NL9101126A - Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. - Google Patents
Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9101126A NL9101126A NL9101126A NL9101126A NL9101126A NL 9101126 A NL9101126 A NL 9101126A NL 9101126 A NL9101126 A NL 9101126A NL 9101126 A NL9101126 A NL 9101126A NL 9101126 A NL9101126 A NL 9101126A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- support
- molecular sieve
- crystals
- solution
- carrier
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 29
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 7
- -1 molecular sieve compound Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 9
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 9
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
- B01D69/105—Support pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0051—Inorganic membrane manufacture by controlled crystallisation, e,.g. hydrothermal growth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/028—Molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/7607—A-type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/08—Specific temperatures applied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/08—Specific temperatures applied
- B01D2323/081—Heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/60—Synthesis on support
- B01J2229/64—Synthesis on support in or on refractory materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/60—Synthesis on support
- B01J2229/66—Synthesis on support on metal supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
- B01J29/035—Microporous crystalline materials not having base exchange properties, such as silica polymorphs, e.g. silicalites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/83—Aluminophosphates (APO compounds)
Description
Titel: Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeef- kristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager.
Moleculaire-zeefkristallen vinden, door hun chemische en fysische aard, belangrijke toepassing bij verschillende chemische processen, in het bijzonder bij katalytische en scheidingsprocessen. In het algemeen worden zij daarbij gepelletiseerd of geëxtrudeerd, eventueel met behulp van bindermateriaal en in een reactor toegepast. In het algemeen zijn in aldus toegepaste systemen de kristallen niet uniform van afmeting, terwijl ook drukverliezen moeilijk te voorkomen zijn.
Er zijn een aantal voorstellen bekend, volgens welke moleculaire-zeefkristallen op een drager worden aangebracht. Daarbij wordt in het algemeen uitgegaan van een drager, waarop afzonderlijk bereide kristallen worden uitgespreid en, bijvoorbeeld door toepassing van een bindmiddel, worden vastgehecht.
Ook is bekend de depositie van zeolietkristallen op een metalen oppervlak (vgl. Chem. Mater. Vol. 2 (1990) 712-719.
Volgens de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, waarbij het oppervlak van de drager eerst in oxydische toestand wordt gebracht en vervolgens in contact wordt gebracht met een oplossing van de moleculaire zeef-vormende verbinding of verbindingen of precursors daarvoor, waarna kristallisatie op het oppervlak wordt tot stand gebracht.
Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat in de oxydische laag van een drageroppervlak vrije hydroxyl-groepen aanwezig zijn, welke de nucleatiepunten kunnen vormen voor de kristalgroei van de moleculaire-zeefverbinding op het oppervlak. Deze nucleatiepunten ontstaan, doordat een op het oppervlak aanwezige hydroxylgroep een condensatiereactie aangaat met een hydroxylgroep in de moleculaire-zeefverbinding of precursor daarvan, waarbij een kristallatiekiem gevormd wordt. Deze condensatiereactie kan onder toepassing van een op zichzelf bekende wijze, bijvoorbeeld onder hydrothermale omstandigheden, worden aangebracht.
Nadat de kristallisatie op het oppervlak is tot stand gebracht, wordt de beladen drager gecalcineerd, in het bijzonder gedurende 24 uur bij een temperatuur van 450°C, zulks teneinde de kristallen toegankelijk te maken voor gastmoleculen. Fig. 3 toont een opname van aldus gecalcineerde silicalietkristallen aangebracht op Τΐθ2· Deze fig. werd gemaakt nadat de beladen drager gedurende 12 uren in een vloeistoffase aan de, door een magneetroerder veroorzaakte, afslijpkrachten was onderworpen. Ondanks deze ruwe behandeling blijkt de specifieke bezetting van de kristallen niet of nauwelijks aangetast.
