JPS616118A - 無定形シリカ粒子、その製造方法およびその使用 - Google Patents
無定形シリカ粒子、その製造方法およびその使用Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の分野]
本発明は20乃金120pmの粒度の略球状の合成珪酸
カルシウム粒子を酸加水分解することによって得られる
略球状の無定形シリカ粒子に関する。更に、本発明はこ
のシリカ粒子の製造方法およびその使用、特1こ触媒担
体としての使用にかかわる。
カルシウム粒子を酸加水分解することによって得られる
略球状の無定形シリカ粒子に関する。更に、本発明はこ
のシリカ粒子の製造方法およびその使用、特1こ触媒担
体としての使用にかかわる。
[発明の背景コ
無定形(aa+orphous)シリカ粒子−は種々な
方法にて製造でき、種々な[i的に使用されるが、41
1に触媒用担体として使用される。−・般に、無定形シ
リカ粒子は珪酸ナトリウム水溶液を無機酸(例、塩酸、
硫酪)で中和し、得られた沈殿物を洗浄し、乾燥するこ
とによって製造される。そのような製造方法の例は米国
特許第2,114,123υす1細占および同第1,7
51,955吋明細、りに記載されている。5らに、無
定形シリカHat fは加水分解またはガス状にて火炎
燃焼を利用して製造yれる。これらのシリカは例えば、
エーロシル(Aerosil)、スフxロシル(Sph
erosil)、カポシル(Cabosil)またはキ
セロゲル(Xerogel)の商品名の市販品を入手す
ることができる。一般に、これらの無定形シリカ粒子は
不規則または珠状形状にあり、そして製造方法および処
理方法によりその粒度が異なる。ある種の1」的に対し
ては、微細シリカ粒子−を適当な結合剤を用いて・〜°
し、ト番こ成形する。触媒1!1体として用いられる場
合には、活性化のためにシリカ粒子は焼成されることか
ある。
方法にて製造でき、種々な[i的に使用されるが、41
1に触媒用担体として使用される。−・般に、無定形シ
リカ粒子は珪酸ナトリウム水溶液を無機酸(例、塩酸、
硫酪)で中和し、得られた沈殿物を洗浄し、乾燥するこ
とによって製造される。そのような製造方法の例は米国
特許第2,114,123υす1細占および同第1,7
51,955吋明細、りに記載されている。5らに、無
定形シリカHat fは加水分解またはガス状にて火炎
燃焼を利用して製造yれる。これらのシリカは例えば、
エーロシル(Aerosil)、スフxロシル(Sph
erosil)、カポシル(Cabosil)またはキ
セロゲル(Xerogel)の商品名の市販品を入手す
ることができる。一般に、これらの無定形シリカ粒子は
不規則または珠状形状にあり、そして製造方法および処
理方法によりその粒度が異なる。ある種の1」的に対し
ては、微細シリカ粒子−を適当な結合剤を用いて・〜°
し、ト番こ成形する。触媒1!1体として用いられる場
合には、活性化のためにシリカ粒子は焼成されることか
ある。
西ドイツ国公開公報第26]228]号に相J/。
するイキリス国特1−1第1 、511. 、1.25
号明細、l;には、無電形シリカRf−1その成形品お
よびその製造方法が記載されている。この明細古によれ
ば、20乃至120kmのれ度の合成IJ醜カル7ウム
を水の存在Fで一酸化炭人を用いて加水分解し、次いで
C塩酸で浸出することによってシリカ粒子を7すτいる
。イ11られる生成物はもっばら無定形シリカJりなる
が、結晶質出発原本・)の形態を完全に示す。従ってこ
の−I“程の酩処理間、出発ミオ(はその肺形態を実質
的に変化させずに保持している。しかしながら、このよ
うにして得られたシリカ粒子−+を出発原料の珪酸カル
ノウ1、よりも大きな多孔度および大きな比表面積を4
1し1種々なIJ的に使用でき、とりわけ触媒担体とし
てイ1用である。
号明細、l;には、無電形シリカRf−1その成形品お
よびその製造方法が記載されている。この明細古によれ
ば、20乃至120kmのれ度の合成IJ醜カル7ウム
を水の存在Fで一酸化炭人を用いて加水分解し、次いで
C塩酸で浸出することによってシリカ粒子を7すτいる
。イ11られる生成物はもっばら無定形シリカJりなる
が、結晶質出発原本・)の形態を完全に示す。従ってこ
の−I“程の酩処理間、出発ミオ(はその肺形態を実質
的に変化させずに保持している。しかしながら、このよ
うにして得られたシリカ粒子−+を出発原料の珪酸カル
ノウ1、よりも大きな多孔度および大きな比表面積を4
1し1種々なIJ的に使用でき、とりわけ触媒担体とし
てイ1用である。
カス状にて製品されたI−記ンリカも触W相体としでi
ff適に用い得る。そのような触媒の・つの欠−1,3
、は比較的、−ノ、’価であることである。
ff適に用い得る。そのような触媒の・つの欠−1,3
、は比較的、−ノ、’価であることである。
14記S定形ソリ力の沈殿V、および珪酸アルカリの中
和り、は、非富に様々な生成物を生成し、内規すること
