KR101189757B1 - Preparation method of randomly assembled mesostructure constructed with hierarchically mesoporous and microporous MFI zeolite nanosheets of single-unit-cell thickness, using water glass as the silica source - Google Patents

Preparation method of randomly assembled mesostructure constructed with hierarchically mesoporous and microporous MFI zeolite nanosheets of single-unit-cell thickness, using water glass as the silica source Download PDF

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Abstract

본 발명은 물 유리(water glass)를 실리카 원료로 이용하여 제올라이트의 합성 조성에 유기 계면활성제를 첨가하여 합성한, 단일 단위 결정 격자(single unit cell) 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 공존하는 MFI 제올라이트 분자체 물질 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 탈 알루미늄화, 이온 교환, 그리고 그 외의 다른 후 처리에 의해 활성화되거나 관능화 된 마이크로-메조다공성 분자체 물질과 그 제조방법을 포함하며, 제조된 분자체 물질의 촉매 활용을 포함한다. 본 발명에 따른 MFI 제올라이트 분자체 물질은 극미세 두께의 골격 구조로 인하여 외표면적이 비약적으로 증가하였고, 이로 인하여 분자확산이 증진되어 기존의 제올라이트에서 보였던 촉매 및 이온교환 수지의 기능에서 활성이 크게 증가하였다. According to the present invention, a single unit crystal lattice-thick crystalline skeleton, synthesized by adding an organic surfactant to a synthetic composition of zeolite using water glass as a raw material of silica, is mesoporous. The present invention relates to an MFI zeolite molecular sieve material in which micropores coexist with a method for preparing the same. Furthermore, the present invention encompasses micro-mesoporous molecular sieve materials activated and functionalized by dealuminization, ion exchange, and other post-treatment and methods for their preparation, including the utilization of catalysts of the prepared molecular sieve materials. do. MFI zeolite molecular sieve material according to the present invention has dramatically increased the outer surface area due to the ultra fine thickness of the skeleton structure, thereby increasing the molecular diffusion to significantly increase the activity in the function of the catalyst and ion exchange resins seen in conventional zeolites It was.

Description

물 유리를 실리카 원료로 이용하여 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 위계적으로 공존하는 MFI제올라이트 분자체 물질의 제조방법{Preparation method of randomly assembled mesostructure constructed with hierarchically mesoporous and microporous MFI zeolite nanosheets of single-unit-cell thickness, using water glass as the silica source}Manufacture method of MFP zeolite molecular sieve material in which mesopores and micropores coexist hierarchically by irregularly aligning a crystalline skeleton having a single unit crystal lattice thickness using water glass as a raw material for silica (Preparation method of randomly assembled mesostructure constructed with hierarchically mesoporous and microporous MFI zeolite nanosheets of single-unit-cell thickness, using water glass as the silica source}

본 발명은 단일 단위 결정 격자(single unit cell) 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 공존하는 MFI(국제 제올라이트 협회의 3-letter code에 의거) 제올라이트 분자체 물질을 경제적이고, 빠른 시간에 합성할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 물 유리(water glass)와 같은 경제적인 실리카 원료를 이용하며, Na+ 이온이 존재하는 환경에서 제조 시간을 비약적으로 단축할 수 있는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법과, 이 제조방법을 이용하여 제조된 MFI 제올라이트 분자체 및 이 MFI 제올라이트 분자체의 촉매 응용에 관한 것이다.
The present invention provides an economic and economical method for the production of MFI zeolite molecular sieve materials based on the 3-letter code of the International Zeolite Association where mesopores and micropores coexist with irregularly aligned crystalline skeletons of single unit cell lattice thickness. And a manufacturing method which can be synthesized in a short time. More specifically, an economical silica raw material such as water glass is used, and a manufacturing method of MFI zeolite molecular sieve which can drastically shorten the production time in the presence of Na + ions, and the manufacturing method MFI zeolite molecular sieves produced using the present invention and catalyst applications of these MFI zeolite molecular sieves.

제올라이트는 분자 크기 영역의 균일한 마이크로 기공(0.3 < 직경 < 2 nm)이 규칙적으로 배열된 결정성 알루미노실리케이트(aluminosilicate) 물질로 정의된다. 제올라이트의 마이크로 기공은 분자 크기 영역의 직경을 가지고 있기 때문에 분자를 선택적으로 흡착, 확산시킬 수 있는 분자체(molecular sieve) 기능이 있다. 이러한 분자체 효과는 분자선택적 흡착, 이온교환 및 촉매 공정을 가능하게 하였다(C. S. Cundy, 외, Chem . Rev . 2003, 103, 663). Zeolites are defined as crystalline aluminosilicate materials in which uniform micropores (0.3 <diameter <2 nm) in the molecular size region are regularly arranged. Since the micropores of zeolites have a diameter of a molecular size region, they have a molecular sieve function to selectively adsorb and diffuse molecules. These molecular sieve effect is enabled the molecule selective adsorption, ion exchange and catalytic processes (CS Cundy, et al, Chem. Rev. 2003, 103 , 663).

하지만 매우 작은 직경을 갖는 제올라이트 마이크로 기공으로의 느린 분자 확산은 여러 응용에 있어 반응 속도의 제약을 불러 일으켜 왔다. 때문에 이 문제를 해결하기 위해 골격을 얇게 만들어 보다 넓은 외표면적을 갖는 제올라이트를 합성하여 제올라이트 마이크로 기공 내로의 분자확산을 증진시키려는 시도들이 과거에 있었다.However, slow molecular diffusion into very small diameter zeolite micropores has caused reaction rate constraints in many applications. In order to solve this problem, attempts have been made in the past to improve the molecular diffusion into zeolite micropores by synthesizing zeolite having a larger outer surface area by thinning the skeleton.

비표면적을 증진시키기 위한 전략으로서, 제올라이트를 나노미터 두께를 갖는 미세결정으로 합성하려는 연구들이 진행되었다. 합성조성을 조절하고, 결정화 온도를 낮춤으로서 나노미터 크기(10 nm 이상)의 콜로이드(colloid) 상태를 갖는 제올라이트의 합성법들이 발표된바 있다(L. Tosheva외, Chem. Mater . 2005, 17, 2494). 하지만 이러한 합성법들은 제올라이트의 결정성 및 합성수율이 낮고, 합성 후에 여과법이 아닌 원심분리를 통해 분리해야 한다는 제약이 있었다. As a strategy for enhancing the specific surface area, studies have been conducted to synthesize the zeolite into microcrystals having a nanometer thickness. Synthesis methods of zeolites having a colloidal state of nanometer size (10 nm or more) by controlling the synthesis composition and lowering the crystallization temperature have been published (L. Tosheva et al. , Chem. Mater . 2005, 17 , 2494). . However, these synthesis methods had a low crystallinity and synthesis yield of zeolites, and had a limitation of separation after centrifugation rather than filtration after synthesis.

또 다른 전략으로서, 제올라이트 결정 내부에 보다 큰 직경을 갖는 메조기공(2 < 직경 < 50 nm) 및 마크로기공(50 nm<직경)을 발생시켜서 제올라이트의 비표면적을 증진시키려는 시도가 있었다. 앤더슨(Anderson) 과 그의 동료들은 제올라이트 씨앗 결정(seed crystal)을 처리한 규조토를 결정화하여 마크로기공을 갖는 제올라이트를 합성 하였다(Anderson, M. W. 외, Angew . Chem . Int . Ed . 2000, 39, 2707).As another strategy, attempts have been made to enhance the specific surface area of zeolites by generating mesopores (2 <diameter <50 nm) and macropores (50 nm <diameter) with larger diameters inside the zeolite crystals. Anderson and his colleagues synthesized zeolites with macropores by crystallizing diatomaceous earth treated with zeolite seed crystals (Anderson, MW et al . , Angew . Chem . Int . Ed . 2000, 39 , 2707). .

최근에는 탄소나노입자 및 나노섬유, 구형 고분자와 같은 다양한 고체 주형 존재 하에서 제올라이트를 합성한 후 주형 입자를 태워 제올라이트 결정 안에 메조기공을 형성시키는 제조방법이 발표되었다. 스타인(Stein)과 그의 동료들은 100 마이크론 정도의 균일한 크기를 가지는 구형 폴리스티렌를 이용하여 메조다공성 분자체를 합성하는 기술을 발표하였고(미합중국 특허 제 6680013, B1호), 제이콥슨(Jacobson)은 탄소를 주형으로 하여 10 - 100 nm의 넓은 기공 분포를 보이는 메조다공성 제올라이트를 합성하였다(미합중국 특허 제 6620402, B2호). 이와 같이 고체를 주형으로 사용하여 제조된 물질들은 메조기공을 통한 용이한 분자 확산 때문에 향상된 촉매 활성을 나타낸다고 보고되었다(Christensen, C. H. 외, J. Am . Chem . Soc . 2003, 125, 13370). Recently, a method of preparing mesopores in zeolite crystals by synthesizing zeolite in the presence of various solid molds such as carbon nanoparticles, nanofibers, and spherical polymers has been published. Stein and his colleagues published a technique for synthesizing mesoporous molecular sieves using spherical polystyrene with a uniform size of about 100 microns (US Patent No. 6680013, B1), and Jacobson Mesoporous zeolite having a broad pore distribution of 10-100 nm was synthesized as a template (US Pat. No. 6,620,402, B2). Materials prepared using solids as a template have been reported to exhibit enhanced catalytic activity due to easy molecular diffusion through mesopores (Christensen, CH et al . , J. Am . Chem . Soc . 2003, 125 , 13370).

