JPS60231410A - 新規なボロシリケート - Google Patents

新規なボロシリケート

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JPS60231410A
JPS60231410A JP8416884A JP8416884A JPS60231410A JP S60231410 A JPS60231410 A JP S60231410A JP 8416884 A JP8416884 A JP 8416884A JP 8416884 A JP8416884 A JP 8416884A JP S60231410 A JPS60231410 A JP S60231410A
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浩 石田
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/1009Compounds containing boron and oxygen having molecular-sieve properties

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

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、新規なボロシリケートとその製造法に関する
もので、さらに詳しくは、従来から公知のボロシリケー
トとは異なったX線回折パターンを示し、かつ特異な性
質を有する結晶性ボロシリケートに関するものである。
結晶性ボロシリケートは、一般にゼオライトと称される
結晶性アルミノシリケートと同様な剛性の三次元構造を
有する無機結晶体である。
ゼオライトは、アルミニウム原子とケイ素原子の和と酸
素原子との比が1:2であり、また、アルミニウムを含
有する四面体の電子価は、結晶内に種々のカチオンを含
有することによって平衡が保たれている。このゼオライ
トは、その結晶構造、シリカ/アルミナモル比、含有カ
チオン等圧よシ、種々の反応に有効な触媒活性を有する
ことが知られている。また、近年、このゼオライトのア
ルミニウムおよび/またけケイ素の代りにホウ素(U 
S P 4,269,815 )、鉄(特開昭56−2
2625)、バナジウム(ドイツ特許出願公開第2.8
 !+ 1,651号)、クロム(特開昭57−781
7)をゼオライトの骨格に組み込んで、特異な触媒性能
を出そうとする試みがなされている。
本発明者らも、このような試みの一つとして、アルミニ
ウムおよび/またはケイ素の代シに、ホウ素を含有する
ゼオライトについて鋭意研究を進めた結果、結晶化時に
特定の有機アミン、すなわち、1,8−ジアミノ−4−
アミノメチルオクタンを共存させ、特定の製造条件下に
て製造することにより、従来から公知の結晶性ボロシリ
ケートとは明らかに異なるX線回折ノくターンを示す新
規な結晶性ボロシリケートが得られることを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、 a)酸化物のモル比で表わされた下記の組成を有し、 Mノ/n 0−xS i Ot ・7 A403 ・Z
 B203(ただし、Mdn価の少なくとも1種のカチ
オンを示し、y + z = 1、y≧0、Z≧0.5
、X≧5である。) b)X線回折図において下記の表1に示す特徴的な回折
像を有することを特徴とするボロシリケート(以下AZ
−2と呼ぶ)に関するものである。
表 ま ただし、X線回折分析はCuKα線を用いて測定する。
このものは、シリカ供給物質、アルミナ供給物質、酸化
ホウ素供給物質、ナトリウム供給物質、水および1,8
−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンを含有し、かつ
それぞれの成分モル比が下記の範囲である組成物を10
0〜250Cの温度に加熱して、結晶が生成するのに十
分な時間反応させることによって製造される。
Na/5i02 = 0.0 1〜0.5H,O/Si
O,= 2〜100 1.8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン/5iO
2=0.1 〜10A/a Os / S i Ot 
= 0〜0.05BzOs / S i Ot = 0
.0 0 5〜0.5このようにして得られる結晶性ボ
ロシリケートAZ−2は、従来知られているボロシリケ
ート、例えば、ゼオライトZSM−5類似のボロシリケ
ート(特開昭55−55500参照)とは明らかに異な
るX線回折パターンを有する。
第2表に、上記の方法により製造される結晶性ボロシリ
ケートAZ−2と、%開昭55−555QO号に基づい
て製造したゼオライ)ZSM−5類似の結晶性ボロシリ
ケートのX線回折データの一例を示した。
第2表 第2表から明らかなように、本発明のAZ−2は、ZS