か41常に困難である。しばしば櫨過および精製し難い
ケルや粒度のまったく異なる生成物が生成する。
和り、は、非富に様々な生成物を生成し、内規すること
か41常に困難である。しばしば櫨過および精製し難い
ケルや粒度のまったく異なる生成物が生成する。
東ドイツ国特1負第0153107号明細占には、It
sカルシウムまたはf(耐カルシウl、水和物を混合し
、冷却し、過剰場の5乃4525%鉱酩溶液で処理する
ことよりなる高度に分散されたソリ力の製造方法が記載
されており、良品質の生成物を一工程で得ている。この
力V、によれば種々な用途に用い得る大きな比表面積を
有する極めて微細な生成物が得られる。然し、この生成
物は余りに微細すぎて触媒p」体と用いるためにはペレ
ット化しなければならない。
sカルシウムまたはf(耐カルシウl、水和物を混合し
、冷却し、過剰場の5乃4525%鉱酩溶液で処理する
ことよりなる高度に分散されたソリ力の製造方法が記載
されており、良品質の生成物を一工程で得ている。この
力V、によれば種々な用途に用い得る大きな比表面積を
有する極めて微細な生成物が得られる。然し、この生成
物は余りに微細すぎて触媒p」体と用いるためにはペレ
ット化しなければならない。
[発明の詳細な記述]
本発明の一つの1」的は、(a)充分な機械的強電およ
び大きな114表面精をイiL、(b)極用に微細化さ
れズなく、(c)実質的に球状構造を有しそして(C1
)触媒担体として特に好適に用い得る無足形うリカ粒子
−を提供することにある。
び大きな114表面精をイiL、(b)極用に微細化さ
れズなく、(c)実質的に球状構造を有しそして(C1
)触媒担体として特に好適に用い得る無足形うリカ粒子
−を提供することにある。
本発明者は、20乃至120μmの粒度を有しかつゾノ
トライト、トへモライド(tobera+orite)
および7才たはCSH結晶の交錯した釘状結晶構造をも
つ略球状の合成珪酸カルシウムを室温乃至やや高温度、
06乃至30のpH,好ましくはo、sノH・至22、
特に好ましくは10乃金1.8のPHで、難溶性のカル
シウム塩を形成しない酸で加水分解すると、本発明の目
的を充す生成物か得られることを発見した。
トライト、トへモライド(tobera+orite)
および7才たはCSH結晶の交錯した釘状結晶構造をも
つ略球状の合成珪酸カルシウムを室温乃至やや高温度、
06乃至30のpH,好ましくはo、sノH・至22、
特に好ましくは10乃金1.8のPHで、難溶性のカル
シウム塩を形成しない酸で加水分解すると、本発明の目
的を充す生成物か得られることを発見した。
出発原ネ1は、例えば米国特許第3.501 。
324 +3+!11細占およびヨーロッパ特許公告明
細書第0009836号に記載の力〃:によって作成す
ることができる。
細書第0009836号に記載の力〃:によって作成す
ることができる。
適当な酸は強乃至中有機または無機酸である。
スルファミン酸、ヘンゼンスルホン耐、P〜トルエンス
ルホン醇、5−スルホサリチル酸、4−トルイジンスル
ファミン酸、スルファニル酸およびこれらの一種以上の
混合物が特に好ましいことが認められた。しかしながら
、pH1ii囲を維持することは%pである。PH@囲
を上記範囲に維持しまた峙にのみ、均一なミクロ粒状構
造(および見掛りの密閉表面)を有しかつその内部に出
発原ネ1の厚計状結晶構造を僅かに留める構造を有する
生成物が得られる。PH値が3より高い場合には、例え
ばイキリス国特許第1,511,125号明細書記載の
方ツノ、により炭酩で加水分解した時のように原構造が
完全に保留される。一方、P Hが0.6未満の場合に
は、原構造は完全に破壊されて東ドイツ国特約第015
3107号明細古記載のものに相当する生成物か得られ
る。p Hか06乃至3の範囲内においてのみ本発明に
よる生成物を得ることか11丁能であることは驚くべき
である。本発明の工程間に、20乃至120ILmの粒
度の出発原料の球状擬集体が15乃至80川mのモ均外
径粒度に縮む。これは約30乃至50%の収縮度に相島
する。この収縮間にシリカ構造が出発原料に比較してコ
ンパクトにされるので、出発原料のy、掛粒子−容積(
3,2乃至5.6cm’/g)は13乃1′:3 、0
c m’ / gに減少される[見掛粒子容積(am
’/gで表示)なる語は見掛高密II!L(εH/ c
m’で表示)の逆であり粉末技術分野においては既知
の表現である。この見掛粒子容積は一定車量の粉末の容
積を比較するために実験に際して用いる]。しかしなが
ら、駕くべきことにはコンパクトにされたソリ力粒子−
の比表面積は2倍に増加された。本発明の球状シリカ粒
子は、無定形構i′bにかかわらず250乃至800m
’/g、通常3900乃至6’0Orlf/gの比表面
積を有する。外部表面はilj統する微粒構造であるが
無定形であり、その内部には無定形であるが、出発原料
の厚計状構造を僅かに留める構造が認められる。このζ