최근에는 유기실란을 제올라이트의 합성 조성에 첨가함으로써 메조기공을 제올라이트 결정 내에 생성시키는 전략이 발표되었다(국내 특허, 10-0727288). 또한 코르마(Corma)와 연구원들은 층상구조를 갖는 FER 및 MWW 구조를 하나하나의 제올라이트 박막으로 쪼개는(delamination) 합성법을 발표한 바 있다(A. Corma 외, Nature 1998, 396, 353) (A. Corma 외, 스페인 특허 제 9502188호 (1996) PCT-WO Patent 97/17290 (1997)).Recently, a strategy for generating mesopores in zeolite crystals by adding an organosilane to the synthetic composition of the zeolite has been published (domestic patent, 10-0727288). In addition, Corma and his colleagues have published a synthesis method of delamination of layered FER and MWW structures into single zeolite films (A. Corma et al., Nature 1998, 396 , 353) (A. Corma et al., Spanish Patent No. 9502188 (1996) PCT-WO Patent 97/17290 (1997).

또한, 제올라이트 골격을 유도하는 동시에 메조 기공을 동시에 형성 할 수 있는 유기 계면활성제를 이용하여 단일 단위 격자 두께(2 nm)를 갖는 판상구조체 형태의 MFI 알루미노실리케이트가 보고 된 바 있다(M. Choi 외, Nature, 2009, 461, 246). 이와 같은 물질은 단일 단위 격자 크기의 극미세 두께로 이루어진 판상형태의 구조로 인해, 기존 제올라이트에 비해 매우 높은 외부 비표면적으로 갖고, 큰 기공부피를 갖는 특징을 보였다. 더욱이, 이 물질을 고체 산 촉매로 사용할 경우, 기존의 상용화 된 제올라이트와 비교하여 메탄올을 가솔린으로 변환(Methanol to Gasoline)시키는 공정에서 비약적으로 높은 촉매 활성과 긴 촉매 수명을 나타냈다.In addition, an MFI aluminosilicate in the form of a plate-like structure having a single unit lattice thickness (2 nm) has been reported using an organic surfactant capable of inducing a zeolite skeleton and simultaneously forming mesopores (M. Choi et al. , Nature , 2009, 461 , 246). Such a material has a very high external specific surface area and a large pore volume compared to the conventional zeolite due to the plate-like structure composed of a very small thickness of a single unit lattice size. Moreover, the use of this material as a solid acid catalyst resulted in significantly higher catalytic activity and longer catalyst life in the process of methanol to gasoline compared to conventional commercial zeolites.

단일 단위 결정 격자(single unit cell) 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 위계적으로 공존하는 MFI 제올라이트 분자체 물질은 넓은 비표면적과 큰 기공부피로 인해 촉매로서 많은 장점을 가지고 있는데도 불구하고, 제조 시간이 오래 걸리거나(150 oC 에서 11 일 이상), Na+ 이온이 없는 특수한 경우에만 합성될 수 있기 때문에 제조 단가가 매우 높은 실리카 원료들을 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러므로 상기와 같은 제올라이트를 산업적으로 이용하기 위해서는, 합성 제조 단가를 낮추고, 합성 시간을 단축할 수 있는 새로운 제조 방법이 요구되고 있는 실정이다.
MFI zeolite molecular sieve materials, which are hierarchically co-located with mesopores and micropores due to irregularly aligned crystalline skeletons of single unit cell thickness, have many advantages as catalysts due to their large specific surface area and large pore volume. Despite this, it is known to use silica raw materials with very high production costs because they can take a long time (more than 11 days at 150 ° C.) or can be synthesized only in special cases without Na + ions. Therefore, in order to industrially use such zeolites, there is a demand for a new production method that can reduce the cost of synthesis and shorten the synthesis time.

본 발명은 물 유리(water glass)와 같은 값 싼 실리카 원료를 사용하고 합성 환경을 조절함으로써, 기존의 제조 단가를 획기적으로 낮추고 합성 완료 시간을 비약적으로 단축하여, 산업적으로 매우 경제적이고 비용 효율적인 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention uses an inexpensive silica raw material such as water glass and adjusts the synthesis environment, thereby significantly reducing the existing manufacturing cost and dramatically shortening the synthesis completion time, thereby industrially very economical and cost-effective MFI zeolite It is an object to provide a method for producing a molecular sieve.

또한, 상기 제조방법을 이용하여 제조된 MFI 제올라이트 분자체 및 이 MFI 제올라이트 분자체의 촉매 응용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is also an object of the present invention to provide an MFI zeolite molecular sieve prepared using the above production method and a catalyst application method of the MFI zeolite molecular sieve.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, A) 2 개 이상의 암모늄 관능기를 포함하거나, 1 개의 암모늄 관능기 및 1 개의 아민 관능기를 포함하는 유기 계면활성제를 물유리를 포함하는 무기 전단체와 함께 중합하여 유기-무기 복합 겔을 형성하는 단계; B) 상기 유기-무기 복합 겔의 무기 겔 영역을 결정화 과정을 통해 제올라이트로 변환하는 단계; 및 C) 상기 B) 단계에서 얻어진 혼합물에서 상기 제올라이트를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 제공한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, A) an organic surfactant comprising two or more ammonium functional groups, or an organic surfactant comprising one ammonium functional group and one amine functional group and water glass and Polymerizing together to form an organic-inorganic composite gel; B) converting the inorganic gel region of the organic-inorganic composite gel into zeolite through a crystallization process; And C) isolating the zeolite from the mixture obtained in step B).

상기 유기 계면활성제는 하기 화학식 1로 표시되는 유기 계면활성제 또는 하기 화학식 2로 표시되는 유기 계면활성제가 사용될 수 있다. As the organic surfactant, an organic surfactant represented by Formula 1 or an organic surfactant represented by Formula 2 may be used.

화학식 (1)Formula (1)

Figure 112010055031278-pat00001
Figure 112010055031278-pat00001

화학식 (2)Formula (2)

Figure 112010055031278-pat00002
Figure 112010055031278-pat00002

(여기서, X는 할로겐(Cl, Br, I) 음이온 또는 하이드록사이드(OH) 음이온이고, C1, C2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이고, C3은 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹 또는 일부 탄소 원자가 다른 원자로 치환된 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹이다.)Wherein X is a halogen (Cl, Br, I) anion or a hydroxide (OH) anion, C1, C2 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group, and C3 is a substituted or unsubstituted alkyl group An alkenyl group or an alkyl group in which some carbon atoms are replaced with another atom or an alkenyl group.)

상기 화학식 1 및 화학식 2에서, C1의 탄소사슬 길이는 탄소수 8~22이고, C2의 탄소사슬 길이는 탄소수 3~6이고, C3의 탄소사슬 길이는 탄소수 1~8인 것이 바람직하다.In the above formulas (1) and (2), the carbon chain length of C1 is 8 to 22 carbon atoms, the carbon chain length of C2 is 3 to 6 carbon atoms, and the carbon chain length of C3 is preferably 1 to 8 carbon atoms.

상기 무기 전단체는 알루미나 원료를 더 포함할 수 있다. The inorganic shear body may further include an alumina raw material.

상기 알루미나 원료는 예를 들어 소듐 알루미네이트(NaAlO2, sodium aluminate), 황산 알루미늄(Al2(SO4)3, aluminum sulfate), 수산화 알루미늄(Al(OH)3, aluminum hydroxide) 또는 염화 알루미늄(AlCl3, aluminum chloride)이 사용될 수 있다.The alumina raw material may be, for example, sodium aluminate (NaAlO 2 , sodium aluminate), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3, aluminum sulfate), aluminum hydroxide (Al (OH) 3, aluminum hydroxide) or aluminum chloride (AlCl 3, aluminum chloride) may be used.

상기 A) 단계에서는 상기 유기-무기 복합 겔 제조시 산을 더 첨가할 수 있다.In step A), an acid may be further added during the preparation of the organic-inorganic composite gel.

이때, 상기 산은 상기 유기-무기 복합 겔의 pH가 9 내지 12가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다. 이 범위의 pH에서 실리카와 알루미늄 또는 다른 무기 전단체들이 효율적으로 결합하고 음이온을 형성한 후, 양이온성 유기계면활성제와 정전기적 상호작용에 의해서 효과적으로 조립되게 된다. At this time, the acid is preferably added so that the pH of the organic-inorganic composite gel is 9 to 12. At pH in this range, silica and aluminum or other inorganic shears efficiently bind and form anions, which then effectively assemble by electrostatic interaction with the cationic organic surfactant.