M−5類似の結晶性ボロシリケートと比較して、各ピー
クの相対強度が顕著に異なることがわかる。特にAZ−
2の最強ピークが20−8.9′であるのに対して、Z
SM−5M似ボロシリケートのそれは23.2°であり
、両者の各X線回折パターンにおける2θ−8,9°と
23.グの強度比をめると、AZ−2はZSM−5類似
ボロシリケートの約5倍となる。また、両者の回折角(
2θ)7.9°と8.9° の強度比が顕著に異なって
いる。すなわち、ZSM−5類似ボロシリケートの20
=7.9°に対する8、9°の強度比が約0.8である
のに対し、AZ−2のそれは約5であり、両者の強度比
の着具は約6倍となっている。
このように、AZ−2が特異なX線回折パターンを示す
ことは、ZSM−5類似ボロシリケートとは異なった特
異かつ新規な結晶構造を持ったものであることを示して
いる。
本発明の方法にお込て製造される結晶性ボロシリケート
は、水熱合成によって合成された段階においては、カチ
オンとしてナトリウムイオン、水素イオン、1,8−ジ
アミノ−4−アミノメチルオクタンのアンモニウムカチ
オンを含んでいるが、300C以上の高温で空気中で焼
成することによって、このアミンのアンモニウムカチオ
ンは水素イオンに転化することができる。また、上記以
外のカチオンについても、通常の結晶性アルミノシリケ
ートにおけるイオン交換と同じ方法によって周期律表上
のすべての金属のカチオンを導入する事ができる。特に
触媒として使用する場合には、周期律表(短周期型)上
のIa、Ib、■いnb zIr[a、Vb % VT
b 、■族、希土類族のカチオンが好ましい。
まだ、イオン交換1−てもX線回折パターンはほとんど
変化(−7ない。
本発明のAZ−’2は、シリカ供給物質、アルミナ供給
物質、酸化ホウ素供給物質、ナトリウノ、供給物質、水
および1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンを
原料として合成される。
本発明の方法で用いるシリカ供給物質としては、シリカ
粉末、ケイ酸、シリカゾル、ケイ酸ナトリウム水溶液等
が用いられるが、好ましいのはシリカゾルである。
本発明の方法で用いるナトリウム供給物質としては、水
酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム等
が用いられるが、好ましいのは水酸化ナトリウムである
。また、ナトリウム供給物質の使用量は、Na/S i
 O,モル比でo、o1〜o、5、好ましくは0.05
〜0.3の範囲である。
本発明の方法におけるアルミナ供給物質は、積極的に加
える場合と加えない場合がある。積極的に加える場合に
用いられるアルミナ供給物質としては、従来の結晶性ア
ルミノ7リケートの製造に通常使用されているものであ
れば特に制限はなく、例えば、アルミナ粉末、硫酸アル
ミニウム、アルミン酸ナトリウムなどが用いられる。ま
た、積極的に加えない場合でも、特に特殊な精製法によ
って原料のシリカ源、ナトリウム源を精製しない限シ、
不純物として数百−程度のアルミニウムが原料中に混入
する。
本発明の方法における酸化ホウ素供給物質としては、ホ
ウ素粉末、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム等が用いられるが
、好ましいのはホウ酸である。
これらのシリカ供給物質とアルミナ供給物質および酸化
ホウ素供給物質の使用割合は、A40s/S i OH
モル比が0〜0.05、好ましくは0〜0.02の範囲
であり、Btus /S i 02モル比がo、o o
 s〜0.5、好ましくは0.01〜0.1の範囲であ
る。
本発明においては、結晶化の際、1.8−ジアミノ−4
−アミノメチルオクタンを共存させる必要があるが、そ
の際のアミンの使用量は、シリカ1モル当り0.1〜1
0モル、好ましくは0.5〜5モルの範囲である。
壕だ、本発明の方法における結晶性ボロシリケートの製
造は、水の共存下で行なわれるが、この際の水の量は、
Hl O/S i 02モル比で2〜100、好壕しく
は5〜50の範囲である。
本発明においては、前記のシリカ供給物質、アルミナ供
給物質、酸化ホウ素供給物質、ナトリウム供給物質、1
,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンおよび水を
、前記Cたような組成比を有する原料組成物として使用
する必要があり、また、本発明の特異なX線回折パター
ンを示す結晶性ボロシリケートを得るためには、さらに
次に示すような東件下で製造することが重要である。
まず、前記の原料組成物を、結晶化の前に回転iキザー
やホモジナイザーなどを用いてよく混合することが好ま
しい。さらに、この原料組成物のpHを、例えば酸を添
加して11〜13の範囲に調整することが好ましい。
次に、このようにして調製された原料組成物を、常圧ま