−とは、内部組織は最初の針状結晶の面影を保存[7て
いるが、その構造はかなり変化し、無定形物質の層で被
服されていることを意味する。
ルホン醇、5−スルホサリチル酸、4−トルイジンスル
ファミン酸、スルファニル酸およびこれらの一種以上の
混合物が特に好ましいことが認められた。しかしながら
、pH1ii囲を維持することは%pである。PH@囲
を上記範囲に維持しまた峙にのみ、均一なミクロ粒状構
造(および見掛りの密閉表面)を有しかつその内部に出
発原ネ1の厚計状結晶構造を僅かに留める構造を有する
生成物が得られる。PH値が3より高い場合には、例え
ばイキリス国特許第1,511,125号明細書記載の
方ツノ、により炭酩で加水分解した時のように原構造が
完全に保留される。一方、P Hが0.6未満の場合に
は、原構造は完全に破壊されて東ドイツ国特約第015
3107号明細古記載のものに相当する生成物か得られ
る。p Hか06乃至3の範囲内においてのみ本発明に
よる生成物を得ることか11丁能であることは驚くべき
である。本発明の工程間に、20乃至120ILmの粒
度の出発原料の球状擬集体が15乃至80川mのモ均外
径粒度に縮む。これは約30乃至50%の収縮度に相島
する。この収縮間にシリカ構造が出発原料に比較してコ
ンパクトにされるので、出発原料のy、掛粒子−容積(
3,2乃至5.6cm’/g)は13乃1′:3 、0
c m’ / gに減少される[見掛粒子容積(am
’/gで表示)なる語は見掛高密II!L(εH/ c
m’で表示)の逆であり粉末技術分野においては既知
の表現である。この見掛粒子容積は一定車量の粉末の容
積を比較するために実験に際して用いる]。しかしなが
ら、駕くべきことにはコンパクトにされたソリ力粒子−
の比表面積は2倍に増加された。本発明の球状シリカ粒
子は、無定形構i′bにかかわらず250乃至800m
’/g、通常3900乃至6’0Orlf/gの比表面
積を有する。外部表面はilj統する微粒構造であるが
無定形であり、その内部には無定形であるが、出発原料
の厚計状構造を僅かに留める構造が認められる。このζ
−とは、内部組織は最初の針状結晶の面影を保存[7て
いるが、その構造はかなり変化し、無定形物質の層で被
服されていることを意味する。
他の罵(べき効果は、収縮しモしてM1織が変化したの
にもかかわらず、面倒を起すことなしに可溶性カルシウ
ム塩を容易に洗い落すことかでき、得られた生成物を′
e!、過し得ることである。
にもかかわらず、面倒を起すことなしに可溶性カルシウ
ム塩を容易に洗い落すことかでき、得られた生成物を′
e!、過し得ることである。
これらの予期し得ない効果が得られる理由は今のところ
明らかではないが、pH値が0.6乃至3、好ましくは
0.8乃至2.2の比較的狭い範囲内においてのみ上記
の予期せざる効果か4′)もれる。
明らかではないが、pH値が0.6乃至3、好ましくは
0.8乃至2.2の比較的狭い範囲内においてのみ上記
の予期せざる効果か4′)もれる。
本発明の−・つの目的は、20乃至1.20μmの粒度
を有する略球状の合成fJ−mカルシウドを酸で加水分
解することによって得られる、15乃至80μmの平均
外径粒度、1.3乃至3cm’/gの見掛粒子容積およ
び250乃至800 m’ / gの比表面積を有する
略球状の無定形シリカ粒子を提供することにある。
を有する略球状の合成fJ−mカルシウドを酸で加水分
解することによって得られる、15乃至80μmの平均
外径粒度、1.3乃至3cm’/gの見掛粒子容積およ
び250乃至800 m’ / gの比表面積を有する
略球状の無定形シリカ粒子を提供することにある。
本発明の無定形シリカ粒子は、その外部表面状に均一な
ミクロ粒状構造を有し、その内部に出発原料の厚計状結
晶構造を尚僅かに留める構造をイ1することによっても
特徴づけられる。出発原料として用いる略球状の合成珪
酸カルシウムの粒度は20乃〒120μ出であり、その
剣状結晶構造はゾノトラ/、ト、トバモライトおよび/
またはC8H結晶の交錯した剣状構造を有する。
ミクロ粒状構造を有し、その内部に出発原料の厚計状結
晶構造を尚僅かに留める構造をイ1することによっても
特徴づけられる。出発原料として用いる略球状の合成珪
酸カルシウムの粒度は20乃〒120μ出であり、その
剣状結晶構造はゾノトラ/、ト、トバモライトおよび/
またはC8H結晶の交錯した剣状構造を有する。
この結晶質合成fl酪カルシウムの製造力υ、は、例え
ば米国特許第3,501,324壮およびヨー口・ンパ
特51乍公開り1測置第0009836号に記載されて
し゛る。これらの生成物は四トイ゛ン国トユ2セルトル
フのブロマート舎コンパニ (PromaLCompa
ny) ’Frによって敗売されている。四ドイツ国で
はプロ!ブクソン(PeOIIlagon)の商品名で
市賜されている。これらは主に断熱用に用いられて+7
)る。他の用途はイキリス国特許第1,511゜125
号IFilB書に記載されており、この特許用測置の方