상기 B) 단계는 예를 들어 수열합성법(hydrothermal synthesis), 마이크로파 가열(microwave heating) 또는 건식-겔 합성법(dry-gel synthesis)를 이용하여 이루어질 수 있다.The step B) may be performed using, for example, hydrothermal synthesis, microwave heating, or dry-gel synthesis.

상기 C) 단계는 예를 들어 여과법 또는 원심분리를 이용하여 이루어질 수 있다.Step C) may be performed using, for example, filtration or centrifugation.

상기 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법은 소성 또는 화학적 처리를 통해 상기 제올라이트에서 유기물을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the MFI zeolite molecular sieve may further comprise the step of selectively removing the organic material from the zeolite through firing or chemical treatment.

또한, 상기 제올라이트를 탈 알루미늄화, 염기수용액처리, 이온교환, 금속 담지 또는 유기 관능화와 같은 후 처리 반응을 이용하여 활성화 또는 개질화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the zeolite may further comprise the step of activating or reforming by using a post-treatment reaction, such as dealuminization, base aqueous solution treatment, ion exchange, metal loading or organic functionalization.

본 발명은 또한, 상기 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 이용하여 제조된 MFI 제올라이트 분자체를 제공한다.The present invention also provides an MFI zeolite molecular sieve prepared using the method for preparing the MFI zeolite molecular sieve.

본 발명은 또한, 상기 MFI 제올라이트 분자체를 촉매로 이용하여 탄화수소 또는 탄화수소 유도체를 개질하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for modifying a hydrocarbon or a hydrocarbon derivative using the MFI zeolite molecular sieve as a catalyst.

여기서, 상기 탄화수소 및 탄화수소 유도체는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 혼합상의 상태일 수 있다.Here, the hydrocarbons and hydrocarbon derivatives may be in a gas, liquid, solid, or mixed phase thereof.

본 발명은 또한, 상기 MFI 제올라이트 분자체를 촉매로 이용하여 메탄올을 개질하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for reforming methanol using the MFI zeolite molecular sieve as a catalyst.

본 발명은 또한, MFI 제올라이트 분자체를 촉매로 이용하여 벤즈알데하이드(benzaldehyde)와 2-하이드록실 아세토 페논(2-hydroxyaceto-phenone)을 액상 축합하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of liquid condensing benzaldehyde and 2-hydroxyaceto-phenone using MFI zeolite molecular sieve as a catalyst.

본 발명은 또한, MFI 제올라이트 분자체를 촉매로 이용하여 폐플라스틱을 분해하여 탄화수소 또는 탄화수소 유도체를 합성하는 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method for synthesizing a hydrocarbon or a hydrocarbon derivative by decomposing waste plastic using MFI zeolite molecular sieve as a catalyst.

본 발명에 따르면, 기존의 제조 방법에 사용된 값 비싼 실리카 원료를 값 싼 실리카 원료인 물 유리를 사용하고 Na+ 이온이 존재 하는 조건임에도 불구하고, 넓은 합성 환경, 즉 유기 계면활성제의 양, 물의 양 등의 넓은 변화에도 불구하고, 동일한 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 위계적으로 공존하는 MFI 제올라이트 분자체 물질을 제조할 수 있다. 또한 이러한 합성 조성의 변화를 통해 합성 완료 시간을 비약적으로 단축할 수 있다. According to the present invention, although the expensive silica raw material used in the conventional manufacturing method uses water glass, which is a cheap silica raw material, and under conditions in which Na + ions are present, a wide synthetic environment, that is, the amount of organic surfactant, Despite wide variations in amounts, the crystalline backbone of the same single unit crystal lattice thickness can be irregularly aligned to produce MFI zeolite molecular sieve materials in which mesopores and micropores hierarchically coexist. In addition, it is possible to dramatically shorten the completion time of the synthesis through such a change in the synthetic composition.

본 발명에 의해 제조된 제올라이트 물질은 기존의 마이크로기공만을 갖는 MFI 제올라이트의 비해 매우 높은 비 표면적과 매우 큰 기공 부피를 동시에 가진다. 특히, 값싼 실리카 원료를 사용하여 제조단가를 낮추고, 합성 환경을 조절함으로써 제조 시간을 단축하였음은 물론, 대량생산이 가능하다. 또한, 기존 제올라이트보다 매우 높은 활성과 증진된 촉매 수명으로 인하여, 촉매 교체 및 재생 과정을 줄일 수 있기 때문에, 산업적인 활용도가 크게 증가될 것으로 기대된다.
The zeolitic material prepared by the present invention has a very high specific surface area and a very large pore volume at the same time as that of MFI zeolite having only micropores. In particular, by using a cheap silica raw material it is possible to reduce the manufacturing cost, and to control the synthesis environment to shorten the manufacturing time, as well as mass production. In addition, due to the much higher activity and enhanced catalyst life than conventional zeolites, it is expected that industrial utilization will be greatly increased because the process of catalyst replacement and regeneration can be reduced.

도 1 은 실시예 1 에 따라 제조된 물질의 (가) 저각 및 (나, 위) 고각 X-선 회절 패턴과 (나, 아래) 일반 MFI 제올라이트의 고각 X-선 회절 패턴이다.
도 2 는 실시예 1 에 따라 제조된 물질의 (가) 주사전자 현미경 사진 및 (나) 투과 전자 현미경 사진이다.
도 3 은 실시예 1 에 따라 제조된 물질의 (가) 질소흡착등온선과 (나) 기공 크기분포도이다.
도 4 는 실시예 2 에 따라 제조된 물질의 (가) 저각 및 (나) 고각 X-선 회절 패턴이다.
도 5 는 실시예 2 에 따라 제조된 물질의 (가) 주사전자 현미경 사진 및 (나) 투과 전자 현미경 사진이다.
도 6 은 실시예 2 에 따라 제조된 물질의 (가) 질소흡착등온선과 (나) 기공 크기분포도이다.
도 7 은 실시예 3 에 따라 제조된 물질의 (가) 저각 및 (나) 고각 X-선 회절 패턴이다.
도 8 은 실시예 3 에 따라 제조된 물질의 (가) 주사전자 현미경 사진 및 (나) 투과 전자 현미경 사진이다.
도 9 는 실시예 4 에 따라 제조된 물질의 (가) 주사전자 현미경 사진 및 (나) 투과 전자 현미경 사진이다.
1 is a (a) low angle and (b, top) high angle X-ray diffraction pattern of a material prepared according to Example 1 and (b, bottom) a high angle X-ray diffraction pattern of ordinary MFI zeolite.
2 is (a) a scanning electron micrograph and (b) a transmission electron micrograph of a material prepared according to Example 1. FIG.
Figure 3 is a (a) nitrogen adsorption isotherm and (b) pore size distribution of the material prepared according to Example 1.
4 is (a) low angle and (b) high angle X-ray diffraction patterns of the material prepared according to Example 2. FIG.
5 is (a) a scanning electron micrograph and (b) a transmission electron micrograph of a material prepared according to Example 2. FIG.
6 is (a) nitrogen adsorption isotherms and (b) pore size distributions of materials prepared according to Example 2. FIG.
7 is (a) low angle and (b) high angle X-ray diffraction patterns of a material prepared according to Example 3. FIG.
8 is (a) a scanning electron micrograph and (b) a transmission electron micrograph of a material prepared according to Example 3. FIG.
9 is (a) a scanning electron micrograph and (b) a transmission electron micrograph of a material prepared according to Example 4. FIG.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known configurations or functions are omitted.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical meanings and concepts of the present invention.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application are There may be.

본 발명은, 단일 단위 결정 격자 두께의 나노판상형 MFI 제올라이트가 불규칙적으로 조립된 형태의 분자체 물질을 제조함에 있어서, 값 싼 실리카 원료인 물 유리를 이용하여 넓은 비표면적과 큰 기공부피를 갖는 나노판상형 제올라이트를 합성할 수 있으며 합성 시간을 비약적으로 단축 할 수 있는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a nanoplatelet having a large specific surface area and a large pore volume using water glass, which is a cheap silica raw material, in the production of molecular sieve materials in which irregularly assembled nanoplate-shaped MFI zeolites with a single unit crystal lattice thickness are formed. It provides a method for producing a MFI zeolite molecular sieve that can synthesize zeolite and can significantly shorten the synthesis time.

이하, 본 발명의 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 단계별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the method of preparing the MFI zeolite molecular sieve of the present invention will be described in more detail step by step.

