D O)120(式中1M
はアルカリ金属、アンモニウムマタは水素であり、そし
てAは前記有機化合物乞表わす) 乞有する。有機物質が四級化合物であるとき、「A」は
その酸化物として定義される化合物Y指す。
f−構成された形のゼオライ)EU−12において。
有機成分は空気の存在下で焼き尽くされ、後にそれと釣
り合う他のカチオンとして水素を残すか。
またはそれは焼成前に1例えば水または有機溶剤に溶解
することによって除去されるから、水素?含めて任意の
カチオンであることができる。ゼオライトは水素イオン
により、および/またはアンモニウムイオンによりイオ
ン交換し、続いて焼成することによってその水素形に容
易に転化される。
ゼオライトEU−12は、少なくとも1種の酸化物XO
2少なくとも1種の酸化物Y2O3および次の(al 
 少なくとも1種のメチル化四級アンモニラム化合物ま
たはメチル化四級ホスホニウム化合物: (bl  −級アミン、二級アミン、三級アミンおよび
環式アミン;および (c)−級アルコール、二級アルコールおよび三級アル
コールと化合物群(alおよび(b)から選ばれる1種
またはそれ以上の化合物との混合物から選ばれる少なく
とも1種の有機化合物の各供給源を含有する水性混合物
ヶ反応させることによって製造することができ、その場
合反応混合物は次のモル組成 X02A203:5〜5000.好ましくは10〜60
0、さらに好ましくは10〜 120の範囲。
M’OH/XO2: 0.1〜1.0. 好マu <t
lo、15〜0.65の範囲。
H20/xO2:1o〜1oo、好ましくは25〜75
の範囲。
A/XO2:0.01〜0.5.好マL、<Ho、05
〜0.25の範囲、および M”ZIXO:o〜0.5.好ましくは0〜0.25の
範囲 (式中 MlおよびIJ2はおのおのアルカリ金属1、
好ましくはルビジウム、アンモニウムまたは水素ケ表わ
すか、またはM2はメチル化四級アンモニウムイオンま
たはメテルメスホニウムイオン乞表わし、Aは前記有機
化合物を表わし、XおよびYは前記定義の意味7有し。
そしてZは酸ラジカル7表わす) ン有する。
群(alの好ましい化合物はテトラメチルアンモニウム
化合物、例えばその水酸化物およびブロマイドである。
出願人が適当と考える他の化合物は弐RN(OH3)3
(ただし、RHエチル、プロピルまたはブチルである)
のものである。
群(b)の好ましい化合物ハトリメチルアミン単独また
はそれとアルキルハライドRX(ただし、Xはクロライ
ド、ブロマイドまたはアイオダイドであり、そしてRd
典美形にはメチルである)との混合物である5本発明の
方法における使用に対して群CC)の美形的な混合物に
は1例えばトリメチルアミンとアルコールROH(ただ
し、Rはアルキル基、例えばメチルである)との混合物
がある。
本発明の方法における使用に適当なアルカリ金属にナト
リウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムがあり、
そしてこれらのうちルビジウムを使用するのが好ましい
。所望によって1反応混合物は1種以上のアルカリ金属
1例えばルビジウム化合物とカリウム化合物の混合物ま
たはカリウム化合物とセシウム化合物の混合物乞含むこ
とができろ。
本出願人はまたEU−12’Y1棟のアルカリ金属1例
えばルビジウムに基づく反応混合物中で核化させ、それ
をもう1種のアルカリ金属、例えばカリウムまたはセシ
ウムを含有する系に成長させろことができることを見い
出した。
好ましい酸化物X02aシリカ(S t O2)であり
そして好ましい酸化物Y 203 Viアルミナ(Al
2O2)である。
シリカ源はゼオライト合成の際の使用に一般的に考えら
れているものであればどれでもよく5例えば粉末の固体
シリカ、ケイ酸、コロイダルシリカまたは溶解シリカが
ある。使用し得る粉末シリカのうちには沈降シリカ、特
にケイ酸アルカリ金属塩溶液からの沈殿によって造られ
たもの、例えばAKZO社製の[KS300Jとして知
られるタイプのもの、および同様の生成物5エアロシル
シリカ、煙霧シリカ、例えば1カブ−オーシル(GAB
−O−8IL)M5.  およびゴムまたはシリコーン
ゴムのための強化用顔料におけろ使用グレードに適当な
シリカゲルがある。「ルドックス(LUDOX)j[ナ
ルコーグ(NALCOAG)Jおよび [サイトン(S
YTON)Jの登録商標名で市販される。いろいろな粒
径5例えば10〜15ミクロン、または40〜50ミク
ロンのコロイダルシリカが使用できる。使用可能の溶解
シリカとしては、アルカリ金属酸化物1モル当り0.5
〜6.0モル、特に2.0〜4.0モルのSiO□を含
有する市販の水ガラスシリケート、イギリス特許第1.