法では、:Jl常に荒い構造の球状シリカ粒子−か木の
存墳下−[化炭素で酸性加水分解し1次いで濃塩酸で浸
出することによって生成している。
ば米国特許第3,501,324壮およびヨー口・ンパ
特51乍公開り1測置第0009836号に記載されて
し゛る。これらの生成物は四トイ゛ン国トユ2セルトル
フのブロマート舎コンパニ (PromaLCompa
ny) ’Frによって敗売されている。四ドイツ国で
はプロ!ブクソン(PeOIIlagon)の商品名で
市賜されている。これらは主に断熱用に用いられて+7
)る。他の用途はイキリス国特許第1,511゜125
号IFilB書に記載されており、この特許用測置の方
法では、:Jl常に荒い構造の球状シリカ粒子−か木の
存墳下−[化炭素で酸性加水分解し1次いで濃塩酸で浸
出することによって生成している。
本発明の他のl−1的は、20乃至120μmのれ度の
合成f−1酸カルシウムを酸で加水分解することにより
なるシリカ粒子の製造方法を提供することにある。ζ二
の製造方法は、該珪酸カルシウムを0.6乃至3.0の
範囲内のpH1室温(またはこれより僅かに高いまたは
低い温度)で、難溶性カルシウド塩を生成しない酸を用
いて加水分解し、得られた不溶性シリカ粒子を分離し、
水洗し乾燥することによりなる。0.8乃至2.2の範
囲内のPHで実施するのが好ましく、140乃至1.8
の範囲内のpHが最も好ましいことが認められた。
合成f−1酸カルシウムを酸で加水分解することにより
なるシリカ粒子の製造方法を提供することにある。ζ二
の製造方法は、該珪酸カルシウムを0.6乃至3.0の
範囲内のpH1室温(またはこれより僅かに高いまたは
低い温度)で、難溶性カルシウド塩を生成しない酸を用
いて加水分解し、得られた不溶性シリカ粒子を分離し、
水洗し乾燥することによりなる。0.8乃至2.2の範
囲内のPHで実施するのが好ましく、140乃至1.8
の範囲内のpHが最も好ましいことが認められた。
通常、0乃至60’(!の範囲内の温度で実施し、反応
速度は温度によって影響する。
速度は温度によって影響する。
本発明の実施において、強乃至中有機または無機酸が好
適である。スルファミン酸、ベンゼンスルホン酩、p−
トルエンスルホ/耐、5−スルホサリチル酩、4−トル
イジンス・レフアミン酸、スルファニル醜およびこれら
の混合物が4¥に好ましい。
適である。スルファミン酸、ベンゼンスルホン酩、p−
トルエンスルホ/耐、5−スルホサリチル酩、4−トル
イジンス・レフアミン酸、スルファニル醜およびこれら
の混合物が4¥に好ましい。
本発明の略球状の非晶質シリカ粒子は種々な目的に使用
でき、触媒担体として用いるのに特に好適である。触媒
活性成分としては、周期律表Ib、ilb、mb、■b
、Vb、v+b、■bおよびmb Mより選ばれる・ま
たは゛以1の金属を用い得る。白金、パラジウム、ニッ
ケルおよびルテニウムよりなる群より選ばれる または
以)−の金属を触媒活性成分として用いる時に特に良好
な結果が得られる。
でき、触媒担体として用いるのに特に好適である。触媒
活性成分としては、周期律表Ib、ilb、mb、■b
、Vb、v+b、■bおよびmb Mより選ばれる・ま
たは゛以1の金属を用い得る。白金、パラジウム、ニッ
ケルおよびルテニウムよりなる群より選ばれる または
以)−の金属を触媒活性成分として用いる時に特に良好
な結果が得られる。
更に、本発明のシリカ粒子は酵素用支持体および共有結
合酵素用支持体として使用した場合に良好な結果がfi
ノられる。
合酵素用支持体として使用した場合に良好な結果がfi
ノられる。
本発明のシリカ粒子は密度1表面構造および機械的摩耗
強さにおいて従来品よりも優れているので他の従来の用
途にも用い得る。例えば、本発明のシリカ粒子は充填剤
、乾煙剤、吸収剤、脱臭剤、敲過助削、1耐熱P1フイ
ルター、接r、剤用添加剤、耐熱剤、製紙II業におけ
る艶消剤1化か1品用乳化剤、酎11を剤、断熱材、粘
度調節剤2顔ネ;1、練り歯磨き、農薬用キャリヤー、
医薬品用キャリヤー、カスクロマトグラフィー用吸着材
、モレキュラーシーブおよび成形品として用い得る。
強さにおいて従来品よりも優れているので他の従来の用
途にも用い得る。例えば、本発明のシリカ粒子は充填剤
、乾煙剤、吸収剤、脱臭剤、敲過助削、1耐熱P1フイ
ルター、接r、剤用添加剤、耐熱剤、製紙II業におけ
る艶消剤1化か1品用乳化剤、酎11を剤、断熱材、粘
度調節剤2顔ネ;1、練り歯磨き、農薬用キャリヤー、
医薬品用キャリヤー、カスクロマトグラフィー用吸着材
、モレキュラーシーブおよび成形品として用い得る。
次に未発v1のシリカ粒子、その製造方法およびその好
ましい用途を実施例にて説明する。
ましい用途を実施例にて説明する。
[参考例1]
出発原ネ゛)の製造
酸化カルシウム含有量95%の水和石灰または生イ)灰
および結晶質シリカ(純度:95%5i07)を0.9
4・1のモル比にて水中にて混合して、水分対固体比か
11:1の懸濁液を作成する。このV3FEa液を約1