たは自己発生圧力下で100〜2507;。
好ましくは120〜200Cの温度に加熱して、結晶性
ボロシリケートを結晶化させる。この時の反応時間は、
温度や圧力によって左右されるが、通常5〜200時間
である。
このようにして得られた結晶性ボロシリケートは、触媒
の用途として、例えば、炭化水素のクランキング反応、
アルキル化反応、不均化反応、メタノールからの炭化水
素合成反応などに用いることができる。特に本発明の結
晶性ボロシリケートは、アルキル化反応による1、4−
ジ置換ベンゼンの製造や、メタノールからの低級オレフ
ィンの製造用触媒として好適である。
例えば、エチルベンゼンとエチレンからノくラジエチル
ベンゼンを製造する場合、塩化゛アルミニウム等を用い
る従来の方法では、オルソ、メタ、ノクラの異性体の割
合が約10 : 60 : 30で得られるの&?11
し、AZ−2を触媒として用いる場合、ジエチルベンゼ
ン中のバラ体の割合が60%以上という高い割合になる
ことが見い出された。
また、メタノールからの低級オレフィンの製造に関(〜
ては、従来のZSM−5等の結晶性アルミノシリケート
では芳香族化活性が商いため、C4以下の低級オレフィ
ンの選択率が約40%であったのが、AZ−2を触媒と
して用いる場合、60チ以上の非常に高い割合で低級オ
レフィンが得られる。
なお、本発明における結晶性ボロシリケートのX線回折
データは、X線回折計としてガイガーフレックス(理学
電機製)を、X線としてCuKa線を使用した。この測
定において、結晶性ボロシリケート自体のバラツキおよ
び測定誤差などにより数係程度の相対誤差を生じること
があるが、回折角相互の相対的位置および相対的強度に
関してはほとんど変化しない。
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 1.8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン201、
ホウ酸(H,BO3) 0.5 f、水酸化ナトリウム
11を水541に溶かし、さらにシリカゾル(30重量
%8i02)40グを加えて均質な溶液を得た。この溶
液に、かきまぜながら20%倣酸8yを滴下して均質な
ゲルを得た。きらに、このゲルをホモジナイザー中で1
000 Orpmで高速攪拌した後、テフロン内張り耐
圧容器中で1807゜70時間静置して結晶化を行った
得られた生成物を濾過洗浄した後、120Cで5時間乾
燥して、さらに500Cで6時間空気中で焼成した後の
X線回折パターンを第1図に、電子顕微鏡写真を第2図
に示す。
また、化学分析からめたS i 02 / By Os
、Sigh/A40Sモル比は、それぞれ50と500
であった。
実施例2 1.8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン6401
、ホウ酸16?、水酸化ナトリウム322を水1100
fに加えて均質な溶液を得た。この溶液にシリカゾル(
30重量%Sin、) 1.5OOIFを攪拌しながら
加え、均質な溶液を得た。さらに、この溶液に20チ備
酸260tを加え、ミキサー中で500Orρmで高速
攪拌して均質なゲルを得た。得られたゲルをテフロン内
張りオートクレーブに仕込み、170Cで90時間結晶
化させた。
得られた生成物をPプn洗浄した後、120Cで5時間
乾燥し、5001;で8時間空気中で焼成した後のX線
回折パターンを第3図に示す。
寸た、イヒ学分析によってめたこの生成物のS i 0
2 / B2 Osモル比は30.5I02/AムOS
モル比は300であった。
実施例3 1.8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン202、
ホウ酸0.5り、硫酸アルミニウム〔At。
(804)3・18Hto〕0.3 y、水酸化ナトリ
ウム1.02を水45fに加えて均質な溶液を得た。
この溶液に7リカゾル(50MM−%Sin、 )40
 fを攪拌しながら滴下し、さらに20%硫酸を加えて
pH1L5に調整し、均質なゲルを得た。このゲルをホ
モジナイザーに入れ、150QO4omで10分間亮高
速拌した後、テフロン内張り耐圧容器中で180Cで5
0時間結晶化させた。
得られた生成物を濾過洗浄した後、120Cで5時間乾
燥した後、500Cで8時間空気中で焼成した後のXm
回折パターンを84図に示す。
まだ、化学分析よりめたS i Oz / Bt Os
モル比は60、S+o2/Aム03モル比は90であっ
た。
比較例 特開昭53−55500号の実施例にしたがって、ZS
M−5類似の結晶性ボロシリケートを合成した。
D、25 fのホウ酸と1.61の水酸化ナトリウムを
60yの水にとかし、これに9.4yのテトラプロピル
アンモニウムブロマイドと12.79の7リカゾル(3
0重量%S i02 )を加えて均質な溶液を得た。こ
の溶液をテフロン内張9耐圧容器に入れ、165Cで7