<제 1 단계: 합성 겔 준비 단계><Step 1: Synthetic Gel Preparation Step>

무기 전단체로서 실리카 원료인 물 유리를 유기 계면활성제를 포함하는 다른 겔 전단체와 함께 중합하여 유기-무기 복합 겔을 형성한다. 여기서 물 유리라 함은 구성 성분이 SiO2, Na2O, H2O로 구성된 소듐 실리케이트(sodium silicate, 29wt% SiO2, Si/Na=1.75)를 말한다.As the inorganic shear, water glass, which is a silica raw material, is polymerized with other gel shears containing an organic surfactant to form an organic-inorganic composite gel. Here, the water glass refers to sodium silicate (sodium silicate, 29 wt% SiO 2 , Si / Na = 1.75) composed of SiO 2 , Na 2 O, and H 2 O.

상기 무기 전단체는 물유리와 함께 알루미나 원료을 포함할 수 있으며, 알루미나 원료는 예를 들어 소듐 알루미네이트(NaAlO2, sodium aluminate), 황산 알루미늄(Al2(SO4)3, aluminum sulfate), 수산화 알루미늄(Al(OH)3, aluminum hydroxide) 또는 염화 알루미늄(AlCl3, aluminum chloride)가 사용될 수 있다.The inorganic shear body may include an alumina raw material together with water glass, and the alumina raw material may be, for example, sodium aluminate (NaAlO 2 , sodium aluminate), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3, aluminum sulfate), aluminum hydroxide ( Al (OH) 3, aluminum hydroxide) or aluminum chloride (AlCl 3, aluminum chloride) may be used.

여기서, 소수성 유기물 영역(domain)은 유기물질 간의 비공유 결합, 즉, 반데르발스 힘, 쌍극자-쌍극자 상호작용, 이온 상호작용 등에 의해 무기물 영역 사이에서 자가 조립(self assembly)되어 형성된다. 이때 유기물의 구조나 농도에 따라 각각의 겔 영역들은 완전 또는 국부적으로 규칙적인 배열 하게 된다. Here, the hydrophobic organic domain is formed by self assembly between inorganic regions by non-covalent bonds between organic materials, that is, van der Waals forces, dipole-dipole interactions, ionic interactions, and the like. At this time, the gel areas are arranged in a regular or complete manner according to the structure or concentration of the organic material.

본 단계에서 사용되는 유기 계면활성제는 두 개의 암모늄 관능기 또는 한 개의 암모늄 관능기와 한 개의 아민 관능기를 동시에 포함하고 있는 순수 유기 분자 계면활성제로서, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기 계면활성제가 사용될 수 있다. The organic surfactant used in this step is a pure organic molecular surfactant containing two ammonium functional groups or one ammonium functional group and one amine functional group at the same time. An organic surfactant represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2 may be used. have.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010055031278-pat00003
Figure 112010055031278-pat00003

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112010055031278-pat00004
Figure 112010055031278-pat00004

화학식 1 및 2에서, X는 할로겐(Cl, Br, I) 음이온 또는 하이드록사이드(OH) 음이온이고, C1, C2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이고, C3은 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹 또는 일부 탄소 원자가 다른 원자로 치환된 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹을 나타낸다. 또한, 암모늄 관능기는 두 개 또는 그 이상으로도 확장이 가능하고 개념적으로 보다 다양한 구조의 물질로 확장 이용될 수 있다.In Formulas 1 and 2, X is a halogen (Cl, Br, I) anion or a hydroxide (OH) anion, C1, C2 are each independently substituted or unsubstituted alkyl groups, and C3 is substituted or unsubstituted It is an alkyl group or an alkenyl group or an alkyl group in which some carbon atoms are substituted with other atoms or an alkenyl group. In addition, ammonium functional groups can be extended to two or more and can be used to conceptually expand to a variety of materials.

상기 화학식 1 및 화학식 2에서, C1의 탄소사슬 길이는 탄소수 8~22이고, C2의 탄소사슬 길이는 탄소수 3~6이고, C3의 탄소사슬 길이는 탄소수 1~8인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 유기 계면활성제는 C1, C2, C3의 길이에 따라 C1-C2-C3의 순서로 일반화하여 표시한다(예를 들어, 16-6-6은 C1이 탄소 원자 16개, C2가 탄소원자 6개, C3가 탄소원자 6개이며, 암모늄 관능기 두 개로 이루어진 유기 계면활성제를 나타내고, 16-6-0은 C1이 탄소 원자 16개, C2가 탄소원자 6개이며, 한 개의 암모늄 관능기와 한 개의 아민 관능기로 이루어진 유기 계면활성제를 나타낸다.).
In the above formulas (1) and (2), the carbon chain length of C1 is 8 to 22 carbon atoms, the carbon chain length of C2 is 3 to 6 carbon atoms, and the carbon chain length of C3 is preferably 1 to 8 carbon atoms. In the present specification, the organic surfactant is represented by generalizing in order of C1-C2-C3 according to the length of C1, C2, C3 (for example, 16-6-6 is C1 having 16 carbon atoms and C2 is carbon atom). 6, C3 has 6 carbon atoms, and represents an organic surfactant composed of two ammonium functional groups, 16-6-0 shows C1 having 16 carbon atoms, C2 having 6 carbon atoms, one ammonium functional group and one Organic surfactants consisting of amine functional groups).

<제 2단계: 결정화 단계><Step 2: Crystallization Step>

이후 유기물 영역에 의해 안정화된 나노 크기의 무기 겔 영역은 결정화 과정을 통해서 유기 계면활성제의 구조나 그것에 포함되어 있는 암모늄 관능기의 개수에 따라 단일 단위 결정 격자 두께의 나노판상구조를 갖는 MFI 제올라이트로 변환된다. 이때 각 제올라이트를 둘러싸고 있는 유기물의 안정화 효과 때문에 제올라이트의 성장이 b-축으로는 억제되며, 결정크기가 30 nm 이하의 극미세 두께로 조절되게 된다. 나아가, 합성 겔에 사용된 유기 계면활성제의 C1 알킬 꼬리 길이를 탄소수 8 내지 22의 범위로 조절하거나, 합성 겔의 pH를 일반적인 산을 이용하여 조절함에 따라 최종적으로 형성되는 제올라이트 구조가 결정된다. 상기 일반적인 산이라 함은 황산(H2SO4), 염산(HCl), 브롬산(HBr), 아세트산(CH3CO2H) 등 기타 무기 및 유기산을 포함하며 수용액에서 염기(OH-)와 중화 반응 할 수 있는 양이온(H+)을 제공할 수 있는 모든 산을 말한다. Subsequently, the nano-sized inorganic gel region stabilized by the organic region is converted into MFI zeolite having a nanoplatelet structure having a single unit crystal lattice thickness depending on the structure of the organic surfactant or the number of ammonium functional groups contained therein through the crystallization process. . At this time, due to the stabilizing effect of the organic material surrounding each zeolite growth of the zeolite is suppressed in the b -axis, the crystal size is controlled to an extremely fine thickness of 30 nm or less. Furthermore, The final formation of the zeolite structure is determined by adjusting the C1 alkyl tail length of the organic surfactant used in the synthetic gel in the range of 8 to 22 carbon atoms, or by adjusting the pH of the synthetic gel using a common acid. The general acid includes sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), bromic acid (HBr), acetic acid (CH 3 CO 2 H) and other inorganic and organic acids, and neutralized with base (OH ) in aqueous solution. Any acid that can provide a cation (H + ) that can react.

이와 같은 결정화 과정을 통해 형성되는 제올라이트는 단일 판상구조체가 불규칙적으로 나열된 형태의 MFI 제올라이트의 구조를 가진다.The zeolite formed through such a crystallization process has a structure of MFI zeolite having a form in which a single plate-like structure is irregularly arranged.

본 단계의 결정화 과정은 수열합성(hydrothermal synthesis), 건식-겔 합성(dry-gel), 마이크로파 합성(microwave synthesis)을 통해 이루어질 수 있으며, 그 외의 통상적인 결정화 방법들이 사용될 수도 있다.The crystallization process of this step may be carried out through hydrothermal synthesis, dry-gel synthesis, microwave synthesis, and other conventional crystallization methods may be used.

<제 3단계: 형성된 제올라이트 회수단계><Step 3: recovery of the formed zeolite>

결정화가 끝난 제올라이트는 여과법이나 원심분리 등 통상적인 방법을 통해 수득할 수 있으며, 이렇게 얻어진 물질은 소성 또는 다른 화학적 반응을 통해 유기물만을 선택적으로 완전 또는 부분적으로 제거할 수 있다. The crystallized zeolite can be obtained through conventional methods such as filtration or centrifugation, and the material thus obtained can be selectively or completely removed only organic matter through firing or other chemical reaction.

나아가, 제조된 제올라이트를 탈 알루미늄화, 염기수용액처리, 이온교환, 금속 담지 또는 유기 관능화의 후 처리 반응을 이용하여 활성화 또는 개질화할 수 있다.
Furthermore, the prepared zeolite can be activated or modified by post-aluminization, base aqueous treatment, ion exchange, metal support or post-treatment reaction of organic functionalization.