Het is duidelijk dat het aantal vrije hydroxylgroepen op het oppervlak van een aantal faktoren afhankelijk is. In de eerste plaats is de oxydatietoestand van het oppervlak bepalend voor dit aantal. Verder is het aantal hydroxylgroepen per oppervlakte-eenheid relatief groot bij metaalachtige dragers en relatief klein bij keramiekachtige (d.w.z. in hoofdzaak uit silicium en aluminium gevormde) dragers. Wanneer het drageroppervlak niet of niet in voldoende mate in oxydische toestand is, kan dit onder toepassing van een bekende wijze worden geoxydeerd, bijvoorbeeld door blootstelling aan de lucht gedurende een aantal uren bij verhoogde temperatuur. Wanneer bij de werkwijze volgens de uitvinding een metalen drager wordt toegepast, wordt in het algemeen het oppervlak daarvan in voldoende mate geoxydeerd door verhitting aan de lucht, bijvoorbeeld gedurende 4 uren bij een temperatuur van 450°C.
De onderhavige uitvinding is mede gebaseerd op het inzicht, dat de mate van oxydatie van het drageroppervlak kan worden gebruikt voor de vervaardiging van verschillende typen moleculaire-zeefkristallagen op de drageroppervlakken.
Volgens een geschikte uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de drager zodanig geoxydeerd, dat een groot aantal, nucleatiepunten vormende, hydroxylgroepen op het oppervlak aanwezig zijn. Afgeleid kan worden, dat wanneer de concentratie van de moleculaire-zeefoplossing waaruit de kristallen moeten ontstaan, zodanig laag gekozen wordt dat deze niet bepalend is voor de grootte van de gevormde kristallen, de gevormde kristallen kleiner zijn naarmate het aantal nucleatiepunten groter is, terwijl ook hun aantal toeneemt. Wanneer een dergelijke oplossing tot kristallisatie wordt gebracht op het drageroppervlak, worden zeer uniforme en kleine kristallen verkregen, met afmetingen tussen 20-250 nanometer, welke microporiën bezitten, welke een selectieve entree vormen voor stoffen welke in reactie moeten worden gebracht en een selectieve uittreding voor te vormen produktmoleculen. Omdat diffusieremming bij dergelijke kristallen klein is, wordt aldus een uitstekende moleculaire-zeefkatalysator verkregen. In de praktijk is gebleken, dat een onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding verkregen katalysator, bestaande uit een drager met daarop aangebracht een zeer fijne verdeling van moleculaire-zeefkristallen, voor, in reactie te brengen stoffen, ruim voldoende verblijftijd verschaft.
Wanneer wordt uitgegaan van een drager met een relatief "ruw" oppervlak, d.w.z. een oppervlak dat niet-microfijn vlak gemaakt is, dan zullen de daarop aanwezige hydroxylgroepen niet alle in dezelfde richting georiënteerd zijn. Dit heeft tot gevolg, dat de, op het drageroppervlak gevormde kristallen van de moleculaire-zeefverbinding niet lateraal, doch in het bijzonder axiaal op het oppervlak aangroeien. Een dergelijke aangroei tonen figuren la en lb.
Fig. la toont, tweeduizend maal vergroot, silicaliet-kristallen, in het bijzonder axiaal aangegroeid op een aluminium plaat. Fig. lb toont, zesduizend maal vergroot, de aangegroeide kristallen.
Het is bekend, dat wanneer bij kristalvorming de nucleatie groot is, veel kleine kristallen gevormd worden. Wanneer daarenboven door de hoge nucleatie de oververzadiging van de oplossing van de moleculaire-zeef vormende verbinding sterk afneemt, kan op grond van thermodynamische overwegingen worden afgeleid, dat kristalgroei in een bepaalde richting sterk geremd wordt. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt van dit effekt gebruik gemaakt, zoals in het bijzonder uit de figuren la en lb blijkt. Deze figuren tonen immers moleculaire zeefkristallen, waarvan de dikte ongeveer 200 nanometer is. Verder laten deze figuren zien, dat zeer uniforme kristallen verkregen worden. Deze uniforme kristalgroei wordt veroorzaakt door het zeer grote aantal nucleatiepunten op het drageroppervlak, waardoor simultane nucleatie optreedt.
