JPS63372B2

JPS63372B2 -

Info

Publication number: JPS63372B2
Application number: JP57130629A
Authority: JP
Inventors: Kozo Takatsu; Noboru Kawada
Original assignee: SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Current assignee: SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1988-01-06
Also published as: JPS5921518A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はISI−３と称する結晶性シリケートお
よびその製造方法に関し、詳しくは各種化学反応
の触媒として有効に利用できる新規な構造の結晶
性シリケート（ISI−３）およびその効率のよい
製造方法に関する。従来から結晶性シリケートは天然のものあるい
は合成のものが数多く知られており、その製造方
法についても様々なものが提案されている。これ
らの方法は、通常はシリカ源、アルミナ源および
アルカリ金属源からなる水性混合物を原料として
水熱反応を進めることにより行なわれるが、最近
この水性混合物にテトラプロピルアンモニウムブ
ロマイドに代表される有機化合物を添加すること
により、特殊な結晶構造を有する結晶性アルミノ
シリケートゼオライトを生成する方法が開発され
ている。例えば、特開昭52−43800号公報、特開
昭56−134517号公報によれば、アルコールを添加
することにより、ZSM−５型のゼオライトやゼ
ータ−１、ゼータ−３型のゼオライトを生成する
ことが記載されており、また特開昭56−37215号
公報によれば、アルコールと種結晶を併用するこ
とにより、ZSM−５、ZSM−11型ゼオライトを
生成することが記載されている。さらに、特開昭
54−151600号公報にはアルコールとアンモニアを
併用してゼオライトを生成することが開示されて
いる。また水を溶媒としてテトラブチルアンモニ
ウム塩を用いて合成を行なうとZSM−11型ゼオ
ライトが得られることも知られている（米国特許
第3709979号明細書）。本発明者らは全く新たな組成および結晶構造の
シリケートを開発すべく研究を重ねた。その結
果、メタノールを溶媒量となる程多量に用いると
共に、結晶化剤として特定のテトラアルキルアン
モニウム塩を用いることにより、全く新たな結晶
構造の結晶性シリケート（ISI−３）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、本発明は空気中で
550℃において焼成した後のモル比で表わした組
成が、一般式 pM₂／ _oＯ・Al₂O₃・qSiO₂
……（）（式中、Ｍはアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属を示し、ｎはＭの原子価を示す。ま
た、ｐ、ｑは次の範囲から選定される。 0.3≦ｐ≦3.0、ｑ≧10）で表わされ、かつＸ線回折パターンが第１表で表
わされることを特徴とする結晶性シリケートを提
供するとともに、(a)シリカ源、(b)アルミナ源、(c)
アルカリ金属および／またはアルカリ土類金属
源、(d)炭素数４〜６のアルキル基を有するテトラ
アルキルアンモニウム塩および(e)メタノールを含
有し、かつ各成分のモル比が、シリカ／アルミナ≧10 メタノール／水＝0.1〜10 メタノール／シリカ＝５〜100 水酸イオン／シリカ＝0.01〜0.5（但し、有機塩
基からの水酸イオンを除く。）テトラアルキルアンモニウム塩／シリカ＝0.01
〜1.0 であるPH7.5〜11.0の水性混合物を、100〜300℃
にて結晶性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、空気中で550℃において焼成
した後のモル比で表わした組成が、前記一般式
（）で表わされ、かつＸ線回折パターンが第１
表で表わされる結晶性シリケートの製造方法を提
供するものである。