90°Cでオートクレーブ中にて攪拌する。8時間後に
、ゾノトライト結晶を懸濁物として得た。この懸濁物を
濾過して部分的に脱水した。得られた生成物は次の性状
を右した。
および結晶質シリカ(純度:95%5i07)を0.9
4・1のモル比にて水中にて混合して、水分対固体比か
11:1の懸濁液を作成する。このV3FEa液を約1
90°Cでオートクレーブ中にて攪拌する。8時間後に
、ゾノトライト結晶を懸濁物として得た。この懸濁物を
濾過して部分的に脱水した。得られた生成物は次の性状
を右した。
形態、三次元的ランダムに組み合うl侍初の結晶よりな
る球状粒子。lI′I径:20乃金120ルm。
る球状粒子。lI′I径:20乃金120ルm。
見掛粒子容積:5.6cm’/g
比表面積+60rn’/g
表面構造・微細に組み合う結晶のラングJ、網状構造。
代表的粒子−の写真を添付のA
図に示す。
[実施例1コ
カルシラ1\の抽出
参考例1において作成したシンドライド50g(110
°Cでの乾燥基へ「)を脱イオン水2000m父中に分
散し、INスルファミン酸溶液を加える。−1−2醜は
、懸濁液のpHを約13にするようなjllにて迅速に
加える。懸濁液を室温で連続して攪拌する。中和の度合
が進むにつれて、pHが1−シIするので、史に酸を加
えてl 4乃至1.6の範囲内のpHに難行する。30
分後に、この酩溶液約1000m文を加えた。pHは1
.5に安定した。このp H(lI′iで少なくとも2
4時間保持し、次いでスラリーを濾過して脱水し、上方
に水洗して生成4するスルフアミド酸カルシウムを除去
する。次し・で、生成物を乾燥する。得られた固体生成
物は無定形シリカ粒子よりなり、次の性状を右した。
°Cでの乾燥基へ「)を脱イオン水2000m父中に分
散し、INスルファミン酸溶液を加える。−1−2醜は
、懸濁液のpHを約13にするようなjllにて迅速に
加える。懸濁液を室温で連続して攪拌する。中和の度合
が進むにつれて、pHが1−シIするので、史に酸を加
えてl 4乃至1.6の範囲内のpHに難行する。30
分後に、この酩溶液約1000m文を加えた。pHは1
.5に安定した。このp H(lI′iで少なくとも2
4時間保持し、次いでスラリーを濾過して脱水し、上方
に水洗して生成4するスルフアミド酸カルシウムを除去
する。次し・で、生成物を乾燥する。得られた固体生成
物は無定形シリカ粒子よりなり、次の性状を右した。
形jル、・疑似結晶の面形を内留める内部芯と外殻より
なる平−滑表面構造をもつ球状粒子直径:30乃至70
μm 見掛粒子容量:3cm”7g 比表面積:350ば7g 化学組成 5i02 を99.5%以上含41代表的粒
子の写真を添イ4のB図に示す。
なる平−滑表面構造をもつ球状粒子直径:30乃至70
μm 見掛粒子容量:3cm”7g 比表面積:350ば7g 化学組成 5i02 を99.5%以上含41代表的粒
子の写真を添イ4のB図に示す。
上記で得られた生成物を、例えば触媒担体として直接用
い得る。
い得る。
[実施例2]
白金触媒の製造
実施例1で得た生成物を、全屈白金2屯ノ、1%の量に
相当する白金11![Pt (NH3) s C文2]
の水溶液に含浸する。得られる含浸固体を耐素中450
°Cで加熱し、次いで水素気中450 ”0で還元し、
担体上に白金が均一に分7)jされた触媒を得た。
相当する白金11![Pt (NH3) s C文2]
の水溶液に含浸する。得られる含浸固体を耐素中450
°Cで加熱し、次いで水素気中450 ”0で還元し、
担体上に白金が均一に分7)jされた触媒を得た。
比較のために、市販のシリカ(エーロジル350)を担
体として用いた。
体として用いた。
[実施例3]
三コケル触媒の製造
実施例1で得たシリカ粒子を硝酸ニッケルの水溶液で含
浸し、ニッケル2重量%をシリカ担体状に付着させた。
浸し、ニッケル2重量%をシリカ担体状に付着させた。
得られた含浸固体を酩素気中550 ’Cで熱処理し、
次で450°Cで水素を用いて還元し、ニッケル担持触
媒を得た。
次で450°Cで水素を用いて還元し、ニッケル担持触
媒を得た。
比較のために、市販のシリカ(エーロシル350)をJ
l’1体として用いた。
l’1体として用いた。
[実施例↓]
ルテニウム触媒の製造
実施例1で4Jたシリカ粒子を塩化ルテニウム(RuC
:□13)の水溶液で含浸して、ルテニウム5屯星%を
担体4.に付着せしめた。得られた固体を水素気山50
0℃で還元して、ルテニウム相持触媒を得:゛こ。
:□13)の水溶液で含浸して、ルテニウム5屯星%を
担体4.に付着せしめた。得られた固体を水素気山50
0℃で還元して、ルテニウム相持触媒を得:゛こ。
比較のために、南限のシリカ(エーロジル350)を担
体として用いた。
体として用いた。
[実施例5]
製造しフ1属相持触媒の試験
固定床反応器に前記実施例2.3および4で作成した本
発明の触媒および比較触媒の各々(各0.6m<t)を
充填した。これら充填物は本発明のシリカ上に金属22