Het zijn in het bijzonder deze verschijnselen, die de, onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding verkregen, met moleculaire-zeefkristallen beladen dragers, zulke uitstekende katalytische eigenschappen verschaffen.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding is in beginsel elke drager geschikt. De enige eis die aan het drageroppervlak gesteld wordt is, dat dit in oxydische toestand gebracht kan worden. Voorbeelden van geschikte dragers zijn metalen dragers, bijvoorbeeld vervaardigd uit aluminium, nikkel, koper, staal, ijzer, titaan enz. Andere geschikte dragers zijn bijvoorbeeld vervaardigd uit silicium, mica of AI2O3. De vorm van de drager zal in het bijzonder door het gebruiksdoel worden bepaald. Geschikte vormen zijn platen, buizen, mono-lietstructuren enz.
Toepassing van bepaalde metaaldragers, bijvoorbeeld drager vervaardigd uit ijzer, aluminium en titaan biedt het voordeel, dat deze tijdens de kristalgroei en in het bijzonder in een basische omgeving metaalionen afgeven, welke in het moleculaire - zeefrooster ingebouwd worden resp. mét het rooster geassocieerd raken. Aldus kunnen op eenvoudige wijze katalytisch aktieve plaatsen in het moleculaire-zeefmateriaal ontstaan.
In beginsel kan elke moleculaire-zeefverbinding of precursor daarvan op het drageroppervlak tot kristallisatie worden gebracht. Goede resultaten worden bijvoorbeeld verkregen met zeolieten, zoals silicaliet-1, ZSM-5, en mordeniet en met de moleculaire zeef A1PO-5. Deze moleculaire zeven leiden tot zeer kleine kristallen, welke zeer uniform van afmeting zijn, en, in het geval van silicaliet en ZSM-5 een korte porielengte hebben alsmede een zeer groot aantal porietoegangen.
De synthese van moleculaire zeven is op zichzelf bekend en in de literatuur uitvoerig beschreven. (Vgl.: "Zeolite Synthesis", M.L. Occelli and H.E. Robson (Eds.), ACS Symposium series 398, ACS, Washington DC, 1989. "Introduction to Zeolite Science and Practice". H. van Bekkum, E.M. Flanigen and J.C. Jansen (Eds.) Stud. Surf. Sci, Catal, Vol. 58, Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 1991.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een zeer gladde, d.w.z. een essentieel vlakke drager toegepast. Met essentieel vlak wordt een drager bedoeld, waarvan de atomen voornamelijk in een vlak liggen. Toepassing van een dergelijke drager heeft het belangrijke voordeel, dat de hydroxylgroepen op het oppervlak alle in hoofdzaak in dezelfde richting georiënteerd zijn. Wanneer men, door een voldoende oxydatie, ervoor zorgt dat een groot aantal hydroxylgroepen, d.w.z. een groot aantal nucleatiepunten op het oppervlak aanwezig zijn, blijkt dat de kristalvorming op dat oppervlak zodanig plaatsvindt, dat de kristallen nauw aaneengesloten in de vorm van een monolaag worden aangebracht. Fig. 2 toont, achtenveertighonderd maal vergroot, een monolaag van aldus aangebrachte silicaliet kristallen. Zoals de fig. toont, kan de kristallisatie zodanig worden voortgezet, dat geen vrije ruimten tussen de kristallen meer aanwezig is. Eventueel kan ook laagdichtend materiaal worden toegepast, bijvoorbeeld onder toepassing van, uit de lithografie bekende, technieken. Wanneer vervolgens de drager gedeeltelijk wordt verwijderd, wordt een uitstekend keramisch membraan verkregen. Het gedeeltelijk wegetsen van een, bijvoorbeeld metalen, drager, zodanig dat daarin openingen ontstaan, kan op eenvoudige wijze, bijvoorbeeld door etsen met zuur, worden tot stand gebracht. In de praktijk kan dit tot uitstekende resultaten te leiden, omdat de moleculaire-zeefkristallen, voorzover dit zeolietkristallen met relatief hoge Si/Al verhoudingen betreft, zuurbestendig zijn.