【表】本発明の方法によれば、水に(a)シリカ源、(b)ア
ルミナ源、(c)アルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属源および(d)炭素数４〜６のアルキル基
を有するテトラアルキルアンモニウム塩を加え、
さらに(e)メタノールを加えて水性混合物を調製
し、これを加熱下で反応させる。ここで(a)シリカ
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K₂O1モルに対してSiO₂1〜５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、(b)アルミナ源としては、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とア
ルミナの比は適宜定めればよいが、好ましくはシ
リカ（SiO₂）／アルミナ（Al₂O₃）のモル比で10
以上とすべきであり、特に40〜1000が最適であ
る。次に(c)アルカリ金属および／またはアルカリ土
類金属源としては、各種のものが用いられる。例
えばアルカリ金属源としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カ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シリカ
あるいはアルミナの供給源を兼ねることもでき
る。特にアルカリ金属としてはナトリウムが好ま
しい。一方、アルカリ土類金属源としては、硝酸
カルシウム、塩化カルシウムなどがある。ここで水性混合物中のアルカリ金属および／ま
たはアルカリ土類金属とシリカのモル比は、特に
制限はなく、各種条件に応じて適宜定めればよい
が、通常は0.1〜３、特に好ましくは0.2〜１とす
べきである。続いて(d)炭素数４〜６のアルキル基を有するテ
トラアルキルアンモニウム塩は、結晶化剤として
作用するものであり、具体的には、テトラブチル
アンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニ
ウムイオダイド、テトラアミルアンモニウムブロ
マイド、テトラアミルアンモニウムイオダイド、
テトラヘキシルアンモニウムクロライド、トリブ
チルアミルアンモニウムブロマイド、テトライソ
ブチルアンモニウムクロライドなどが好適に用い
られる。また、上記テトラアルキルアンモニウム
塩の代わりに、結晶性シリケートの調製の過程で
テトラアルキルアンモニウム塩となる、いわゆる
前駆体を用いることもできる。このテトラアルキ
ルアンモニウム塩の使用量はシリカに対して0.01
〜1.0（モル比）、好ましくは0.03〜0.5（モル比）と
すべきである。さらに、(e)メタノールは、生成する結晶性シリ
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重
要な役割を演ずる。このメタノールの使用量は比
較的多量とすることが好ましく、例えばメタノー
ル／水のモル比を0.1〜10、特に好ましくは0.2〜
５とすべきであり、メタノール／シリカのモル比
を５〜100、特に好ましくは３〜60とすべきであ
る。本発明の方法ではこれらの(a)、(b)、(c)、(d)、(e)
成分を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、0.01〜0.5とすべき
である。なお、この場合の水酸イオンのモル数は
有機塩基を加えて生ずる水酸イオンを除外して計
算したものである。さらに、水性混合物を反応さ
せるにあたつては、結晶性シリケートが生成する
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100〜300℃、好ましくは120〜
200℃にて５時間〜10日間、好ましくは10時間〜
５日間程度反応させればよい。圧力については特
に制限はなく、通常自己圧力下で実施される。ま
た反応系は通常撹拌下におかれ、雰囲気は必要に
より不活性ガスで置換してもよい。なお、反応系
のPHは中性〜アルカリ性、通常PH7.5〜11.0、好
ましくはPH8.0〜10.5の範囲に調節すべきである。上述の結晶化の反応は、常に(d)成分である結晶
化剤および多量のメタノールの存在下で進行し、
これらの条件を満足しない場合には所望する結晶
性シリケートを得ることはできない。この反応に
おいて、上記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、(a)シリカ
源を水中に加えるとともに、(b)アルミナ源に(d)結
晶化剤、即ち炭素数４〜６のアルキル基を有する
テトラアルキルアンモニウム塩を混合したものを
水中に加えて水性混合物とし、さらにこれに(e)メ
タノールを加える方法をあげることができる。上記結晶化反応後、水洗しさらに120℃程度で
乾燥すれば、一般式（）で表わされる組成であ
つて、かつＸ線回折パターンが第１表に表わされ
る結晶性シリケートが得られる。この結晶性シリケートは、ZSM−５やZSM−
11などと異なる全く新たな結晶構造のシリケート
であり、耐熱性、耐酸性にすぐれ、各種の有機化
合物原料の転化反応触媒、吸着剤、その他様々な
反応の触媒等に用いられる。したがつて、本発明
の結晶性シリケートは、石油精製、石油化学工業
の分野において幅広くかつ有効に利用される。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）9.7ｇ、硫酸（97
％）17.6ｇ、テトラブチルアンモニウムブロマイ
ド25.2ｇおよび水100mlからなる溶液をＡ液とし、
水ガラス（SiO₂29.0wt％、Na₂O9.4wt％、水
61.6wt％）211ｇおよび水96mlからなる溶液をＢ
液とした。水50ml中にＡ液とＢ液を同時に徐々に
滴下混合し、次いで50％硫酸を13.0ｇ加えてPHを
8.5に調整し、さらにメタノール376mlを加えて混
合した。続いて得られた水性混合物を１容のオ
ートクレーブに入れ、撹拌しながら170℃、自己
圧力下にて20時間反応を行なつた。反応混合物を
冷却した後、生成物を1.5の水で５回洗浄した。
次いで過により固形分を分離し、120℃で６時
間乾燥して55.0ｇの結晶性シリケート（ISI−３）
を得た。この生成物の組成（モル比）は、
0.16Na₂O・0.82（TBA）₂O・Al₂O₃・61.7SiO₂・
4.8H₂Oであつた。ここでTBAとはテトラブチル
アンモニウム基を示す。また、この結晶性シリケ
ートのＸ線回折パターンを第１図に示す。実施例２実施例１において、硫酸アルミニウム（18水
塩）を18.8ｇ加えたこと以外は実施例１と同様の
操作を行なつて結晶性シリケート（ISI−３）を
得た。この生成物の組成（モル比）は、 0.55Na₂O・0.47（TBA）₂O・Al₂O₃・
31.8SiO₂・4.1H₂O であつた。実施例３実施例１において、テトラブチルアンモニウム
ブロマイドの代わりにテトラアミルアンモニウム
イオダイド25ｇを用いたこと以外は実施例１と同
様の操作を行なつて結晶性シリケート（ISI−３）
を得た。この生成物の組成（モル比）は、 0.49Na₂O・0.52（TAA）₂O・Al₂O₃・
62.5SiO₂・4.3H₂O であつた。ここでTAAとはテトラアミルアンモ
ニウム基を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた結晶性シリケート
のＸ線回折パターンを示す。ここでθは入射角を
示す。