196,254号に規定される「活性」アルカリ金属シ
リケート、およびシリカ馨アルカリ金属水酸化物もしく
は四級アンモニウムハイドロオキサイド、またはそれら
の混合物に溶解することによって造られるシリケートが
ある。
アルミナ源は、最も好適[は、可溶性アルミン酸塩であ
るが、アルミニウム、了ルミニウム塩。
例えば塩化物、硝酸塩もしくはサルフェート、アルミニ
ウムアルコキシドあるいはアルミナ自体も使用すること
ができろ、このアルミナは水和された形または水和可能
の形のもの、例えばコロイダルアルミナ、疑似ベーマイ
ト、ベーマイト、ガンマ−アルミナ。またはそのアルフ
ァーもしくはベーター三水和物である。
前記反応混合物は好都合には、自然発生圧下で。
または所望によっては添加ガス、例たば窒素により、8
0〜250℃の範囲の温度においてゼオライ)EU−1
2の結晶が生成するまで反応せしめられる。その時間は
反応試剤の組成および操作温度に応じて1時間から多(
の月数までであることができる。攪拌は任意であるが、
攪拌は反応混合ましい、EU−12結晶による反応混合
物のシーディング(seeding ) 、すなわち播
種も、それらの母液に分散したEU−12結晶が用いら
れるならば有利であり得る。
反応の終点で、固相はフィルター上に集められ。
洗浄される。このとき乾燥、焼成およびイオン交換のよ
うな次の工程ができる状態になる。
反応生成物中に存在するいかなるアルカリ金属イオンも
、EU−12の触媒活性のある水素形のもの馨製造する
ためには5その少なくとも一部は除去されなければなら
ない。これは酸、特に強鉱酸1例えば塩酸によるイオン
交換で、またに塩化アンモニウムのようなアンモニウム
塩の溶液によるイオン交換によって造られるアンモニウ
ム化合物によるイオン交換で行うことができる。イオン
交換はイオン交換溶液で1回または数回スラリー化する
ことによって行うことができる。イオン交換後そのゼオ
ライ)U通常焼成されるが、これにイオン交換前に行っ
てもよいし、あるいはもし多数の段階で行われるならば
イオン交換中疋行ってもよい。イオン交換にまた「造ら
れたまま」の形のゼオライト中に存在するイオンを他の
イオンで置換するの圧用いることができ、そしてこのイ
オン交換された形のゼオライ)Hまた所望によっては前
記のように水素形に転化することができる。
例えば1本出願人はルビジウムを含有する反応混合物か
ら合成され、そして焼成されたEU−12が1Mの塩化
アンモニウムと1Mの塩酸で連続してイオン交換するな
らば(前者は16時間行%、%。
次いで洗浄、濾過、焼成および平衝させ、後者は4時間
行い1次いで洗浄、濾過、乾燥および平衝させる)、X
−線パターンは影響を受けず、そのままであるが、ピー
クの強度が重金属のルビジウムカチオンの除去と一致し
て連続して増加することを見い出した。
合成中にゼオライトに配合された有機物質は大気圧下で
1500℃までの温度で加熱することによって、あるい
に減圧下でより低温で加熱することによって除去するこ
とができ7)、一方、有機物質は、所望によってイオン
交換中に水または適当な有機溶剤中に溶解することによ
って除去してもよい。
本発明の方法によって製造されたゼオライトEU−12
は例えばアルコール、特にメクールの低級オレフィンへ
の転化における触媒として、および吸収剤として有用で
ある。
本発明のゼオライトおよびその製造方法7次の実施例で
説明する。
実施例 1 次のモル組成 60SiO2:At203:10Rb20: 5TMA
20 : ES 013H20の反応混合物から次のよ
うにしてEU−12’a’合成した。
1、04 Pのアルミナ三水和物馨ビーカー中で151
の蒸留水に溶解した16.06?の水酸化ルビジウム1
水和物の溶液にマ、グネチックスターラーのホットプレ
ートを用いて溶解することによってアルミン酸塩溶液を
調製した。このアルミン酸塩溶液ン次[1tのプラスチ
ック製ビーカー中の24.DIのガブーオーシルM5シ