Zoals eerder opgemerkt is een zeer geschikte methode voor het, op het drageroppervlak aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen, de z.g. hydrothermale synthese. Daarbij wordt de geoxydeerde drager gedompeld in een oplossing van de moleculaire-zeefverbinding of de precursor daarvan, en, bijvoorbeeld in een autoclaaf, gedurende een aantal uren op een temperatuur van 120-180°C verhit. Wanneer aan de moleculaire-zeefoplossing katalytisch aktieve ionen, bijvoorbeeld metaalionen, zoals bijvoorbeeld gallium, ijzer, titaan-vanadium, aluminium, cobalt of borium worden toegevoegd, zetten deze zich af in het zeolietrooster, de poriën en/of op het oppervlak van de gevormde kristallen, waardoor de katalysatorfunktie van het aldus verkregen samenstel kan worden beïnvloed.
Deze toevoeging van cobalt of vanadium is vooral interessant in het geval dat de moleculaire zeef A1P0-5 is, omdat deze slechts een bescheiden katalytische werking bezit.
De uitvinding wordt aan de hand van de volgende voorbeelden nader toegelicht.
Voorbeeld 1
Een aluminiumfolie met een oppervlakte van 1 cm2 werd gedurende een uur in een hete-luchtoven op een temperatuur van 400°C gehouden, zulks teneinde een oxydische oppervlaktelaag te verkrijgen.
De aldus behandelde folie werd in een, van een tefloncoating voorziene, roestvrij stalen autoclaaf met een inhoud van 3 ml gebracht, waarin 2 ml van een oplossing welke 1 gram van een 40% oplossing van TPAOH (tetrapropylammoniumhydroxyde) en 0,12 g S1O2 per 100 g H2O bevat. De pH van deze oplossing was 12,5.
De oplossing met daarin de drager werd gedurende 6-8 uren verhit op een temperatuur van 180°C. Na wassen en drogen werd een dunne laag van zeer uniforme prismatische kristallen van het MFI type met afmetingen van 1 x 0,5 x 0,1 (lm verkregen, welke willekeurig op het drageroppervlak georiënteerd waren.en dit geheel bedekten.
Vervolgens werd bij een temperatuur van 450°C gedurende 24 uren gecalcineerd, zulks teneinde een toegankelijkheid voor gastmoleculen te verschaffen. Na deze calcineerbehandeling bleken de kristallen nog steeds uitstekend aan het metaaloppervlak gebonden te zijn.
Voorbeeld 2
Een roestvrij stalen rooster met afmetingen van 5x5 cm en met gaten van 0,5 mm werd in een hete-luchtoven gedurende een uur bij 400°C verhit. In een, van een tefloncoating voorziene, roestvrij stalen autoclaaf met een inhoud van 35 ml werd 25 ml van een oplossing welke 1 g van een 40% TPAH-oplossing en 0,12 g SiC>2 per 100 g water bevatte aan het rooster toegevoegd. De pH van deze oplossing was 12,5.
De oplossing, met daarin het rooster, werd gedurende 8 uren verhit op een temperatuur van 170°C. Na wassen, drogen en calcineren gedurende 24 uur bij 450°C was het oppervlak van het rooster geheel bedekt met langwerpige prismatische kristallen van het MFI type. Figuren 4a, 4b en 4c tonen telkens hetzelfde gedeelte van het verkregen, met kristallen bedekte rooster, respectievelijk 150, 860, en 3000 maal vergroot.