Claims

【特許請求の範囲】１空気中で550℃において焼成した後のモル比
で表わした組成が、一般式 pM₂／ _oＯ・Al₂O₃・qSiO₂ （式中、Ｍはアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属を示し、ｎはＭの原子価を示す。ま
た、ｐ、ｑは次の範囲から選定される。 0.3≦ｐ≦3.0、ｑ≧10）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 11.20±0.2 中程度 10.06±0.2 やや強い 7.48±0.2 弱い 6.74±0.15 弱い 6.39±0.15 弱い 6.02±0.15 弱い 5.74±0.15 弱い 5.59±0.15 弱い 5.01±0.15 弱い 4.63±0.15 弱い格子面間隔ｄ（Å）相対強度 4.38±0.15 弱い 4.28±0.10 弱い 4.02±0.10 弱い 3.87±0.10 非常に強い 3.83±0.10 強い 3.77±0.10 中程度 3.73±0.10 やや強い 3.66±0.10 中程度 3.50±0.07 弱い 3.45±0.07 弱い 3.32±0.07 弱い 3.06±0.07 弱い 2.99±0.07 弱い 2.95±0.07 弱いで表わされることを特徴とする結晶性シリケー
ト。２ (a)シリカ源、(b)アルミナ源、(c)アルカリ金属
および／またはアルカリ土類金属源、(d)炭素数４
〜６のアルキル基を有するテトラアルキルアンモ
ニウム塩および(e)メタノールを含有し、かつ各成
分のモル比が、シリカ／アルミナ≧10 メタノール／水＝0.1〜10 メタノール／シリカ＝５〜100 水酸イオン／シリカ＝0.01〜0.5（但し、有機塩
基からの水酸イオンを除く。）テトラアルキルアンモニウム塩／シリカ＝0.01
〜1.0 であるPH7.5〜11.0の水性混合物を、100〜300℃
にて結晶性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、空気中で550℃において焼成
した後のモル比で表わした組成が、一般式 pM₂／ _oＯ・Al₂O₃・qSiO₂ （式中、Ｍはアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属を示し、ｎはＭの原子価を示す。ま
た、ｐ、ｑは次の範囲から選定される。 0.3≦ｐ≦3.0、ｑ≧10）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 11.20±0.2 中程度 10.06±0.2 やや強い格子面間隔ｄ（Å）相対強度 7.48±0.2 弱い 6.74±0.15 弱い 6.39±0.15 弱い 6.02±0.15 弱い 5.74±0.15 弱い 5.59±0.15 弱い 5.01±0.15 弱い 4.63±0.15 弱い 4.38±0.15 弱い 4.28±0.10 弱い 4.02±0.10 弱い 3.87±0.10 非常に強い 3.83±0.10 強い 3.77±0.10 中程度 3.73±0.10 やや強い 3.66±0.10 中程度 3.50±0.07 弱い 3.45±0.07 弱い 3.32±0.07 弱い格子面間隔ｄ（Å）相対強度 3.06±0.07 弱い 2.99±0.07 弱い 2.95±0.07 弱いで表わされる結晶性シリケートの製造法。