リカ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの
25チ水溶液24.49−”および60ozの水の混合
物に添加したつ245’の追加の水ン用いてビーカーか
らのアルミン酸塩溶−tLを水洗し、前記反応混合物に
加えた。
この混合物をスパチュラで均質であるように見えるまで
かきまぜた。
この合成混合物7次にステンレススチール製オートクレ
ーブに入れ、この中で500 i、p、mで攪拌し、1
80℃で反応させた。結晶化は100時間で完結した5
次に、ゼオライト?反応混合物から濾過し、蒸留水で洗
浄し、120℃で乾燥し。
そして明記したように焼成した。生成物のX−線粉末回
折法による分析は、得られた生成物は主として第1表に
示すX−線パターン7有するEU−12であった。EU
−12の美形的なX−線粉末回折パターンン第1図に示
す。
実施例2〜6 第2表に示すモル反応組成と条件7用いて実施例1の操
作ン繰り返した。
結果ケ第2表に示す。
「製造されたまま」のゼオライトEU−12および焼成
されたゼオライ)EU−12の試料ン熱重量分析に供し
た。1M塩酸により2時間イオン交換した焼成試料も試
験した。これら6種の試料の分析トレース乞第2図に示
す、イオン交換試料が示す容量の増加に、他の2種の試
料に存在するルビジウムイオンが水素イオンで容易に交
換可能であること乞示している。
「製造されたまま」のEU−12および焼成された(6
00°C)のEU−12の試料を示差熱分析法により分
析した。その分析トレースを第6図に示す、「製造され
たまま」の物質は約600℃においてシャープな発熱を
示す。焼成試料はこの発熱7示さないが、約100℃に
おけろ「水の減損」による吸熱に「製造されたまま」の
試料より著しい。
第4図は「製造されたまま」のEU−12の同じ温度尺
度に対してプロットした示差熱分析(dta)および熱
重量分析(tga)のトレースを説明するものである。
シャープな重量減と600℃における発熱とは一致し、
これはTMAの除去が発熱反応であること、およびこの
過程は0〜800°Cの温度範囲において主要熱過程で
あること乞示してt・6、EU−1−1j600℃にお
いて極めて容易に焼成され、純粋な白色生成物ン与える
実施例2〜5の「製造されたまま」の生成物をX−線螢
光法で分析した。これらの結果乞第6表に示す。
これら試料は実施例6のものン除いて全て他の物質でわ
ずかに汚染されている。従ってそれらの分析は慎重に用
いられた。X−線螢光法および熱重量分析法に基づく実
施例5で合成された「製造されたまま」のEU−12の
経験式は次の通りである。
18.5SiO”At O″0.81Fib202’2
3’ :0.56(TMA) O:1.5)120ゼオライト
EU−12の電子顕微鏡写真はその結晶が長さ約1〜6
μmおよび直径0.1〜0.6μmの棒状であることを
示している。
【図面の簡単な説明】
第1図はゼオライ)EU−12の美形的なX−線粉末回
折パターンであり、第2図は「合成されたまま」のEU
−12、焼成されたEU−12゜並びに焼成およびI】
 交換したEU−12の熱重量分析のトレースであり、
第3図は「合成されたまま」のEU−12および焼成E
U−12の示差熱分析のトレースであり、そして第4図
は「合成されたまま」のEU−12の示差熱分析および
熱重量分析のトレースである。 特許出願人  インペリアル・ケミカル・インダストリ
ーズ・ピーエルシー (外4名)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式 %式%:203 :少なくとも5のXO2:0〜1000日20(式中、
    Rは一価のカチオンまたは−の1価のカチオンであり、
    X1ltケイ素および/またはゲルマニウムであり、Y
    は1またはそれ以上のアルミニウム、鉄、クロム、バナ
