JPS6252121A - 大結晶モルデナイト及びその製造方法 - Google Patents

大結晶モルデナイト及びその製造方法

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JPS6252121A
JPS6252121A JP18888285A JP18888285A JPS6252121A JP S6252121 A JPS6252121 A JP S6252121A JP 18888285 A JP18888285 A JP 18888285A JP 18888285 A JP18888285 A JP 18888285A JP S6252121 A JPS6252121 A JP S6252121A
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Masato Kurihara
正人 栗原
Kozo Takatsu
幸三 高津
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大結晶モルデナイトおよびその製造方法に関し
、詳しくは触媒、触媒担体、吸着剤や分離剤等として有
効に利用できる新規な構造の大結晶モルデナイトおよび
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〕天然鉱
物中に存在するモルデナイトは、従来から様々な方法に
よって合成されている(特開昭55−95612号公報
、同56−160316号公報、同58−88118号
公報、同58−88119号、公報、同58−9103
2号公報。
同58−217425号公報、同59−39715号公
報、同59−39717号公報、同59−64520号
公報、同59−73424号公報など)。
しかし、これら従来の方法により製造されるモルデナイ
トはいずれも結晶が小さく、使用上あるいは性能上様々
な制約があった。
本発明者らは、大きな結晶のモルデナイトを開発すべ(
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、ケイ素源やアルミニウム源とともに、ナトリ
ウム源、カリウム源、アミノアルコールのうちの少なく
とも二種類を含んだ水性混合物を水熱反応することによ
り、目的とする新たな結晶構造の大結晶モルデナイトが
得られることを見出した。本発明はこのような知見に基
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 X Na2OH”l K2O−A E 203
 ’zSi ○2  ・・・ (1) 〔式中、x、y、zは次の関係を満たす実数である。
X≧O,y≧Q、 5c+y千1,5<2<30)で表
わされ、かつX線回折パターンが、第1表に示される大
結晶モルデナイトを提供するものである。また、本発明
は、 (A)ケイ素源。
(B)アルミニウム源 および (C)(i)ナトリウム源、(ii)カリウム源および
(iii )アミノアルコールよりなる群から選ばれた
少なくとも二種の化合物 を含有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧20 ナトリウム/シリカ=0〜3.0 カリウム/シリカ;0〜3.0 アミノアルコール/シリカニ0〜10 水酸イオン/シリカ=0.05〜0.50(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除
いたもの。) である水性混合物を、150〜300°Cにてモルデナ
イ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(1)で表わ
され、かつX線回折パターンが第1表に示される大結晶
モルデナイトの製造方法を提供するものである。
第  1  表 第 1 表(続き) 照射: cu−にα;波長:1.5418人なお、上記
第1表の相対強度は、「非常に強い」を80〜100%
としたときに、50〜80%の範囲を「強い」、10〜
50%の範囲を「中程度」。
0〜10%の範囲を「弱い」として定めた。
本発明の方法によれば、水に(A)ケイ素源と(B)ア
ルミニウム源ならびに(C)(i)ナトリウムtA、 
 (ii)カリウム源、(iii)アミノアルコールの
うちの少なくとも二つを加えて水性混合物を調製し、こ
れを加熱下で反応させればよい。
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
またはに20を1モルに対してSi0□ 1〜5モルを
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、CB)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(A)ケイ素源と(
B)アルミニウム源の比は適宜定めればよいが、通常は
シリカ(SiO□)/アルミナ(Aj!zoi)モル比
として20以上、好ましくは20〜100の範囲で選定
すべきである。
また、本発明の方法では、上述の(A)、  (B)成
分とともに(C)成分を加えた水性混合物を原料として
用いるが、ここで(C)成分としては、(1)ナトリウ
ム!、  (ii)カリウム源および(iii )アミ
ノアルコールのうち、少なくとも二つ、即ち■ナトリウ
ム源とカリウム源、■ナトリウム源とアミノアルコール
、■カリウム源とアミノアルコール、あるいは■ナトリ
ウム源、カリウム源とアミノアルコールのいずれかの組
合せで用いることが必要である。(C)成分として(1
)ナトリウム源、  (ii)カリウム源あるいは(i
ii )アミノアルコールを単独で用いた場合には、目
的とする大結晶モルデナイトを得ることができない。
この(C)成分中の(i)ナトリウム源としては、水酸
化ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸
ナトリウム、硫酸ナトリウムなどが用いられ、またケイ
酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムとして(A)ケイ
素源や(B)アルミニウム源を兼ねることもできる。一
方、(ii)カリウム源としては、水酸化カリウム、炭
酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウ
ムなどがあげられる。さらに、< iii )アミノア
ルコールとしては、ピペラジンエタノール、ピリジンエ
タノール、モノエタノールアミン、モノプロパツールア
ミン、ジェタノールアミンなどがあげられる。この(i
ii )アミノアルコールは生成する大結晶モルデナイ
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重要な結晶化調節剤
としての役割を演する。しかし、原料である水性混合物
中にナトリウム源とカリウム源の両者が存在するときは
、このアミノアルコールは必ずしも必要とせず、アミノ
アルコール不存在でも目的とする大結晶モルデナイトを
製造することができる。
水性混合物中における(C)成分の割合は、(i)ナト
リウム源としてはナトリウム/シリカモル比で0〜3.