본 발명의 MFI 제올라이트 분자체 제조방법을 통해 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 위계적으로 공존하는 MFI 제올라이트 분자체 물질을 물 유리와 같은 값싼 실리카 원료를 사용하고 Na+ 이온이 존재 하는 환경에서 제조할 수 있다.The MFI zeolite molecular sieve of the present invention is a method of manufacturing a MFI zeolite molecular sieve material in which the crystalline skeleton of a single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned so that mesopores and micropores hierarchically coexist with cheap silica raw materials such as water glass. Can be used and prepared in an environment where Na + ions are present.

본 발명의 MFI 제올라이트 분자체 제조방법에 따르면, 소수성 영역인 C1 알킬 꼬리 부분의 길이를 적절히 조절함으로써 단일 단위 결정 격자 두께의 나노판상 구조물 주변에 존재하는 유기물 영역(domain) 간의 비공유 결합, 즉, 반데르발스 힘, 쌍극자-쌍극자 상호작용, 이온 상호작용 등에 의해 유발되어지는 자가 조립(self assembly) 정도를 조절할 수 있다. 따라서, 유기 계면활성제의 구조와 농도를 조절하면 결정화 단계 후 형성된 나노판상형 제올라이트의 골격 배열을 완전 또는 국부적인 영역에서 선택적으로 조절할 수 있다. According to the method for producing MFI zeolite molecular sieve of the present invention, By appropriately adjusting the length of the C1 alkyl tail, the hydrophobic region, non-covalent bonds between organic domains around the nanoplatelet structure of single unit crystal lattice thickness, ie van der Waals forces, dipole-dipole interactions, ionic interactions It is possible to control the degree of self assembly caused by the action. Therefore, by adjusting the structure and concentration of the organic surfactant, it is possible to selectively control the skeletal arrangement of the nanoplatelet zeolite formed after the crystallization step in the complete or local region.

나아가, 합성 겔의 pH를 산을 사용하여 낮출 경우, C1 알킬 꼬리 길이가 긴 유기 계면활성제를 사용하더라도 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 메조기공과 마이크로기공이 위계적으로 공존하는 MFI 제올라이트 분자체 물질을 제조 할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 합성 겔의 pH 에 따라 제 1 단계에서 형성되는 기본 핵 결정 개수가 정해지는데, 합성 겔의 pH 가 낮으면 핵 결정 개수는 많이 분포하고, 합성 겔의 pH 가 높으면 핵 결정 개수는 적게 분포하게 된다. 그 결과 많은 핵 결정 개수는 결정이 성장하는 중심점으로 작용하여 결정화 속도가 증가시킨다.
Furthermore, when the pH of the synthetic gel is lowered using an acid, even when an organic surfactant having a long C1 alkyl tail is used, the crystalline skeleton having a single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned so that mesopores and micropores coexist hierarchically. MFI zeolite molecular sieve material can be prepared. In more detail, the number of basic nuclei crystals formed in the first step is determined according to the pH of the synthetic gel. If the pH of the synthetic gel is low, the number of nuclei crystals is distributed, and if the pH of the synthetic gel is high, the number of nuclei crystals is determined. Less distributed. As a result, a large number of nuclear crystals act as a center of crystal growth, increasing the rate of crystallization.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

실시예Example 1 One : : 물 유리를Water glass 실리카 원료로 이용하고, 22-6-6 유기 계면활성제를 구조유도체로 활용하여, 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어  Using a silica raw material and 22-6-6 organic surfactant as a structural derivative, the crystalline skeleton of single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned. 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 알루미노실리케이트Aluminosilicate (( aluminosilicatealuminosilicate ) 분자체 물질의 제조방법 ) Method for preparing molecular sieve material

화학식 1의 C1 이 탄소 원자 22개, C2 가 탄소원자 6개, C3 가 탄소원자 6개 이고 두 개의 암모늄 관능기와 두 개의 할라이드 음이온(Br-)으로 이루어진 유기 계면활성제(이하, 22-6-6 유기 계면활성제라 표현)를 물 유리(water glass), 소듐 알루미네이트(NaAlO2), 황산(H2SO4) 그리고 증류수와 함께 잘 혼합하였다. 최종 합성 겔의 몰 조성비는 아래와 같다.Organic surfactant of Formula 1 wherein C1 is 22 carbon atoms, C2 is 6 carbon atoms, C3 is 6 carbon atoms, and is composed of two ammonium functional groups and two halide anions (Br ) (22-6-6 The organic surfactant) was mixed well with water glass, sodium aluminate (NaAlO 2 ) , sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and distilled water. The molar composition ratio of the final synthetic gel is as follows.

7.5 22-6-6 유기 계면활성제: 100 SiO2: 1 Al2O3: 30 Na2O: 24 H2SO4: 4000 H2O7.5 22-6-6 Organic Surfactant: 100 SiO 2 : 1 Al 2 O 3 : 30 Na 2 O: 24 H 2 SO 4 : 4000 H 2 O

상기 혼합 겔을 60oC 에서 6 시간 동안 교반 후, 최종 혼합물을 스테인리스 오토클레이브(autoclave)에 넣어 150oC에서 3일 동안 수열 합성하였다. 반응이 완료되면, 오토클레이브를 상온으로 냉각시킨 후, 생성물을 여과하고 증류수로 여러 번 세척한다. 수득한 생성물을 130oC 에서 건조시켰다. After the mixed gel was stirred at 60 ° C. for 6 hours, the final mixture was placed in a stainless autoclave and hydrothermally synthesized at 150 ° C. for 3 days. After the reaction is completed, the autoclave is cooled to room temperature, the product is filtered and washed several times with distilled water. The product obtained was dried at 130 ° C.

실시예 1을 따라 얻어진 물질을 저각 X-선 회절 분석(도 1(가))을 통해, 메조영역의 규칙성이 없는 불규칙적 배열임을 확인하였다. 고각 X-선 회절분석(도 1(나) 위))은 합성된 물질이 일반 MFI 제올라이트의 구조와 일치하는 패턴(도 1(나) 아래))을 보유함을 확인할 수 있고, 이를 통해 제조된 물질이 MFI 골격을 갖는 제올라이트임을 보여주었다. 주사 전자현미경사진(도 2(가)) 및 투과 전자현미경 사진(도 2(나))을 통해 합성된 물질은 b-축으로는 매우 얇은(2 nm) 두께의 단일 단위 격자 두께를 갖는 좁은 판상구조체들이 불규칙적으로 쌓여 있고, 결정의 a-c 면으로는 30~50 nm 크기를 갖고 있었다. 질소흡착등온선(도 3(가))과 기공분포도(도 4(나))를 통해 소성 처리한 생성물의 기공 구조를 분석한 결과, 직경이 5 ~ 6 nm이고 기공부피가 1.0 cm3g- 1 인 메조기공을 포함하고 있음을 확인할 수 있었다. 이 제올라이트 물질은 660 m2g-1의 BET 표면적을 나타내고, ICP를 사용하여 생성물의 Si/Al 비율이 47임을 확인하였다.
The material obtained according to Example 1 was confirmed by a low angle X-ray diffraction analysis (Fig. 1 (a)) to have an irregular arrangement without regularity of mesoregions. Elevated X-ray diffraction analysis (above FIG. 1 (b)) confirms that the synthesized material has a pattern (under FIG. 1 (b)) that matches the structure of a normal MFI zeolite). It has been shown that the material is zeolite with MFI backbone. The materials synthesized from the scanning electron micrographs (Fig. 2 (a)) and the transmission electron micrographs (Fig. 2 ( b )) are narrow plates with a single unit lattice thickness of very thin (2 nm) on the b -axis. The structures were irregularly stacked and had a size of 30-50 nm on the ac side of the crystal. Analysis of the pore structure of the product calcined through nitrogen adsorption isotherm (Fig. 3 (a)) and pore distribution diagram (Fig. 4 (b)) showed that the diameter was 5-6 nm and the pore volume was 1.0 cm 3 g - 1 It was confirmed that it contains the mesopores. This zeolitic material exhibited a BET surface area of 660 m 2 g −1 and was confirmed to be 47 by Si / Al in the product using ICP.

실시예Example 2 2 : : 물 유리를Water glass 실리카 원료로 이용하고, 16-6-6 유기 계면활성제를 구조유도체로 활용하여, 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어  As a raw material of silica and using a 16-6-6 organic surfactant as a structural derivative, the crystalline skeleton of single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned. 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 알루미노실리케이트Aluminosilicate 분자체 물질의 제조방법  Method for preparing molecular sieve material

실시예 1의 합성 조성에서 22-6-6 유기 계면활성제 대신 16-6-6 유기 계면활성제를 사용해도 동일한 형태의 MFI 알루미노실리케이트 분자체를 제조할 수 있었다. 본 실시예에서 최종 합성 겔의 몰 조성비를 아래와 같이 조절하였다. MFI aluminosilicate molecular sieves of the same type could be prepared by using 16-6-6 organic surfactant instead of 22-6-6 organic surfactant in the synthetic composition of Example 1. In this example, the molar composition ratio of the final synthetic gel was adjusted as follows.