0mgまたはエーロジル350 (Aerosil 3
50)トに金属350mgを含イ1していた。1時間当
り、触媒1mρ当り炭化水素ガス即ちn−デカン32m
M、ヘキサン92mMおよびペンセン105m1を反応
器中を通過させた。反応温度を徐々に上昇させ、次いで
、−・定に保持した。1.45時間後に、各ト程ブリに
サンプリングを実施した。反応生成物をガスクロマトグ
ラフィーによって分析した。データは反応生成物の種々
なフラクションの分4j−vおよび全変換−V(%)を
含めた。
発明の触媒および比較触媒の各々(各0.6m<t)を
充填した。これら充填物は本発明のシリカ上に金属22
0mgまたはエーロジル350 (Aerosil 3
50)トに金属350mgを含イ1していた。1時間当
り、触媒1mρ当り炭化水素ガス即ちn−デカン32m
M、ヘキサン92mMおよびペンセン105m1を反応
器中を通過させた。反応温度を徐々に上昇させ、次いで
、−・定に保持した。1.45時間後に、各ト程ブリに
サンプリングを実施した。反応生成物をガスクロマトグ
ラフィーによって分析した。データは反応生成物の種々
なフラクションの分4j−vおよび全変換−V(%)を
含めた。
(a)脱水素環化
実施例2で作成した白金相持触媒をn−デカンの脱水素
環化反応に用いた。反応温度は242乃至475°Cの
範囲であった。少量の金属を用いた本発明を触媒を使用
して得られた結果と、多!i:の金属ヲエーロジル35
0に相持せしめた触媒と同し性能を有することを示した
。
環化反応に用いた。反応温度は242乃至475°Cの
範囲であった。少量の金属を用いた本発明を触媒を使用
して得られた結果と、多!i:の金属ヲエーロジル35
0に相持せしめた触媒と同し性能を有することを示した
。
(b)水素添加分解
実施例3で作成したニッケル相持触媒をn−デカンの水
添分解に用いた0反応器度は242乃至306℃の範囲
であった。未発191の触媒を用いた場合には中−均し
て15乃至25°C低い温度で、エーロシル350を用
いた触媒と回し結果か得られた。
添分解に用いた0反応器度は242乃至306℃の範囲
であった。未発191の触媒を用いた場合には中−均し
て15乃至25°C低い温度で、エーロシル350を用
いた触媒と回し結果か得られた。
(c) リフォーミング
実施例2で9成した−1種類の白金相持触媒を用いてn
−ヘキサンのりフォーミングを実施した。
−ヘキサンのりフォーミングを実施した。
温度範囲は200乃金460℃であった。結果を第1図
のグラフに小す。
のグラフに小す。
(d−1)ヘンセンの水素添加
実施例3で伯成したニッケル相持触媒を用いて40乃至
200℃の温度範囲でヘンセンを水素化してシクロヘキ
サンに変換した。本発明の触媒を用いた場合は迅速に1
1一つより低い温度で水添し得ることを認めた。即ち、
本発明の触媒を用いた時は100℃で変化率が95%で
あり、これに対してエーロジル350を用いた触媒の場
合には僅か5%であった。
200℃の温度範囲でヘンセンを水素化してシクロヘキ
サンに変換した。本発明の触媒を用いた場合は迅速に1
1一つより低い温度で水添し得ることを認めた。即ち、
本発明の触媒を用いた時は100℃で変化率が95%で
あり、これに対してエーロジル350を用いた触媒の場
合には僅か5%であった。
(d−2)二トロヘンゼンの水素添加
口、ケル2重量%の代わりに5重量%を用いて実施例3
記載の方法によりニッケル相持触媒を作成した。比較の
ために、市販の担体[シリカ。
記載の方法によりニッケル相持触媒を作成した。比較の
ために、市販の担体[シリカ。
エーロジル350、アルミナ・スフエラライト(Spe
hralite) 5AP350] も用いてニッケル
相持触媒を作成した。
hralite) 5AP350] も用いてニッケル
相持触媒を作成した。
これらの触媒を用いて次の条件ドでニトロベンゼンを気
相で水添してアニリンに変換した。
相で水添してアニリンに変換した。
ニトロベンゼンの重楢空間速度:4.1h l(反応
剤g/触触媒/hr) 水素対ニトロベンゼン比・95対1 反応温度=100℃ 反応剤の変換率を管形粒径反応器中にて連続的に監視し
た。この反応条件Fではアニリンが唯一の生成物である
。等量のニッケルを担持するミ種類の担体を用いて得た
変換率を第3図に示す。アルミナLに担持されたニッケ
ル触媒の活性度は、It常に低く、シリカ担体(エーロ
ジルおよび本発明のシリカ)を用いた二種類の触媒は初
期には非常に活性であった。エーロジル担体を用いた触
媒は時間の経過と共に不活性化したが、本発明の触媒は
安定しで活性であった。
剤g/触触媒/hr) 水素対ニトロベンゼン比・95対1 反応温度=100℃ 反応剤の変換率を管形粒径反応器中にて連続的に監視し
た。この反応条件Fではアニリンが唯一の生成物である
。等量のニッケルを担持するミ種類の担体を用いて得た
変換率を第3図に示す。アルミナLに担持されたニッケ