    ジウム、モリブデン、ヒ素、アンチモン、マンガン、ガ
    リウムまたはホウ素であり、そしてH2O(dRがHで
    あるときに観念的に存在する水圧加えての水和水である
    ) で表わされろモル組成(酸化物のモル比として)乞有し
    、かつ実質的に明細書中鎖1表に記載され、そして第1
    図に図示されるX−線粉末回折バターン(銅のにα線を
    使用する標準法で測定)を有すること乞特徴とする結晶
    性のゼオライト物質。
  2. (2)  前記式において、Rがアルカリ金属カチオン
    、アンモニウム、水素または窒素含有有機カチオンであ
    るか、またはそれン含む特許請求の範囲第1項に記載の
    結晶性ゼオライト物質。
  3. (3)新しく製造されたとき1式 %式%:203 (式中1Mはアルカリ金属、アンモニウムまたは水素で
    あり、そしてAは窒素含有有機カチオンである) で表わされるモル組成Y有する特許請求の範囲第+IJ
    項または第(2)項に記載の結晶性ゼオライト物質。
  4. (4)少な1くとも1種の酸化物XO□、少なくとも1
    種の酸化物Y2O3および次の (a)  少なくとも1種の、メチル化四級アンモ斗つ
    ム化合物またはメチル化四級ホスホニウム化合物: (b)  −級アミン、二級アミン、三級アミンおよび
    環式アミン:および (C)  −級アルコール、二級アルコールおよび三級
    アルコールと化合物群(a)および(b)から選ばれる
    1種またにそれ以上の化合物との混合物から選ばれる少
    なくとも1種の有機化合物の各供給源を含有する水性混
    合物を反応させろことから成り、その場合反応混合物は
    次のモル組成xO2/Y2O3:5〜5000ノ範囲。 M’OH/XO2: 0.1〜1.0の範囲。 HO/XO2: 10〜100の範囲 A/XO2: 0.01〜0.5の範囲、およびM2Z
    /XO2: 0〜0.517)範囲(式中、 M’およ
    びM2はおのおのアルカリ金属。 アンモニウムまたは水素ケ表わすか、またはM2はメチ
    ル化四級アンモニウムイオンまたはメチル化四級ホスホ
    ニウムイオン乞表わし、Aに前記有機化合物を表わし、
    Xはケイ素および/またはゲルマニウム馨表わし、 Y
    t=t1またはそれ以上のアルミニウム、鉄、クロム。 バナジウム、モリブデン、ヒ素、アンチモン、マンガン
    、ガリウムまたはホウ素乞表わし。 そしてzH酸ラジカルを表わす) を有すること乞特徴とする特許請求の範囲第(1)項に
    記載の結晶性ゼオライト物質の製造方法。
  5. (5)反応混合物が次のモル組成 XO2/Y20.:10〜600の範囲。 MIOH/XO2: 0.15〜0.65の範囲。 H20/XO□;25〜75の範囲。 A/XO:0.05〜0.25の範囲、およびM2z/
    XO2:0〜0.25の範囲 乞有する特許請求の範囲第(4)項に記載の方法。
  6. (6)有機化合物が(alテトラメチルアンモニウム化
    合物および(b)トリメチルアミン、単独かアルキルハ
    ライドとの混合物から選ばれる特許請求の範囲第(4)
    項または第(5)項に記載の方法。
  7. (7)前記式においてMl、およびもし存在するならM
    2がルビジクムである特許請求の範囲第(4)〜(6)
    項の任意の1項に記載の方法。
  8. (8)特許請求の範囲第(1)〜(3)項の任意の1項
    に記載のゼオライトからなる触媒。
  9. (9)  特許請求の範囲第(8)項に記載の触媒を用
    いる触媒接触方法。
JP58185803A 1982-10-04 1983-10-04 結晶性ゼオライト物質およびその製造方法 Granted JPS5988311A (ja)

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