0、好ましくは0.05〜1.0、(ii )カリウム
源としてはカリウム/シリカ モル比で0〜3.0、好
ましくは0.05〜1.0、(iii )アミノアルコ
ールとしてはアミノアルコール/シリカ モル比でO〜
10、好ましくはO〜0.6とすべきである。
本発明の方法では、これら(A)、  (B)および(
C)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0.05〜0,50、
好ましくは0.15〜0,45とすべきである。ただし
、この水酸イオンは、添加した無機塩基の量から無機酸
の量を除いたものである。
さらに水性混合物を反応させるにあたっては、結晶モル
デナイトが生成するに必要な温度および時間加熱すれば
よいが、具体的には反応温度150〜300℃、好まし
くは170〜200℃にて5時間〜30日間、好ましく
は1〜7日間、自己圧力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
ルカリ性に調節することが好ましい。
の少なくとも一方とアミノアルコールの存在下で進行す
るものであって、これらの条件を満たさない場合は大結
晶化に至らず、目的とする大結晶モルデナイトは得られ
ない。この反応において、上記(A)、  (B)、 
 (C)の各成分の混合順序については特に制限はない
が、好ましい態様としては、まず(A)ケイ素源を含む
水?8液とCB)アルミニウム源を含む水溶液を混合し
、次いでこの混合液に(C)(i)ナトリウム源を含む
水溶液および/あるいは(ii)カリウム源を含む水溶
液を加え、さらに必要に応じて(iii )アミノアル
コール((i)ナトリウム源、(ii)カリウム源の両
者を加えたときは必須ではない)を・加えて混合する方
法をあげることができる。
上記結晶化反応後、水洗し、80〜150°Cで乾燥し
、さらに300〜800℃にて焼成すれば、前記一般式
(1)で表わされる組成であり、かつX線回折パターン
が第1表で示される大結晶モルブナイトが得られる。な
お、この大結晶モルデナイトの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、
焼成前の大結晶モルデナイトのX線回折パターンも第1
表に示されるものとなる。
また、このようにして得られる本発明の大結晶モルデナ
イトは大きさが30〜50μであって、細孔方向に成長
したものであり、このX線回折パターンは従来のモルデ
ナイトに比べ回折の強度比が大きく異なるものである。
〔発明の効果〕
畝上の如き組成ならびに結晶構造を有する本発明の大結
晶モルデナイトは、従来のモルデナイトに比べて大きな
結晶であるとともに結晶構造自体にも相違があり、全く
新たなものであり、触媒あるいは触媒担体として様々な
反応に有効に利用できるものである。また、吸着剤2分
離剤としても有効であり、特に形状選択性にすぐれてい
るため、吸着剤等として使用するとその利用価値は著し
く大きい。
〔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)21.1gおよび水20
 Qmnを混合したものをa液とし、コロイダルシリカ
(S iOz 30重量%および水70重量%)253
gをb液とし、水酸化ナトリウム15.2g、水酸化カ
リウム21.3gおよび水500m1を混合したものを
C液とし、ピペラジンエタノール91 m It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。
次いで得られた混合液にd液を加えて均質になるまで充
分に混合し、水性混合物を調製した。この水性混合物中
の各成分の割合は、5iOz/A1203=40(%/
L/比) 、OH−/ S i 0z=0.45(モル
比)(但し、OH−は添加した無機塩基の量から無機酸
の量を除いたもの。)、ピペラジンエタノール/ S 
i Oz =0.6(モル比)。
ナトリウム/S’i0□=0.3(モル比)、カリウム
/ S i Oz =0.3  (モル比)であった。
次に、この水性混合物をIt2容のオートクレーブに移
し、攪拌しなから190°C2自己圧力下にて4日間反
応を行なった。その後、反応混合物を冷却し、得られた
生成物を1.52の水で5回洗浄した。
続いて、濾過して固形分を分離し、120″C,で15
時間乾燥し、大結晶モルデナイトを得た。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55
0℃で焼成したところ、組成は0、 I N a zo
 ・0.9 Kz○・Aj!zch・21.l5iOz
であった。なお、この大結晶モルデナイトの電子顕微鏡
写真を第3図に示す。また、市販品のモルデナイト10
  (S i Oz/ A A! zozモル比10)
のX線回折パターンを第2図に、その電子顕微鏡写真を
第4図に、市販品のモルデナイト20(S fo2/A
Az03モル比20)の電子顕微鏡写真を第5図に参考
として示す。
実施例2 実施例1において、ピペラジンエタノールを加えなかっ
たこと以外は、実施例1と同様の操作を行なって大結晶
モルデナイトを得た。このものの焼成後の組成は0.I
Na2O・0.9K2O・Al2O3・21.03iQ
□であった。
実施例3 実施例1において、C液として水酸化ナトリウム30.