7.5 16-6-6 유기 계면활성제: 100 SiO2: 1 Al2O3: 30 Na2O: 24 H2SO4: 4000 H2O7.5 16-6-6 Organic Surfactant: 100 SiO 2 : 1 Al 2 O 3 : 30 Na 2 O: 24 H 2 SO 4 : 4000 H 2 O

도 4는 상기 혼합 겔을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 합성 겔을 준비하고, 최종 혼합물을 스테인리스 오토클래이브에 넣어 150oC 에서 3일 동안의 수열 합성 후 최종적으로 얻어진 물질의 X-선 회절 패턴이다. 저각(도 4(가)) 및 고각(도 4(나)) X-선 회절 패턴을 통해 규칙적인 메조 영역의 정렬이 없음을 확인하였고, 제조된 물질이 MFI 골격을 갖는 제올라이트임을 확인하였다. 주사 전자현미경 사진(도 5(가)) 및 투과 전자현미경 사진(도 5(나))을 통해 합성된 제올라이트의 결정이 단일 단위 격자 두께의 판상형 제올라이트가 불규칙적으로 조립되어 있음을 확인할 수 있고, 합성된 제올라이트 결정은 b-결정축으로는 단일 단위 격자 크기(2.0 nm)를 가지는 동시에 결정의 a-c 면으로도 매우 좁은 판상 구조(20 nm 이하)로 억제 되어 있음을 확인하였다. 질소흡착등온선(도 6(가))과 기공 크기 분포도(도 6(나))를 통해 소성 처리한 생성물의 기공 구조를 분석한 결과, 비표면적은 610 m2g- 1 이고, 총 기공 부피는 0.7 cm3g- 1 이며, 기공 직경은 5 ~ 6 nm라는 것을 확인할 수 있었다. ICP를 사용하여 생성물의 Si/Al 비율이 45임을 확인하였다.
4 shows the X-ray diffraction of the material finally obtained after the synthetic gel was prepared in the same manner as in Example 1, and the final mixture was placed in a stainless autoclave for 3 days after hydrothermal synthesis at 150 ° C. Pattern. The low angle (FIG. 4 (a)) and high angle (FIG. 4 (B)) X-ray diffraction patterns confirmed that there was no regular mesoregion alignment, and the material produced was a zeolite with an MFI backbone. It can be seen that the crystals of the zeolite synthesized through the scanning electron micrograph (FIG. 5 (A)) and the transmission electron micrograph (FIG. 5 (B)) are irregularly assembled with plate-shaped zeolites having a single unit lattice thickness. It was confirmed that the zeolite crystals had a single unit lattice size (2.0 nm) on the b -crystal axis and were also suppressed by a very narrow platelet structure (20 nm or less) on the ac side of the crystal. The pore structure of the fired product was analyzed by nitrogen adsorption isotherm (Fig. 6 (a)) and pore size distribution (Fig. 6 (b)), and the specific surface area was 610 m 2 g - 1 and the total pore volume was 0.7 cm 3 g - 1 , the pore diameter was confirmed to be 5 ~ 6 nm. ICP was used to confirm that the Si / Al ratio of the product was 45.

실시예Example 3: 3: 물 유리를Water glass 실리카 원료로 이용하고, 22-6-6 유기 계면활성제를 구조유도체로 활용하여, 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어  Using a silica raw material and 22-6-6 organic surfactant as a structural derivative, the crystalline skeleton of single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned. 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 순수  pure 실리케이트Silicate (( silicatesilicate ) 분자체 물질의 제조방법 ) Method for preparing molecular sieve material

실시예 2의 합성 조성에서 16-6-6 유기 계면활성제를 사용하고 합성 조성을 조절하여 실시예 2와 동일한 형태를 갖는 MFI 순수 실리케이트 분자체를 제조할 수 있었다. 본 실시예에서 최종 합성 겔의 몰 조성비를 아래와 같이 조절하였다. By using the 16-6-6 organic surfactant in the synthetic composition of Example 2 and by adjusting the synthetic composition could be prepared MFI pure silicate molecular sieve having the same form as in Example 2. In this example, the molar composition ratio of the final synthetic gel was adjusted as follows.

7.5 16-6-6 유기 계면활성제: 100 SiO2: 28.6 Na2O: 16.6 H2SO4: 4000 H2O7.5 16-6-6 Organic Surfactant: 100 SiO 2 : 28.6 Na 2 O: 16.6 H 2 SO 4 : 4000 H 2 O

도 7는 상기 혼합 겔을 실시예 2에서와 동일한 방법으로 합성 겔을 준비하고, 최종 혼합물을 스테인리스 오토클래이브에 넣어 150oC 에서 5일 동안의 수열 합성 후 최종적으로 얻어진 물질의 X-선 회절 패턴이다. 저각 X-선 회절 패턴(도 7(가))을 통해 실시예 2 와 같이 규칙적인 메조 영역의 정렬이 없음을 확인하였고, 고각 X-선 회절 패턴(도 7(나))을 통해 제조된 물질이 실시예 2 과 같은 MFI 골격을 갖는 제올라이트임을 확인하였다. 다만 이 제올라이트 물질은 b-결정축으로 단일 단위 결정 격자 길이를 갖기 때문에 h0l 회절에 해당하는 회절 패턴만이 선명하게 나타났다. 주사 전자 현미경 사진(도 8(가))을 통해 합성된 제올라이트가 결정이 단일 판상구조체 형태로 성장하였음을 확인하였고, 투과 전자 현미경 사진(도 8(나))을 통해 합성된 제올라이트 결정은 b-결정축으로는 단일 단위 격자 크기 (2.0 nm)를 가지는 동시에 결정의 a-c 면으로도 매우 좁은 판상 구조 (20 nm 이하)로 억제 되어 있음을 확인하였다. 질소흡착등온선을 통해 소성 처리한 생성물의 기공 구조를 분석한 결과, 비표면적은 580 m2g- 1 이고, 총 기공 부피는 0.75 cm3g- 1 이었다. ICP를 사용하여 생성물의 Si/Al 비율이 순수 실리케이트로 이루어져 있음을 확인하였다.
7 is a synthetic gel prepared in the same manner as in Example 2, and the final mixture is placed in a stainless steel autoclave X-ray diffraction of the material finally obtained after hydrothermal synthesis for 5 days at 150 ° C. Pattern. The low angle X-ray diffraction pattern (FIG. 7 (A)) confirmed that there was no regular mesoregion alignment as in Example 2, and the material prepared through the high angle X-ray diffraction pattern (FIG. 7 (B)). It was confirmed that it was a zeolite having the same MFI skeleton as in Example 2. However, since the zeolite material had a single unit crystal lattice length along the b -crystal axis, only the diffraction pattern corresponding to h0l diffraction appeared clearly. Scanning electron micrograph (Fig. 8 (a)) through were synthesized zeolite is confirmed determined hayeoteum growth of a single plate-like structural form, a transmission electron micrograph (Fig. 8 (b)) the zeolite crystals synthesized by the b - It was confirmed that the crystal axis had a single unit lattice size (2.0 nm) and also a very narrow plate-like structure (20 nm or less) in the ac plane of the crystal. The pore structure of the product calcined through the nitrogen adsorption isotherm showed that the specific surface area was 580 m 2 g - 1 and the total pore volume was 0.75 cm 3 g - 1 . ICP was used to confirm that the Si / Al ratio of the product consisted of pure silicate.

실시예Example 4: 4: 알루미늄 함량이 높은, 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어  The crystalline skeleton of a single unit lattice thickness of high aluminum content is irregularly aligned 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 알루미노실리케이트Aluminosilicate 분자체 물질의 제조방법  Method for preparing molecular sieve material

실시예 1과 2의 합성 조성에서 22-6-6 또는 16-6-6 유기 계면활성제를 사용하고 합성 조성을 조절하여 실시예 1, 2에서 얻어진 물질과 동일한 형태를 갖는 고 알루미늄 함량의 MFI 알루미노실리케이트 분자체를 제조할 수 있었다. 본 실시예에서 최종 합성 겔의 몰 조성비를 아래와 같이 조절하였다. A high aluminum content MFI alumino having the same form as the material obtained in Examples 1 and 2 by using 22-6-6 or 16-6-6 organic surfactant in the synthetic compositions of Examples 1 and 2 and adjusting the synthetic composition Silicate molecular sieves could be prepared. In this example, the molar composition ratio of the final synthetic gel was adjusted as follows.