ル触媒の活性度は、It常に低く、シリカ担体(エーロ
ジルおよび本発明のシリカ)を用いた二種類の触媒は初
期には非常に活性であった。エーロジル担体を用いた触
媒は時間の経過と共に不活性化したが、本発明の触媒は
安定しで活性であった。
(d−3))ルエンの脱水素アルキル化実施例3記載の
力V、により、エーロノル35OLにコバルト5屯j1
;%J3+ハせ1.めた触媒(触媒■)および本発明の
担体りにコバルト5重771%担持せしめた触媒(触媒
II )を作成した。屯楚空間速爪0.65h l、
H2対トルエノ几16および30℃でトルエ/の脱水素
アルキル化反応を実施してペンセンに変換した。触媒I
Iのイf在トでのトルエンのペンセンへの変換率は90
%であったか、触媒Iの場合側こは僅か62%であった
。
力V、により、エーロノル35OLにコバルト5屯j1
;%J3+ハせ1.めた触媒(触媒■)および本発明の
担体りにコバルト5重771%担持せしめた触媒(触媒
II )を作成した。屯楚空間速爪0.65h l、
H2対トルエノ几16および30℃でトルエ/の脱水素
アルキル化反応を実施してペンセンに変換した。触媒I
Iのイf在トでのトルエンのペンセンへの変換率は90
%であったか、触媒Iの場合側こは僅か62%であった
。
(d−4)インプロパツールの脱水素
触媒IおよびIIのイf在下で手早空間速度0.3hl
、260℃でイソプロパツールの脱水素反応を実施して
アセトンに変換した。触媒Iの場合の変換率は52%で
あったが、触媒IJを用いた場合は89%であった。
、260℃でイソプロパツールの脱水素反応を実施して
アセトンに変換した。触媒Iの場合の変換率は52%で
あったが、触媒IJを用いた場合は89%であった。
[比較例]
種々なシリカ相体を用いたニッケル触媒のに1状を抽出
法により調べた。参考例1のンノトライト・(xono
tlite)生成物を四つの異なった力〃、で処理した
。
法により調べた。参考例1のンノトライト・(xono
tlite)生成物を四つの異なった力〃、で処理した
。
試料1:実施例1の方法でp H@iを調節しスルファ
ミン醇を用いて本発明に従う方法により作成した。
ミン醇を用いて本発明に従う方法により作成した。
試ネ’12:INスルファミン酸を用いて作成した。た
だし、pHは調節しなかった。酸を−・定速度で添加し
た。この間にPHの著しい変化か観察された。
だし、pHは調節しなかった。酸を−・定速度で添加し
た。この間にPHの著しい変化か観察された。
試>13:弱イi機市(酢耐)で処理した。酸を迅速に
添加しても、pH値を本発明の範囲内のpH値に調節で
きなかった。
添加しても、pH値を本発明の範囲内のpH値に調節で
きなかった。
試料4.イキリス国特許第1,511,125号明細古
記載の方法、すなわち、ます水の存在ドで二酸化炭素で
処理し、次いで、濃J11jMで処理した。
記載の方法、すなわち、ます水の存在ドで二酸化炭素で
処理し、次いで、濃J11jMで処理した。
全ての試ネ;)を水で抽出し、洗浄し、濾過し、乾燥し
、実施例3記載の方法により、ただしニジケル2重量%
でなくてエンケル5重量%を担持せしめた。これらの触
媒を、1時間当り触媒1g当りベンゼン60gの空間速
度で実施例5−d記載の方法によ(試験した。温度範囲
は50と160’C間に選択した。相対触媒活に1を第
2図に小す。
、実施例3記載の方法により、ただしニジケル2重量%
でなくてエンケル5重量%を担持せしめた。これらの触
媒を、1時間当り触媒1g当りベンゼン60gの空間速
度で実施例5−d記載の方法によ(試験した。温度範囲
は50と160’C間に選択した。相対触媒活に1を第
2図に小す。
l、記の各個は、本発明により作成した担体を使用した
触&ffiのみか優れた性状を示し、これらの優れた性
状は本発明の相体製遣方υ、によって得られることをフ
ェくしている。
触&ffiのみか優れた性状を示し、これらの優れた性
状は本発明の相体製遣方υ、によって得られることをフ
ェくしている。
第1図j日実施例5の実験で本発明の担体を用いた触媒
と、比較としてエーロシル350を担体として用いlJ
触触媒使用した場合に(IIられた変換率(%)対温度
の関係をプロットした図である。 第2図は試ネ11.2.3および4の相体を使用した触
媒を用いた実験で得た変換率対温度の関係をプロットし
た図である。 第3図は実施例5−(d−2)の実験で本発明の担体を
使用したニッケル触媒とm;種類の従来の担体を使用し
たニンケル触媒を用いた水添反応ニオいテ二一トロベン
ゼンの7ニリンへの変換率(%)対時間の関係をプロア
)した図である。 A図は実施例1で本発明の出発原料として用いた粒子の
表面構造を示す写真図である。 B図は実施例1で製造された本発明の粒子の写真図であ
る。 出*! 人 レトコΦエヌゆブイ代 理 人
jr月1ト 柳川泰男−11′
と、比較としてエーロシル350を担体として用いlJ
触触媒使用した場合に(IIられた変換率(%)対温度
の関係をプロットした図である。 第2図は試ネ11.2.3および4の相体を使用した触
媒を用いた実験で得た変換率対温度の関係をプロットし
た図である。 第3図は実施例5−(d−2)の実験で本発明の担体を
使用したニッケル触媒とm;種類の従来の担体を使用し
たニンケル触媒を用いた水添反応ニオいテ二一トロベン
ゼンの7ニリンへの変換率(%)対時間の関係をプロア
)した図である。 A図は実施例1で本発明の出発原料として用いた粒子の
表面構造を示す写真図である。 B図は実施例1で製造された本発明の粒子の写真図であ
る。 出*! 人 レトコΦエヌゆブイ代 理 人
jr月1ト 柳川泰男−11′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、20乃至120μmの粒度をもつ略球状の合成珪酸
カルシウムを酸で加水分解して得られた、15乃至80
μmの平均外径粒度、1.3乃至3cm^3/gの見掛
粒子容積および250乃至800m^2/gの比表面積
をもつ略球状の無定形シリカ粒子。 2、外表面に均一なミクロ粒状構造を有し、内部に出発
原料の原針状結晶構造を僅かに留める構造を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の無定形シリカ
粒子。 3、出発原料の原結晶構造がゾノトライト、トバモライ
トおよび/またはCSH結晶の交錯した針状結晶よりな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の無定形
シリカ粒子。 4、出発原料の原結晶構造がゾノトライト、トバモライ
トおよび/またはCSH結晶の交錯した針状結晶よりな
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の無定形
シリカ粒子。 5、20乃至120μmの粒度をもつ略球状の合成珪酸
カルシウムを約室温0.6乃至3.0の範囲内のpHで
、難溶性カルシウム塩を形成しない酸で加水分解し、得
られた不溶性シリカ粒子を分離し、水洗し、次いで乾燥
することを特徴とする、15乃至80μmの平均外径粒
度、1.3乃至3cm^3/gの見掛粒子容積および2
50乃至800m^2/gの比表面積を有する略球状の
無定形シリカの製造方法。 6、加水分解を0.8乃至2.2の範囲内のpHで実施
することを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の製造
方法。 7、酸が強乃至中有機または無機酸であることを特徴と
する特許請求の範囲第6項記載の製造方法。 8、酸がスルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、p−ト
ルエンスルホン酸、5−スルホサリチル酸、4−トルイ
ジンスルファミン酸、スルファニル酸またはそれらの二
種以上の混合物であることを特徴とする特許請求の範囲
第7項記載の製造方法。 9、触媒として有効量の触媒成分とこれを担持する15
乃至80μmの平均外径粒度、1.3乃至3cm^3/
gの見掛粒子容積および250乃至800m^2/gの
比表面積をもつ略球状の無定形シリカ粒子よりなる担体
に担持された触媒。 10、前記無定形シリカ粒子がその外表面上に均一なミ
クロ粒状構造を有しかつその内部に出発原料の原針状結
晶構造を僅かに留める構造を有することを特徴とする特
許請求の範囲第9項記載の担体に担持された触媒。 11、出発原料の原結晶構造がゾノトライト、トバモラ
イトおよび/またはCSH結晶の交錯した針状結晶より
なることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の担体
に担持された触媒。 12、触媒活性成分が周期律表 I b、IIb、IIIb、I
Vb、Vb、VIb、VIIbおよびVIIIb族より選ばれる一
または二以上の金属であることを特徴とする特許請求の
範囲第9項記載の担体に担持された触媒。 13、前記金属が白金、パラジウム、ニッケルおよびル
テニウムよりなる群より選ばれる一または二以上の金属
であることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の
担体に担持された触媒。 14、触媒活性成分として有効量の酵素および/または
生体触媒とこれらを担持する15乃至80μmの平均外
径粒度、1.3乃至3cm^3/gの見掛粒子容積およ
び250乃至800m^2/gの比表面積をもつ略球状
の無定形シリカ粒子よりなることを特徴とする特許請求
の範囲第9項記載の担体に担持された触媒。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3414232 | 1984-04-14 | ||
DE3414232.0 | 1984-04-14 |
Publications (2)
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