Voorbeeld 3
Een aluminium plaatje met een oppervlak van 1 cm2 en een dikte van 0,5 mm werd in een hete-luchtoven geplaatst en daarin gedurende 1 uur op een temperatuur van 450°C gehouden. Vervolgens werd het plaatje in een, van een teflon-coating voorziene roestvrij stalen autoclaaf met een inhoud van 3 ml gebracht, en toegevoegd werden 2 ml van een oplossing welke 1 g 40% TPAOH en 0,12 g Si02 per 250 ml water bevatte. De pH' van deze oplossing was 12,3.
De oplossing met daarin het plaatje werd gedurende 10 uren verhit op een temperatuur van 145°C.
Na wassen en drogen werd een dunne film van uniforme, langwerpige prismatische kristallen van het MFI type verkregen, welke parallel aan het oppervlak van het metalen plaatje georiënteerd bleken te zijn.
Na calcineren gedurende 24 uren bij 450°C bleken de kristallen nog uitstekend gebonden aan de drager te zijn. Fig. 2 toont de aldus verkregen drager-kristalcombinatie.
Voorbeeld 4
Onder toepassing van de werkwijze als beschreven in Voorbeeld 2 werden in een monoliet, vervaardigd uit corderiet, kristallen van het MFI type ingebracht. Figuren 5a, 5b, en 5c tonen, respectievelijk in vergroting 54, 440 en 12000 maal van hetzelfde aanzicht, het aldus verkregen, met kristallen bedekte monoliet. Duidelijk waarneembaar is, dat een volledige bedekking van het inwendig oppervlak met kristallen werd verkregen.
Voorbeeld 5
Een koperplaatje van 1 cm2 werd ondergedompeld in 2 ml van een oplossing die 100 g Na2Si039H20 en 80 g NaA102 bevat per 100 ml triethanolamine en 700 ml H2O.
De oplossing met het koperen plaatje werd gedurende 10 uur bij 90°C in een autoclaaf geplaatst. Na wassen en dragen werden kubische kristallen van het zeoliettype A gevonden in een dichte laag op het metaaloppervlak.
Voorbeeld 6
Een aluminium plaatje van 1 cm2 werd toegevoegd aan een 2 ml oplossing bevattende 2,5 g geconcentreerd H3PO4, 5 g Pr3N, en 0,5 g HF (40%) per 50 g H2O.
Deze oplossing met metaal werd gedurende 10 uur bij 180°C in een autoclaaf verhit. Na wassen en drogen werden z.g. ALPO-5 kristallen op het metaaloppervlak aangetroffen.
Claims (11)
1. Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, met het kenmerk, dat het oppervlak van de drager in oxydische toestand wordt gebracht, waarna de drager in contact wordt gebracht met een oplossing van de moleculaire zeef-vormende verbinding of verbindingen of precursors daarvan, waarna kristallisatie op het oppervlak wordt tot stand gebracht.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het drageroppervlak wordt geoxydeerd door dit gedurende eën aantal uren bij verhoogde temperatuur aan de lucht bloot te stellen.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het drageroppervlak gedurende 4 uren bij een temperatuur boven 450°C aan de lucht wordt blootgesteld.
4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de kristallisatie op het oppervlak wordt tot stand gebracht door hydrothermale synthese.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het drageroppervlak wordt gedompeld in een oplossing van de moleculaire zeef-verbinding of verbindingen of precursors daarvoor, waarbij de temperatuur van de oplossing 120-180°C bedraagt.
6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat nadat de kristallisatie op het oppervlak is tot stand gebracht, de beladen drager wordt gecalcineerd.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het calcineren gedurende 24 uur bij een temperatuur van 450°C plaatsvindt.
8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat aan de moleculaire-zeefoplossing katalytisch aktieve metaalionen worden toegevoegd.
9. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat een volkomen vlakke drager voorzien wordt van een in hoofdzaak aaneengesloten laag moleculaire- zeefkristallen, waarna de drager gedeeltelijk wordt verwijderd en een membraan wordt gevormd.
10. Katalysator, omvattende een drager met daarop gekristalliseerde molecualaire-zeefverbindingen, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens conclusies 1-8.