4gおよび水500 m Eを混合したものを用いたこ
と以外は、実施例1と同様の操作を行なって大結晶モル
デナイトを得た。このものの焼成後の組成は0,9Na
2O・Aj!zc)+・19.7 S iozであった
実施例4 実施例1において、C液として水酸化カリウム42.2
gおよび水500 m nを混合したものを用いたこと
以外は、実施例1と同様の操作を行なって大結晶モルデ
ナイトを得た。このものの焼成後の組成は1.0K2O
・A E zo3・23.6SiO□であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた大結晶モルデナイトのX線
回折パターン、第2図はモルデナイト10のX線回折パ
ターン、第3図は実施例1で得られた大結晶モルデナイ
トの電子顕微鏡写真、第4図はモルデナイト10の電子
顕微鏡写真、第5図はモルデナイト20の電子顕微鏡写
真である。 なお、第1図および第2図中のθはブラッグ角を示す。 また、この際に用いたX線の波長は1.54.18人で
ある。 、 第3馬

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)焼成後のモル比で表わした組成が 一般式xNa_2O・yK_2O・Al_2O_3・z
    SiO_2 〔式中、x、y、zは次の関係を満たす実数である。 x≧0、y≧0、x+y=1、5<z<30〕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¥ 13.75±0.2    中程度 10.36±0.2    中程度  9.14±0.2    非常に強い  6.61±0.15   中程度  6.42±0.15   中程度  6.10±0.15   弱い  5.92±0.15   中程度  4.60±0.15   中程度 ¥格子面間隔d(Å)¥ ¥相対強度¥  4.01±0.15   強い  3.84±0.1    中程度  3.80±0.1    弱い  3.48±0.07   中程度  3.40±0.07   中程度  3.23±0.07   強い  3.21±0.07   強い  2.90±0.07   中程度  2.50±0.05   弱い で表わされることを特徴とする大結晶モルデナイト。 (2)(A)ケイ素源、 (B)アルミニウム源 および (C)(i)ナトリウム源、(ii)カリウム源および
    (iii)アミノアルコールよりなる群から選ばれた少
    なくとも二種の化合物 を含有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧20 ナトリウム/シリカ=0〜3.0 カリウム/シリカ=0〜3.0 アミノアルコール/シリカ=0〜10 水酸イオン/シリカ=0.05〜0.50(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除
    いたもの。) である水性混合物を、150〜300℃にてモルデナイ
    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xNa_2O・yK_2O・Al_2O_3・z
    SiO_2 〔式中、x、y、zは次の関係を満たす実数である。 x≧0、y≧0、x+y=1、5<z<30〕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¥ 13.75±0.2    中程度 10.36±0.2    中程度  9.14±0.2    非常に強い  6.61±0.15   中程度 ¥格子面間隔d(Å)¥ ¥相対強度¥  6.42±0.15   中程度  6.10±0.15   弱い  5.92±0.15   中程度  4.60±0.15   中程度  4.01±0.15   強い  3.84±0.1    中程度  3.80±0.1    弱い  3.48±0.07   中程度  3.40±0.07   中程度  3.23±0.07   強い  3.21±0.07   強い  2.90±0.07   中程度  2.50±0.05   弱い で表わされる大結晶モルデナイトの製造方法。 (3)(C)成分が(i)ナトリウム源および(ii)
    カリウム源である特許請求の範囲第2項記載の製造方法
    。 (4)(C)成分が(i)ナトリウム源および(iii
    )アミノアルコールである特許請求の範囲第2項記載の
    製造方法。 (5)(C)成分が(ii)カリウム源および(iii
    )アミノアルコールである特許請求の範囲第2項記載の
    製造方法。 (6)(C)成分が(i)ナトリウム源、(ii)カリ
    ウム源および(iii)アミノアルコールである特許請
    求の範囲第2項記載の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106315611A (zh) * 2016-08-24 2017-01-11 山东齐鲁华信高科有限公司 一种ssz‑13分子筛的制备方法
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