日間結晶化させた。得られた生成物を濾過洗浄した後、
120tl:で5時間乾燥賦500Cで8時間空気中で
焼成した後のX線回折パターンを第5図に示す。
実施例4 実施例1で得られたAZ−2を、1N塩化アンモニウム
水溶液中で24時間イオン交換した後、沖過洗浄乾燥し
7て500Cで5時間空気中で焼成し、エチルベンゼン
とエチレンカラのジエチルベンゼン合成反応の触媒とし
て用いた。
反応条件は、エチルベンゼン/エチレンモル比3.0、
AZ−22f’、WH8V4.0hr−’、反応温度3
50 C,常圧で行った。
反応開始後2〜3時間の成績は、エチルベンゼン転化率
23%、ジエチルベンゼン選択率94%、ジエチルベン
ゼン中のパラ体の割合72循であった。
実施例5 実施例5で得られたAZ−2を用いて、トルエンとエチ
レンからのエチルトルエンの合成反応を行った。反応条
件は、トルエン/エチレン/ H?モル比8/1/6、
SVl 200 hr″″11圧力s、0’1 (ゲー
ジ圧)反応温度400Cで行った。
反応開始後2〜3時間、18〜19時間の成績を表3に
示す。
表 6 実施例6 実施例2で合成したAZ−2を、INi化アンモニウム
水溶液中で24時間イオン交換した後、濾過洗浄、乾燥
し、500Cで5時間空気中で焼成し2て、メタノール
からの炭化水素の合成反応を行った。反応条件は、メタ
ノール/ N2モル比1/3、反応温度55 D[、S
V5000 hr−’、常圧で行った。
反応開始後5〜6時間の結果は、メタノール転化率10
0%、炭化水素選択率90%、得られた炭化水素中の生
成物分布は以下のとおシであった。
実施例7 実施例1で得られたAZ−2を、1NのLll(NO3
)3・6 H,0水溶液で24時間イオン交換した後、
濾過洗浄、12ocで5時間乾燥した後のX線回折パタ
ーンは、実施例1の第1図と同じであった。
実施例8 実施例1で得られたAZ−2を、1NのC11Cム・2
H,O水溶液で24時間イオン交換した後、濾過洗浄、
120Cで5時間乾燥した後のX線回折パターンは、実
施例1の第1図と同じであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1において得られた生成物のX線回折パ
ターン、第2図は実施例1において得られた生成物の結
晶の構造を示す峨子顕微鏡写真、第6図は実施例2にお
いて得られた生成物のX線回折パターン、第4図は実施
例6に2いて得られた生成物のX線回折パターン、第5
図は比・咬例において得られた生成物のX線回折パター
ンである。 代理人 清 水 猛 ・′− ・ノ 第 2 図 手続補正i!1゜ 昭オ[100年1月16日 特許庁長官 志賀 学 べ で 11件の表示 特)・Σ自ur’+59−8’4168号2 発明の名
称 新規なボロシリケートおよびその製造法3 補正をする
者 事件との関係・特許出願人 軽質留分新用途])11発技術研究組合4代理人 東京都港区虎ノ門−丁目2番29号虎ノ門所業ビル5階
図面 6 補正の内容 第3図を別紙のとおり補正する、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +1Ia)ff化物のモル比で表わされた下記の組成を
    有し、 %Lz、、 O−xsiOz ・3’At20s 轡z
     Btus(たたし、Mdn価の少なくとも1種のカチ
    オンを示し、y+Z = 1、y≧0.2≧0.5、X
    ≧5である。) b)Xa1回折図において下記の表に示す特徴的な回折
    像をMすることを%徴とするボロシリする。 (21シリカ供給物質、アルミナ供給物質、酸化ホウ素
    供給物質、ナトリウム供給物質゛、水および1.8−ジ
    アミノ−4−アミノメチルオクタンを含有し、かつそれ
    ぞれの成分モル比が下記の範囲である組成物を100〜
    250Cの温度に加熱して反応させることを特徴とする
    結晶性ボロシリケートの製造法。 Na / Sin、 = 0.01〜0.5H20/ 
    5tyx = 2〜100 1.8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン/ 5i
    02 = 0.1〜10 Aj20B/S i O@ = O〜0.05B、o、
    、/sto、 = o、o o s〜0.5(3) シ
    リカ供給物質がシリカゾル、ナトリウム供給物質が水酸
    化ナトリウムである特許請求の範囲第2項記載の結晶性
    ボロシリケートの製造法。
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519073A (ja) * 1999-12-29 2003-06-17 ロディア テレ ラレ 希土類ホウ酸塩の製造方法、及びそのホウ酸塩の発光体への応用

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