11. Membraan, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens conclusie 10.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9101126A NL9101126A (nl) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. |
AU23638/92A AU2363892A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | A method of applying molecular sieve crystals to a support, and a loaded support thus obtained |
AT92915963T ATE165529T1 (de) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Verfahren zum auftragen von molekularsiebekristallen auf einen träger und der damit erhaltene beschichtete träger |
PCT/NL1992/000110 WO1993000155A1 (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | A method of applying molecular sieve crystals to a support, and a loaded support thus obtained |
DE69225323T DE69225323T2 (de) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Verfahren zum auftragen von molekularsiebekristallen auf einen träger und der damit erhaltene beschichtete träger |
CA002113256A CA2113256A1 (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | A method of applying molecular sieve crystals to a support, and a loaded support thus obtained |
ES92915963T ES2118137T3 (es) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Un metodo para aplicar cristales de tamiz molecular a un soporte, y un soporte cargado asi obtenido. |
BR9206218A BR9206218A (pt) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Processo de aplicar cristais de peneira molecular a um suporte, catalisador, e, membrana |
EP92915963A EP0591463B1 (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | A method of applying molecular sieve crystals to a support, and a loaded support thus obtained |
JP50117593A JP3367667B2 (ja) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | 保持体へのモレキュラシーブ結晶の付加方法、およびこのようにして得られた積載保持体 |
NO934845A NO303769B1 (no) | 1991-06-28 | 1993-12-27 | FremgangsmÕte for Õ pÕf°re molekylsiktkrystaller pÕ en bµrer, samt en belagt katalysator eller membran |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9101126A NL9101126A (nl) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. |
NL9101126 | 1991-06-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9101126A true NL9101126A (nl) | 1993-01-18 |
Family
ID=19859436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9101126A NL9101126A (nl) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0591463B1 (nl) |
JP (1) | JP3367667B2 (nl) |
AT (1) | ATE165529T1 (nl) |
AU (1) | AU2363892A (nl) |
BR (1) | BR9206218A (nl) |
CA (1) | CA2113256A1 (nl) |
DE (1) | DE69225323T2 (nl) |
ES (1) | ES2118137T3 (nl) |
NL (1) | NL9101126A (nl) |
WO (1) | WO1993000155A1 (nl) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3371533B2 (ja) * | 1994-03-31 | 2003-01-27 | エヌオーケー株式会社 | ガス分離膜の製造法 |
US5672388A (en) * | 1994-07-08 | 1997-09-30 | Exxon Research & Engineering Company | Membrane reparation and poer size reduction using interfacial ozone assisted chemical vapor deposition |
US5871650A (en) * | 1994-07-08 | 1999-02-16 | Exxon Research And Engineering Company | Supported zeolite membranes with controlled crystal width and preferred orientation grown on a growth enhancing layer |
US5824617A (en) * | 1994-07-08 | 1998-10-20 | Exxon Research & Engineering Company | Low alkaline inverted in-situ crystallized zeolite membrane |
DE10136621C2 (de) * | 2001-07-19 | 2003-12-11 | Inst Angewandte Chemie Berlin | Molekularsiebmembran auf Basis poröser Träger und Kristallisationsverfahren |
JP2007203209A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Denso Corp | 触媒体および無機担体および無機担体の製造方法 |
ITCS20100003A1 (it) | 2010-02-09 | 2011-08-10 | Univ Calabria | Membrana zeolitica per adesioni e colture di cellule, procedimento per la preparazione ed applicazione. |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3368981A (en) * | 1965-07-02 | 1968-02-13 | Mobil Oil Corp | Utilization of superactive catalytic materials |