7.5 22-6-6 (또는 16-6-6) 유기 계면활성제: 100 SiO2: 1.67 Al2O3: 30 Na2O: 12 H2SO4: 4000 H2O7.5 22-6-6 (or 16-6-6) Organic Surfactant: 100 SiO 2 : 1.67 Al 2 O 3 : 30 Na 2 O: 12 H 2 SO 4 : 4000 H 2 O

상기 혼합 겔을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 합성 겔을 준비하고, 최종 혼합물을 스테인리스 오토클래이브에 넣어 150oC 에서 7일 동안의 수열 합성 후 최종적으로 얻어진 물질의 저각 X-선 전자 회절 패턴을 통해 규칙적인 메조 영역의 정렬이 없음을 확인하였고, 고각 X-선 전자 회절 패턴을 통해 제조된 물질이 MFI 골격을 갖는 제올라이트임을 확인하였다. 투과 전자 현미경 사진(도 9) 통해 합성된 제올라이트 결정은 불규칙한 배열 상태로 성장하였음을 확인하였고, 합성된 제올라이트 결정은 b-결정축으로는 단일 단위 격자 크기(2.0 nm)를 가지는 동시에 결정의 a-c 면으로도 매우 좁은 판상 구조(20 nm 이하)로 억제 되어 있음을 확인하였다. 합성된 제올라이트를 소성 처리하여 질소흡착등온선을 이용하여 분석한 결과, 합성된 물질의 비표면적은 580 m3g- 1 이고, 총 기공 부피는 0.79 cm3g- 1이였다. 합성된 물질을 ICP를 사용하여 분석한 결과, Si/Al 몰 비율은 27 임을 확인하였다.
Synthetic gel was prepared in the same manner as in Example 1, and the final mixture was placed in a stainless autoclave, and the low angle X-ray electron diffraction pattern of the material finally obtained after hydrothermal synthesis at 150 ° C. for 7 days. It was confirmed that there is no regular meso-region alignment, and through the high-angle X-ray electron diffraction pattern it was confirmed that the material produced is a zeolite having an MFI skeleton. Transmission electron micrographs (FIG. 9) confirmed that the synthesized zeolite crystals were grown in an irregular arrangement, and the synthesized zeolite crystals had a single unit lattice size (2.0 nm) at the b -crystal axis and at the same time ac side of the crystal. It was also confirmed that it was suppressed by a very narrow plate structure (20 nm or less). The synthesized zeolite was calcined and analyzed using nitrogen adsorption isotherm. As a result, the specific surface area of the synthesized material was 580 m 3 g - 1 and the total pore volume was 0.79 cm 3 g - 1 . The synthesized material was analyzed using ICP, and found that the Si / Al molar ratio was 27.

실시예Example 5 5 :: 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 The crystalline skeleton of single unit crystal lattice thickness is irregularly aligned 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 알루미노실리케이트의Of aluminosilicates 촉매 반응 공정 Catalytic reaction process

본 실시예에 포함된 세 가지 종류의 촉매 반응은, 물 유리를 실리카 원료로 이용하여 단일 단위 결정 격자 두께의 나노 판상구조 형태를 갖는 MFI 제올라이트 물질을 이용하여 다양한 촉매 공정에 적용될 수 있음을 보여주기 위해 실시되었다.
Three types of catalytic reactions included in this example show that water glass can be applied to various catalytic processes using MFI zeolite materials with nano-platelet shape with single unit crystal lattice thickness using silica as a raw material. Was carried out.

A. 기상 메탄올의 개질 촉매로서 단일 단위 결정 격자 두께의 결정성 골격이 불규칙적으로 정렬되어 A. As a reforming catalyst for gaseous methanol, the crystalline backbones with a single unit crystal lattice thickness are irregularly aligned. 메조기공과Mesoporation Division 마이크로기공이 위계적으로 공존하는  Hierarchically coexisting micropores MFIMFI 알루미노실리케이트의Of aluminosilicates 응용 Applications

실시예 1에 따라 제조된 단일 단위 결정 격자 두께의 나노 판상구조 형태의 MFI 알루미노실리케이트를 H+ 이온으로 교환하고, 분말을 결합제 없이 압축하고, 펠릿(pellet)을 갈아 14-20 메쉬(mesh) 크기의 분자체 입자들을 얻었다. 또한 제올라이트 촉매 성능 비교를 위해, 마이크로 기공만을 포함하는 MFI 제올라이트(ZSM-5)를 제조하였다. 메탄올 개질 반응은 자체 제작한 유동화 스테인리스 반응기(내부 직경 = 10 mm, 외부 직경 = 11 mm, 길이 = 45 cm)를 이용하여 수행하였으며, 반응 결과물은 스테인리스 강 반응기에 연결된 온-라인 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 반응과정은, 먼저 반응열 발산을 돕기 위해 100 mg의 촉매를 500 mg의 20 메쉬 크기의 석영 모래와 혼합하여, 스테인리스 반응기의 촉매장치(1/2필터GSKT-5u)에 안착 시켰다. 촉매를 8시간 동안 550oC에서 질소 흐름 하에 활성화 하고 반응기를 반응 온도인 325oC로 낮춘 후에, 메탄올을 주사 펌프를 통해 0.02 mL/m의 유속으로 투입하였다. 이 때 질소 기체의 유속은 20 mL/m로 유지하였고, 생성물은 주기적으로 온-라인 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 생성물의 분포 결과를 표 1에 나타내었다. 본 발명에서 합성한 나노판상형 MFI 알루미노실리케이트 물질은 마이크로 기공만을 포함하는 일반 MFI 제올라이트 촉매와 현저히 다른 생성물 분포도를 보였다.MFI aluminosilicate in the form of a nano-platelet with a single unit crystal lattice thickness prepared according to Example 1 was exchanged with H + ions, the powder was compacted without binder, and the pellets were ground to 14-20 mesh. Molecular sieve particles of size were obtained. In addition, to compare the zeolite catalyst performance, MFI zeolite (ZSM-5) containing only micropores was prepared. The methanol reforming reaction was carried out using a self-made fluidized stainless steel reactor (inner diameter = 10 mm, outer diameter = 11 mm, length = 45 cm), and the reaction result was obtained by on-line gas chromatography connected to the stainless steel reactor. And analyzed. In the reaction process, first, 100 mg of catalyst was mixed with 500 mg of 20 mesh quartz sand in order to assist in the heat of reaction and placed in a catalyst device (1/2 filter GSKT-5u) of a stainless steel reactor. After activating the catalyst under nitrogen flow at 550 ° C. for 8 hours and lowering the reactor to the reaction temperature of 325 ° C., methanol was introduced via a injection pump at a flow rate of 0.02 mL / m. At this time, the flow rate of nitrogen gas was maintained at 20 mL / m, and the product was analyzed using on-line gas chromatography periodically. The distribution results of the products are shown in Table 1. The nanoplatelet MFI aluminosilicate material synthesized in the present invention showed a significantly different product distribution from the general MFI zeolite catalyst including only micropores.

생성물 분포Product distribution 나노판상형Nano plate type MFIMFI 제올라이트 (%) Zeolite (%) 일반 Normal MFIMFI 제올라이트 (%) Zeolite (%) CC 22 HH 44 12.012.0 40.540.5 CC 33 HH 66 52.752.7 00 CC 44 HH 88 8.88.8 13.013.0 다른 지방성 화합물Other fatty compounds 3.03.0 12.512.5 벤젠benzene 0.80.8 3.13.1 톨루엔toluene 0.90.9 1.91.9 자일렌Xylene 2.52.5 9.59.5 트리메틸벤젠Trimethylbenzene 5.95.9 8.28.2 CC 1010 ++ 12.812.8 10.510.5 기타Etc 0.60.6 0.80.8 총합total 100100 100100 올레핀에 대한 선택도(%)% Selectivity to olefins 73.573.5 53.553.5 가솔린에 대한 선택도(%)% Selectivity for gasoline 22.922.9 33.233.2

B. B. 벤즈알데하이드(benzaldehyde)와Benzaldehyde and 2 -  2 - 하이드록실Hydroxyl 아세토Aceto 페논(2-hydroxyaceto-phenone)의Of phenone (2-hydroxyaceto-phenone) 액상 축합  Liquid condensation 반응reaction

실시예 5A에서 사용한 것과 동일한 물질을 환류 응축기가 달려 있는 파이렉스(Pyrex) 반응기에서 촉매 반응을 수행하였다. 0.1g의 촉매 분말을 180oC에서 2시간 동안 활성화하고, 20 mmol 무수 2-하이드록실아세토페논과 20 mmol 벤즈알데히드가 담겨 있는 반응기에 첨가하였다. 반응은 140oC 헬륨 분위기 하에서 교반시키며 진행하였다. 반응생성물은 주기적으로 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 생성물의 분포 결과를 표 2에 나타내었다. The same material as used in Example 5A was catalyzed in a Pyrex reactor equipped with a reflux condenser. 0.1 g of catalyst powder was activated at 180 ° C. for 2 hours and added to a reactor containing 20 mmol anhydrous 2-hydroxyacetophenone and 20 mmol benzaldehyde. The reaction proceeded with stirring under 140 ° C. helium atmosphere. The reaction product was analyzed using gas chromatography periodically. The distribution results of the products are shown in Table 2.

촉  매catalyst 반응시간 (시  간)Response time (time) 2-2- 하이드록실아세토Hydroxyl aceto
페논의Phenon 전환율(%) Conversion Rate (%)
생성물 분포(%)% Product distribution
2-2- 하이드록시찰콘Hydroxychalcon
(2-(2- hydroxychalconehydroxychalcone ))
플레바논Plebanon
(( flavanoneflavanone ))
나노판상형Nano plate type MFI 제올라이트 MFI Zeolite 55 19.019.0 20.020.0 81.281.2 2424 51.051.0 15.215.2 84.584.5 일 반 Normal MFIMFI 제올라이트 Zeolite 55 4.44.4 7.07.0 94.294.2 2424 36.236.2 15.115.1 85.285.2

C. C. 폐플라스틱의Waste plastic 개질을Reforming 통한 탄화수소의 합성  Synthesis of Hydrocarbons Through

실시예 5A에서 사용한 것과 동일한 물질을 폐플라스틱의 분해반응에 사용하였다. 본 실시예에서는 안정화되지 않은 직선형 저밀도 폴리에틸렌(unstabilized linear low-density polyethylene)의 고체 분말이 표준 반응물로 이용되었다. 10 g의 폴리에틸렌과 0.1 g 촉매의 혼합물을 세미-배치(semi-batch) 파이렉스 반응기에 넣은 후 물리 교반을 실시하였다. 이때 반응기의 온도는 실온에서 340oC까지 6 oC/m의 속도로 증가시켜 2시간 동안 유지시켰다. 반응 도중 휘발성 생성물은 질소 흐름(유속 = 35 mL/m)을 이용해 반응기로부터 제거하였으며, 이들 생성물을 반응기의 옆에 부착된 얼음 트랩과 기체주머니를 이용하여 각각 액상과 기상으로 수집하였다. 반응이 끝난 후 이 액상과 기상의 생성물들은 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 생성물의 분포 결과를 표 3에 나타내었다. 이 반응에서도 본 발명의 나노판상형 MFI 제올라이트 물질은 마이크로 기공만을 갖는 일반 MFI 제올라이트에 비해 월등히 증진된 촉매활성을 보여 주었다.The same material as used in Example 5A was used for the decomposition of waste plastics. In this example, a solid powder of unstabilized linear low-density polyethylene was used as the standard reactant. A mixture of 10 g polyethylene and 0.1 g catalyst was placed in a semi-batch Pyrex reactor followed by physical stirring. At this time, the temperature of the reactor was increased at a rate of 6 o C / m from room temperature to 340 o C and maintained for 2 hours. Volatile products during the reaction were removed from the reactor using a nitrogen flow (flow rate = 35 mL / m), and these products were collected in liquid and gas phase respectively using ice traps and gas bags attached to the side of the reactor. After the reaction, the liquid and gaseous products were analyzed by gas chromatography. The distribution results of the products are shown in Table 3. In this reaction, the nanoplatelet MFI zeolite material of the present invention showed significantly enhanced catalytic activity compared to general MFI zeolite having only micro pores.

촉  매catalyst 전환율(%)Conversion Rate (%) 반응 선택도(질량%)Reaction selectivity (mass%) CC 1One - - CC 55 CC 66 - - CC 1212 > > CC 1313 나노판상형Nano plate type MFIMFI 제올라이트 Zeolite 83.183.1 9292 88 00 일 반 Normal MFIMFI
 
제올라이트Zeolite
50.250.2 8888 1212 00

Claims (17)

A) 2 개 이상의 암모늄 관능기를 포함하거나, 1 개의 암모늄 관능기 및 1 개의 아민 관능기를 포함하는 유기 계면활성제를 물유리를 포함하는 무기 전단체와 함께 중합하여 유기-무기 복합 겔을 형성하는 단계;
B) 상기 유기-무기 복합 겔의 무기 겔 영역을 결정화 과정을 통해 제올라이트로 변환하는 단계; 및
C) 상기 B) 단계에서 얻어진 혼합물에서 상기 제올라이트를 분리하는 단계를 포함하고,
상기 유기 계면활성제는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
화학식 (1)
Figure 112012033541519-pat00005

화학식 (2)
Figure 112012033541519-pat00006

(여기서, X는 할로겐(Cl, Br, I) 음이온 또는 하이드록사이드(OH) 음이온이고, C1, C2는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이고, C3은 치환되거나 치환되지 않은 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹 또는 일부 탄소 원자가 다른 원자로 치환된 알킬 그룹이거나 알케닐 그룹이다.)
A) polymerizing an organic surfactant comprising at least two ammonium functional groups or comprising one ammonium functional group and one amine functional group together with an inorganic shear comprising water glass to form an organic-inorganic composite gel;
B) converting the inorganic gel region of the organic-inorganic composite gel into zeolite through a crystallization process; And
C) separating the zeolite from the mixture obtained in step B),
The organic surfactant is a method for producing MFI zeolite molecular sieve, characterized in that represented by the formula (1) or (2).
Formula (1)
Figure 112012033541519-pat00005

(2)
Figure 112012033541519-pat00006

Wherein X is a halogen (Cl, Br, I) anion or a hydroxide (OH) anion, C1, C2 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group, and C3 is a substituted or unsubstituted alkyl group An alkenyl group or an alkyl group in which some carbon atoms are replaced with another atom or an alkenyl group.)
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 C1의 탄소사슬 길이는 탄소수 8~22이고, 상기 C2의 탄소사슬 길이는 탄소수 3~6이고, 상기 C3의 탄소사슬 길이는 탄소수 1~8인 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
The carbon chain length of the C1 is 8 to 22 carbon atoms, the carbon chain length of the C2 is 3 to 6 carbon atoms, the carbon chain length of the C3 is 1 to 8 carbon atoms manufacturing method of the molecular sieve.
제1항에 있어서,
상기 무기 전단체는 알루미나 원료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
The inorganic shear sieve further comprises alumina raw material manufacturing method of MFI zeolite molecular sieve.
제4항에 있어서,
상기 알루미나 원료는 소듐 알루미네이트(NaAlO2, sodium aluminate), 황산 알루미늄(Al2(SO4)3, aluminum sulfate), 수산화 알루미늄(Al(OH)3, aluminum hydroxide) 및 염화 알루미늄(AlCl3 , aluminum chloride)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The alumina raw material is sodium aluminate (NaAlO 2 , sodium aluminate), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3, aluminum sulfate), aluminum hydroxide (Al (OH) 3, aluminum hydroxide) and aluminum chloride (AlCl 3 , aluminum chloride) method for producing MFI zeolite molecular sieve, characterized in that selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 A) 단계는 상기 유기-무기 복합 겔 제조시 산을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
The step A) is a method for producing MFI zeolite molecular sieve, characterized in that further adding an acid when preparing the organic-inorganic composite gel.
제6항에 있어서,
상기 산은 상기 유기-무기 복합 겔의 pH가 9 내지 12가 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method according to claim 6,
The acid is a method of producing an MFI zeolite molecular sieve, characterized in that the addition of the pH of the organic-inorganic composite gel is 9 to 12.
제1항에 있어서,
상기 B) 단계는 수열합성법(hydrothermal synthesis), 마이크로파 가열(microwave heating) 또는 건식-겔 합성법(dry-gel synthesis)를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
The step B) is a method of producing an MFI zeolite molecular sieve, characterized in that the hydrothermal synthesis (microwave heating), microwave heating (microwave heating) or dry-gel synthesis (dry-gel synthesis) characterized in that it is carried out.
제1항에 있어서,
상기 C) 단계는 여과법 또는 원심분리를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
The step C) is a method for producing MFI zeolite molecular sieve, characterized in that it is made by filtration or centrifugation.
제1항에 있어서,
소성 또는 화학적 처리를 통해 상기 제올라이트에서 유기물을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 1,
And optionally removing the organics from the zeolite through calcining or chemical treatment.
제10항에 있어서,
상기 제올라이트를 탈 알루미늄화, 염기수용액처리, 이온교환, 금속 담지 또는 유기 관능화의 후 처리 반응을 이용하여 활성화 또는 개질화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method of manufacturing an MFI zeolite molecular sieve further comprising the step of activating or modifying the zeolite using a post-treatment reaction of dealuminization, base aqueous solution treatment, ion exchange, metal loading or organic functionalization.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 및 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 MFI 제올라이트 분자체의 제조방법을 이용하여 제조된 MFI 제올라이트 분자체를 촉매로 이용하여 메탄올을 개질하는 방법.
A method of reforming methanol using a MFI zeolite molecular sieve prepared using the method for producing an MFI zeolite molecular sieve according to any one of claims 1 and 3 to 11 as a catalyst.
삭제delete 삭제delete
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CN106185978B (en) * 2016-07-06 2018-02-23 华东师范大学 A kind of synthetic method of the high silicon b orientations nanometer sheets of ZSM 5

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