US3730910A (en) * | 1971-02-02 | 1973-05-01 | Grace W R & Co | Novel zeolite surfaces |
JPS6028826A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-14 | Hiroshi Suzuki | かご型ゼオライト薄膜表層を有する複合膜及びその製造法 |
CA1235684A (en) * | 1984-10-10 | 1988-04-26 | Satoshi Sakurada | Membraneous synthetic zeolite and process for producing the same |
DE3827049A1 (de) * | 1988-08-10 | 1990-02-15 | Schulten Rudolf Prof Dr | Zeolithisches molekularsieb zur trennung von fluiden |
AU8473591A (en) * | 1990-10-19 | 1992-04-30 | British Petroleum Company Plc, The | Deposition process |
-
1991
- 1991-06-28 NL NL9101126A patent/NL9101126A/nl not_active Application Discontinuation
-
1992
- 1992-06-26 CA CA002113256A patent/CA2113256A1/en not_active Abandoned
- 1992-06-26 EP EP92915963A patent/EP0591463B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-26 BR BR9206218A patent/BR9206218A/pt not_active Application Discontinuation
- 1992-06-26 WO PCT/NL1992/000110 patent/WO1993000155A1/en active IP Right Grant
- 1992-06-26 AU AU23638/92A patent/AU2363892A/en not_active Abandoned
- 1992-06-26 AT AT92915963T patent/ATE165529T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-06-26 DE DE69225323T patent/DE69225323T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-26 JP JP50117593A patent/JP3367667B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-26 ES ES92915963T patent/ES2118137T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2113256A1 (en) | 1993-01-07 |
EP0591463A1 (en) | 1994-04-13 |
BR9206218A (pt) | 1994-12-13 |
JPH06508598A (ja) | 1994-09-29 |
DE69225323D1 (de) | 1998-06-04 |
DE69225323T2 (de) | 1998-10-29 |
WO1993000155A1 (en) | 1993-01-07 |
ES2118137T3 (es) | 1998-09-16 |
JP3367667B2 (ja) | 2003-01-14 |
AU2363892A (en) | 1993-01-25 |
EP0591463B1 (en) | 1998-04-29 |
ATE165529T1 (de) | 1998-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6037292A (en) | Compositions having two or more zeolite layers | |
US5248643A (en) | Mixed zeolites and method for producing same | |
EP0695215B1 (en) | Process for the manufacture of molecular sieve layers | |
TW404850B (en) | Zeolite composition, process for preparing the same and separation process using the same | |
DE69533513T2 (de) | Zeolith schichten mit einer kontrollierten kristallbreite und einem wachstum mit bevorzugter orientierung auf einer wachstumsfördernden schicht | |
Ulla et al. | Synthesis and characterization of ZSM-5 coatings onto cordierite honeycomb supports | |
JPH05105420A (ja) | ゼオライト結晶体の合成膜およびその製造方法 | |
Seike et al. | Preparation of FAU type zeolite membranes by electrophoretic deposition and their separation properties | |
JP2002533216A (ja) | ゼオライト膜およびその製造方法 | |
NL9101126A (nl) | Werkwijze voor het aanbrengen van moleculaire-zeefkristallen op een drager, alsmede aldus verkregen beladen drager. | |
EP1157735A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Molekularsieb-Membranen auf porösen Trägern | |
JP5481075B2 (ja) | ゼオライト膜の製造方法 | |
JP4759724B2 (ja) | ゼオライト膜及びその製造方法 | |
US20030104925A1 (en) | Zeolite membrane composites (LAW730) | |
AU3894493A (en) | Deposition process | |
JPH1057784A (ja) | ゼオライト分離膜及びその製造方法 | |
US5843392A (en) | Catalyst system of the structured type | |
Mies et al. | Hydrothermal synthesis of a continuous zeolite Beta layer by optimization of time, temperature and heating rate of the precursor mixture | |
GB2340112A (en) | Molecular sieve compositions | |
Gualtieri et al. | Seeded growth of TPA-MFI films using the fluoride route | |
Van der Puil et al. | Composite catalysts of supported zeolites | |
Sasidharan et al. | Fabrication of Al-Beta/Silicalite-1 Hydrophilic–Hydrophobic Zeolite Membranes | |
PL177654B1 (pl) | Sposób wytwarzania membrany nieorganicznej |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |