WO2001019731A1 - Novel compound and microporous material and method for production thereof - Google Patents
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Definitions
- a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 13, fills the reaction tube with the microporous body, and at a predetermined temperature, nitrogen oxides together with a reducing agent. Flowing through the reaction tube, measuring an inlet nitrogen oxide concentration and an outlet nitrogen oxide concentration of the reaction tube, and calculating a difference between the inlet nitrogen oxide concentration and the outlet nitrogen oxide concentration; Is calculated as a denitration rate, and in a denitration evaluation test for evaluating the catalytic activity of the microporous material based on the denitration rate, a denitration rate of 50% or more under a temperature of 450 ° C. It is characterized by showing.
- the present inventors have an adsorbing portion for adsorbing and holding H 20 or NH 3 according to the present invention, and the adsorbing portion can stably hold H 20 at 500 ° C. or less,
- the retained H 20 is a microporous material containing an aluminum component and a silicon component that can be desorbed at a high temperature exceeding 500 ° C. It has been further found that water is contained as a substance other than monium, and the presence of water that is not desorbed even in the preceding helium treatment step makes the microporous material of the present invention a new solid acidic substance. Was proved to be an important substance.
- Figure 7 is a Kei-containing component Kanemai bets, H 2 0 / S i 0 2 is ⁇ in the case of 5 NH 3 -. TPD device measurements of the amount of released NH 3 and H 2 0 in the MASS method by To FIG.
- FIG. 11 shows the results of the NH 3 —TPD measurement method when the silicon component is TEOS.
- FIG. 23 is a view showing a deodorization test result of the microporous body according to the present invention in a pyridine oxidation reaction.
- the distribution of the aluminum component becomes uniform, so that the dispersion distance of the aluminum component tends to be relatively long.
- the dispersion distance is also relatively long. Therefore, even if used under relatively high temperature conditions, it is considered that the above-mentioned cluster formation is unlikely to occur.
- the present invention microporous body thermal stability is high, is understood to be an excellent material for holding the long activity, practical to denitrification (NO x stationary sources such as boilers, automobile exhaust gas or the like) It can be expected that (Evaluation 3)
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Abstract
A microporous material comprising a 3-valent element and a silicon skeleton, which has an adsorbing part capable of adsorbing H2O or NH3 and holding it and exhibits strong solid acidity, wherein the adsorbing part can stably hold H2O at a temperature of 500°C or lower and the adsorbed H2O can be desorped at a temperature higher than 500°C; and a method for producing the microporous material which comprises a mixing step of preparing a liquid inorganic material mixture comprising a crystalization adjusting agent, a silicon component and a 3-valent element component, a solid-liquid separation step of separating fine particles deposited in the liquid inorganic material mixture from the liquid mixture, a heating step of heating the solid component obtained in the separation step and a copper addition treatment step of adding a copper compound to the resultant product for treatment. A microporous material thus obtained exhibits catalytic activity for a long period of time even at a low temperature, has high thermal stability, and exhibits a high catalytic activity even under a condition of a relatively low reaction temperature, in a variety of chemical reactions in the field of petrochemical industry.
Description
明 細 書 新規化合物及びミクロ多孔体及びその製造方法 技術分野 Description Novel compound, microporous material and method for producing the same
本発明は、 新規化合物及びミクロ多孔体及びその製造方法に関し、 吸 着剤、 触媒及び分離用の材料、 すなわち、 フロン系の冷媒、 高電圧用電 力機器の絶縁媒体である弗化硫黄ガス及び車輛用エア一ブレーキの空 気等の乾燥剤、 排水中の窒素化合物及び放射性排水中の放射性物質等の 吸着除去剤、 さらに種々の金属を担持させ種々の用途に対応する触媒と して、 主に石油化学工業の分野等に利用されるミクロ多孔体等及びその 製造方法、 さらには、 ケィ素成分を含み、 排水 ·排ガス中における窒素 酸化物等の還元反応等に利用できる触媒としてのミクロ多孔体及びそ の製造方法に関する。 背景技術 The present invention relates to a novel compound, a microporous body, and a method for producing the same, comprising an adsorbent, a catalyst, and a material for separation, that is, a CFC-based refrigerant, sulfur fluoride gas as an insulating medium for high-voltage power equipment, and As a desiccant for air in vehicle air brakes, an adsorbent for nitrogen compounds in wastewater and an adsorbent for radioactive substances in radioactive wastewater, and as a catalyst for supporting various metals by supporting various metals, Such as microporous materials used in the field of petrochemical industry, etc., and their production methods; and microporous materials as catalysts that contain silicon components and can be used for reduction reactions of nitrogen oxides and the like in wastewater and exhaust gas. The present invention relates to a body and a method for producing the same. Background art
石油精製、 石油化学工業の分野において、 接触分解、 接触改質、 水添脱硫、 異 性化、 脂肪族炭化水素及び芳香族炭化水素のアルキル化、 重合、 環化、 脱水ある いは脱水素等の化学反応はよく行われている。 とりわけ、 酸性下で進行すると云 われているエステル化反応やアルキル化反応等の炭化水素の異性化は、 石油精製 工業及び石油化学工業で従来から多用されている有機合成化学上の重要な技術で ある。 例えば、 メチルシクロペン夕ン等の環状化合物を異性化してシクロへキサ ンに転換し、 有機工業原料としてナイロン等の製造に用いたり、 鎖状骨格を有し 常温で液状の n—パラフィンを異性化して、 分岐鎖のある i s o —パラフィンに 転換することにより、 自動車や航空機の燃料油のオクタン価の向上に必要なォク 夕ン価の高いプレンド基材を製造する等の技術が知られている。 In the fields of petroleum refining and petrochemical industry, catalytic cracking, catalytic reforming, hydrodesulfurization, catabolism, alkylation, polymerization, cyclization, dehydration or dehydrogenation of aliphatic and aromatic hydrocarbons, etc. The chemical reaction is often performed. In particular, isomerization of hydrocarbons such as esterification and alkylation, which are said to proceed under acidic conditions, is an important technology in organic synthetic chemistry that has been widely used in the petroleum refining and petrochemical industries. is there. For example, cyclic compounds such as methylcyclopentene are isomerized and converted into cyclohexane, which is used in the production of nylon and the like as an organic industrial raw material, or n-paraffin which has a chain skeleton and is liquid at room temperature isomerized. Is known to produce highly lubricated blended base materials necessary for improving the octane number of fuel oil for automobiles and aircraft by converting into iso-paraffins with branched chains. .
上述した接触分解、 接触改質、 水添脱硫、 異性化、 脂肪族炭化水素及び芳香族 炭化水素のアルキル化、 重合、 環化、 脱水あるいは脱水素等の化学反応には、 硫 酸、 塩化アルミニウム、 三塩化アンチモン、 フッ化水素、 リン酸等の酸触媒や、
酸化タングステンまたは酸化モリブデンとジルコニァからなる金属酸化物担持触 媒等が多く使用されている。 その中で代表的な異性化触媒としては、 白金または パラジウムなどの貴金属をアルミナなどの担体に担持させた触媒や、 P t/Z r 02 / S 04からなる固体超強酸触媒を始めとする固体酸触媒が知られている。 一方、 上述の石油精製等の分野においては、 接触分解をはじめとして、 水素化 分解、 パラフィ ンの異性化、 脱ろう(D ewax i n g)、 ォレフィ ンの二量化等 の化学反応に、 X · Y型ゼオライ ト、 モルデナイ ト、 及び、 Z SM— 5等のゼォ ライ トも触媒として多く使用されている。 Chemical reactions such as catalytic cracking, catalytic reforming, hydrodesulfurization, isomerization, alkylation, polymerization, cyclization, dehydration or dehydrogenation of aliphatic and aromatic hydrocarbons include sulfuric acid and aluminum chloride. , Antimony trichloride, hydrogen fluoride, phosphoric acid and other acid catalysts, Metal oxide-supported catalysts composed of tungsten oxide or molybdenum oxide and zirconium are often used. Typical isomerization catalysts therein, a noble metal such as platinum or palladium catalyst and which is supported on a carrier such as alumina, O started solid strong acid catalyst consisting of P t / Z r 0 2 / S 0 4 Solid acid catalysts are known. On the other hand, in the petroleum refining and other fields mentioned above, chemical reactions such as catalytic cracking, hydrocracking, paraffin isomerization, dewaxing, and dimerization of olefins, etc. Zeolites such as zeolite, mordenite, and ZSM-5 are also widely used as catalysts.
また、 種々の燃焼機関から排出される窒素酸化物(NO X )が大気汚染、 酸性雨 等の深刻な地球環境問題を引き起こしていることは周知の事実である。 このよう な N Oxを除去すべく、アンモニア等の所定の還元剤を用いて N Oxを還元反応に よって浄化処理することは良く知られている。 NOxの還元反応に用いられる触 媒は、 例えば、 無機化合物触媒としては V— W— T i 02系触媒があり、 火力発 電所等で用いられている。 It is well known that nitrogen oxides (NO X) emitted from various combustion engines cause serious global environmental problems such as air pollution and acid rain. In order to eliminate such NO x, it thus purifying treatment in the reduction of NO x using a predetermined reducing agent such as ammonia are well known. Catalysts used in the reduction reaction of the NO x, for example, as the inorganic compound catalyst V- W- T i 0 has two catalysts are used in thermal power plants and the like.
ここで、 安全性やエネルギーコスト面から N Oxの還元反応を低温で行われる 場合があるが、 上記 V— W— T i 02系触媒を使用した NOxの還元反応では、 反 応温度条件を約 1 50〜2 5 CTC程度の低温に設定した場合、 比較的触媒活性が 低く、 その結果十分に NOxが除去できないという欠点があった。 Here, there is a case to be carried out a reduction reaction of the NO x from the safety and energy cost at a low temperature, the V- W- T i 0 In the reduction reaction of the NO x using two catalysts, anti応温degree conditions When the temperature was set to a low temperature of about 150 to 25 CTC, the catalyst activity was relatively low, and as a result, there was a disadvantage that NO x could not be removed sufficiently.
そのため、 ケィ素成分を含有するミクロ多孔体、 即ち、 ゼォライ トを使用した ゼォライ ト触媒が、 上記 V— W— T i 02系触媒に比較して、 そのような低温に おける触媒活性が比較的高く、 しかもアル力リに対し劣化が少ない等の理由によ り、 NOxの還元反応の触媒に用いられた。 Therefore, micro-porous body containing Kei Ingredient, i.e., Zeorai bets catalyst using Zeorai bets is the V- W- compared to T i 0 2 based catalyst, the catalyst activity is compared to definitive to such low temperatures target high and Ri due to reasons such as deterioration for a certain force Li is small, it was used in the catalyst of the reduction reaction of NO x.
ゼォライ トとしては、 天然物として、 モルデナィ ト、 フエリエライ トなどの如 く多数存在し、 また人造のゼォライ トとしても、 ゼォライ ト A、 ゼォライ ト X、 Z SM— 5 (特公昭 46 - 1 00 64号公報参照)および Z SM— 1 1 (特公昭 5 3 - 23280号公報参照)等いろいろな種類のものが知られている。 As zeolite, there are many natural products such as mordenite and huelierite, and also as artificial zeolite, zeolite A, zeolite X, and ZSM-5 (Japanese Patent Publication No. 46-100664) And various types such as ZSM-11 (see Japanese Patent Publication No. 53-23280).
上述のような人造のゼォライ トを製造する場合には、 二酸化ケイ素成分、及び、 酸化アルミニウム成分、 及び、 有機アンモニゥム塩を含んでなるアルカリ性の混 合液を形成する混合工程を行ったのち、 高圧加熱により前記無機材料混合液中に
ゼォライ トを結晶化させる結晶化工程を行う、 いわゆる水熱合成法によって製造 されていた。 In the case of producing an artificial zeolite as described above, after performing a mixing step of forming an alkaline mixed solution containing a silicon dioxide component, an aluminum oxide component, and an organic ammonium salt, a high pressure is applied. In the inorganic material mixture by heating It was manufactured by the so-called hydrothermal synthesis method, which carries out a crystallization step to crystallize zeolite.
尚、 上述した水熱合成法は一般に高温 ·長時間の激しい反応条件が必要である ため、 結晶化調整剤と、 ケィ素成分を含んでなるアルカリ性の無機材料混合液を 作成し、 前記無機材料混合液中に析出した微粒子を無機材料混合液から分離し、 固液分離された固体成分を加熱して得られるミクロ多孔体の製造方法が提案され ている(特開平 8— 3 1 9 1 1 2 )。 このようにして得られるミクロ多孔体は、 省 エネルギーで合成され、 しかも良好な粘結性を有するものである。 Since the above-described hydrothermal synthesis method generally requires intense reaction conditions at a high temperature and for a long time, an alkaline inorganic material mixed solution containing a crystallization modifier and a silicon component is prepared, and the inorganic material is prepared. There has been proposed a method for producing a microporous body obtained by separating fine particles precipitated in a mixed liquid from a mixed liquid of an inorganic material and heating a solid component subjected to solid-liquid separation (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-3-1191). 2). The microporous body thus obtained is synthesized with energy saving and has good caking properties.
しかし、 従来、 石油精製、 石油化学工業の分野において、 異性化反応触媒とし て上述の酸触媒を使用した場合、 反応の多くは約 4 0 0 ~ 6 0 0 °C程度の比較的 高温域において行われているのであつたため、 安全性やエネルギー · コスト面か らも好ましくないものであった。さらに、既存の硫酸担持超強酸触媒においては、 6 5 0 °Cを越える温度あるいは還元雰囲気にさらした場合、 硫酸根(S 0 4 2一)が 飛散 ·分解し活性を失う場合があった。 However, conventionally, in the fields of petroleum refining and petrochemical industry, when the above-mentioned acid catalyst is used as an isomerization reaction catalyst, most of the reaction takes place in a relatively high temperature range of about 400 to 600 ° C. This was not desirable in terms of safety, energy and cost. Further, in the conventional sulfuric acid supported super acid catalyst, when exposed to a temperature or a reducing atmosphere exceeds 6 5 0 ° C, there may lose sulfate ion (S 0 4 2 I) is scattered and decomposition and activity.
また、 酸化タングステンまたは酸化モリブデンとジルコニァからなる金属酸化 物担持触媒においては、 ジルコニァをべ一スとするため、 触媒の製造コストが高 価になるという問題があった。 In addition, a metal oxide-supported catalyst comprising tungsten oxide or molybdenum oxide and zirconium has a problem that the production cost of the catalyst is high because zirconia is used as a base.
さらに、 上述の従来の技術における N O xの還元についての用途としては、 安 全性及びエネルギーコス 卜の面から、 N O xの還元反応をより低温で行うことが 切望されている。 しかし、 従来のゼォライ ト触媒では、 反応温度を低下させた場 合、 触媒活性が減少することで十分な N O x除去が達成できなくなる傾向が知ら れている。 Further, as the application for reduction of the NO x in the prior art described above, in terms of the total resistance and energy costs Bok cheap, they are more anxious be carried out at a low temperature reduction reaction of the NO x. However, in the conventional Zeorai bets catalyst, reaction temperature if with reduced tendency for the catalytic activity decreases with sufficient NO x removal can not be achieved is known.
一方、異性化反応触媒として上述のゼォライ トを触媒として使用した場合でも、 反応の多くは約 2 5 0 程度の比較的高温域において行われているのであつたた め、 やはり安全性やエネルギー · コス ト面からも好ましくないものであった。 また、 水熱合成法で合成されたゼオライ ト触媒は、 反応温度を上昇させていく と、 触媒能発現に関与する活性金属が移動し易くなる傾向がある。 即ち、 反応温 度の上昇に伴い、 ゼォライ ト触媒上に分散されていた活性金属(例えば C u等)が 交換サイ トから離れて凝集し、 複数の C uカチオンから成る集合体(クラスタ一)
を形成する傾向がある。 活性金属が分散されている場合は触媒活性点として有効 に機能するのであるが、 活性金属が凝集した場合はバルク的性質を示すように漸 近していくためにゼォライ ト触媒の活性が低下する。 かかる場合、 再び反応条件 温度を下げても当初の触媒活性を示さず、結果として熱的安定性に問題があった。 そこで、 本発明の目的は、 上述の問題点の発現しにく く、 各種用途において有 用に用いられるミクロ多孔体を提供することにあり、 より具体的には、 室温等の エネルギー的に有利な低温で、 脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素等の異性化反応 をはじめとした石油精製、石油化学工業の分野における種々の化学反応において、 触媒活性を長時間有する新規化合物及びミクロ多孔体を提供すること及びそのミ クロ多孔体の製造方法を提供すること、 N O x等の還元反応を行う場合において、 反応温度条件を低温にしても触媒活性が比較的高く、 かつ、 反応温度条件を変化 させた場合においても触媒活性に変化が無くて熱的安定性が高いミクロ多孔体を 提供することにある。 発明の開示 On the other hand, even when the above-mentioned zeolite is used as a catalyst for the isomerization reaction, most of the reactions are carried out in a relatively high temperature range of about 250, so that safety and energy It was also unfavorable in terms of cost. In addition, in a zeolite catalyst synthesized by a hydrothermal synthesis method, as the reaction temperature is increased, active metals involved in the development of catalytic ability tend to move easily. That is, as the reaction temperature rises, the active metal (eg, Cu) dispersed on the zeolite catalyst separates from the exchange site and aggregates to form an aggregate (cluster 1) composed of a plurality of Cu cations. Tend to form. When the active metal is dispersed, it effectively functions as a catalytic active site, but when the active metal is agglomerated, the activity of the zeolite catalyst decreases because it approaches ascending to show bulk properties . In such a case, even if the reaction condition temperature was lowered again, the catalyst activity was not initially shown, and as a result, there was a problem in thermal stability. Therefore, an object of the present invention is to provide a microporous body that is hard to exhibit the above-mentioned problems and is useful for various uses, and more specifically, is advantageous in terms of energy such as room temperature. At low temperatures, new compounds and microporous materials with long-term catalytic activity have been produced in various chemical reactions in the petroleum refining and petrochemical industries, including isomerization reactions of aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. to provide a method for producing it provides and its Mi black porous body, in case of performing the reduction reaction such as NO x, the reaction temperature relatively high catalytic activity even in the cold, and changing the reaction temperature conditions An object of the present invention is to provide a microporous body having high thermal stability without any change in catalytic activity even when it is made to react. Disclosure of the invention
前記目的を達成するための本願発明の特長は、 請求の範囲 1に記載のように、 H 2 0もしくは N H 3を吸着保持する吸着部を有するとともに、 前記吸着部が H 2 0を 5 0 0 °C以下で安定に保持可能であり、 保持された H 2 0は、 5 0 0 を超 える高温状態で脱離可能であるアルミニゥム成分とケィ素成分とを含んでなる新 規化合物である。 Features of the present invention for achieving the above object, as described in claim 1, wherein, with having a suction portion for sucking and holding the H 2 0 or NH 3, wherein the suction portion is H 2 0 5 0 0 ° stable to be held in C or less, H 2 0 which is maintained are new compounds 5 0 0 comprising a Aruminiumu component and Kei ingredient it can be eliminated under temperatures exceeding state.
また、 前記目的を達成するための本願発明のミクロ多孔体の特長は、 請求の範 囲 2に記載のように、 Further, the features of the microporous body of the present invention for achieving the above object, as described in claim 2,
H 2 0もしくは N H 3アンモニアを吸着保持する吸着部を有するとともに、前記吸 着部が H 2〇を 5 0 0 °C以下で安定に保持可能であり、 保持された H 2 0は、 5 0 0 °Cを超える高温状態で脱離可能であるミクロ多孔体である。 In addition to having an adsorbing portion for adsorbing and holding H 2 0 or NH 3 ammonia, the adsorbing portion can stably hold H 2で at 500 ° C. or less, and the held H 2 0 is 50 ° It is a microporous material that can be desorbed at high temperatures exceeding 0 ° C.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 3に記載のように、 アンモニゥムイオン(R 4 N + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あるいはァリ一ル基から選ばれる少なく とも一種)、ホスホ ニゥムイオン(R 4 P + : Rは水素、炭素数 1 0以下のアルキル基あるいはァリ一
ル基から選ばれる少なくとも一種)、アミン類又はジァミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無 機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析 出した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分 離された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体をァ ンモニゥムイオンでイオン交換するイオン交換工程の後、 アンモニア及び水を脱 離させる脱離工程を行うことを含むことにある。 In addition, a method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above-mentioned object includes, as described in claim 3, ammonium ion (R 4 N + : R is hydrogen, having 10 or less carbon atoms). At least one selected from an alkyl group or an aryl group) and a phosphonium ion (R 4 P +: R is hydrogen, an alkyl group having 10 or less carbon atoms or an aryl group) A crystallization regulator selected from amines or diamines, an aluminum component, and a silicon component. Performing, after the mixing step, performing a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid, and performing a heating step of heating the solid component separated into solid and liquid. To obtain an intermediate, and after the ion exchange step of ion-exchanging the intermediate with ammonium ions, a desorption step of desorbing ammonia and water is performed.
前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の 範囲 4に記載のように、 アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミン類又 はジァミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含 んでなる無機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無 機材料混合液中に析出した微粒子を分離する固液分離工程を行った後、 固液分離 された固体成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理ェ 程と、 を行うことを含むことにある。 A method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 4, comprises at least one kind selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines or diamines. Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a crystallization modifier and a silicon component; and after the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed solution After that, the solid component subjected to the solid-liquid separation is subjected to a heating step of heating and a copper addition treatment step of adding copper.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 5に記載のように、 ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無 機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合 液中に析出した微粒子を分離する固液分離工程を行った後、 固液分離された固体 成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行 うことを含むことにある。 In addition, a method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 5, is a liquid mixture of an inorganic material containing a silicon component and a trivalent element component. After the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed liquid is performed, and then the solid component subjected to the solid-liquid separation is heated. And a copper addition treatment step of adding copper.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 6に記載のように、 アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミ ン類又はジアミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分 とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合液中に析出した微粒子を分離する固液分離工程を行い、 固液分 離された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体に銅 を添加処理する銅添加処理工程を行うことを含むことにある。 Further, the method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 6, comprises at least one selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines and diamines. Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a kind of crystallization modifier and a silicon component; and after the mixing step, solid-liquid separation for separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed solution Performing a heating step of heating the solid component subjected to the solid-liquid separation to obtain an intermediate, and performing a copper addition treatment step of adding copper to the intermediate.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 7に記載のように、 請求の範囲 6に記載の発明において、 前記混合ェ
程において、 3価元素成分の添加を行うことにある。 Further, a method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object is as described in claim 7, wherein in the invention according to claim 6, In the process, the addition of the trivalent element component is performed.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 8に記載のように、 ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無 機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合 液中に析出した微粒子を分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分 を加熱する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体に銅を添加処理する銅 添加処理工程を行うことを含むことにある。 Further, the method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 8, is a mixed liquid of an inorganic material containing a silicon component and a trivalent element component. After the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed liquid is performed, and a heating step of heating the solid-liquid separated solid component is performed. An intermediate is obtained, and a copper addition treatment step of adding copper to the intermediate is performed.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 9に記載のように、 請求の範囲 6〜8記載の発明において、 前記銅添 加処理工程において、 前記中間体を銅イオンでイオン交換処理する銅イオン交換 処理工程を行うことを含むことにある。 Further, the method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 9, in the invention according to claims 6 to 8, in the copper addition process, And performing a copper ion exchange treatment step of subjecting the intermediate to ion exchange treatment with copper ions.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 1 0に記載のように、 請求の範囲 9記載の発明において、 前記銅ィォ ン交換処理工程を行う前に、 前記中間体をアンモニゥムイオンでイオン交換する 前処理工程を行うことを含むことにある。 Further, the method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 10, is characterized in that, in the invention according to claim 9, the copper ion exchange treatment step is performed. Before performing the method, a pretreatment step of exchanging the intermediate with ammonium ions is performed.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 1 1に記載のように、 請求の範囲 3〜 1 0のいずれかに記載の発明に おいて、 前記ケィ素成分が、 カネマイ ト、 TEOS (テトラェチルオルトシリケ一 ト)、 コロイダルシリカ、 若しくは、 ヒュームドシリカであることにある。 Further, a method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 11, in the invention according to any one of claims 3 to 10, The silicon component is kanemite, TEOS (tetraethyl orthosilicate), colloidal silica, or fumed silica.
また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体の製造方法は、 請求の範囲 1 2に記載のように、 請求の範囲 3〜 1 1のいずれかに記載の発明に おいて、 前記結晶化調整剤が、 テトラ n—プチルアンモニゥムイオン((n— C4 H9)4N + )、 テトラ n—プロピルアンモニゥムイオン((n— C3H7)4N + )、 テ トラェチルアンモニゥムイオン((C2H5)4N + )、 テトラメチルアンモニゥムィ オン((CH3)4N + )、 n—プロピルト リメチルアンモニゥムイオン((n— C 3 H 7)(CH3)3N + )、 ベンジルト リメチルアンモニゥムイオン((C7H7)(CH3)3 N + )、 テトラ n—ブチルホスホニゥムイオン((n— C4H9)4P + )、 ベンジルト リフエニルホスホニゥムイオン((C7H7)(C6H5)3P + )、 1 , 4一ジメチルー 1 , 4—ジァゾビシクロ(2 , 2 , 2 )オクタン、 ピロリジン、 n—プロピルアミ
ン( n— C 3 H 7 N H 2 )、 メチルキヌク リジン、 エチレンジァミン、 ピぺリジン、 から選ばれる少なく とも一種のカチオン性の結晶化調整剤であることにある。 また、 前記目的を達成するための本願発明に係るミクロ多孔体は、 請求の範囲 1 3に記載のように、 反応管にミクロ多孔体を充填し、 所定温度において、 窒素 酸化物を還元剤と共に前記反応管に流通させ、 前記反応管の入口窒素酸化物濃度 と出口窒素酸化物濃度とを測定し、 前記入口窒素酸化物濃度と前記出口窒素酸化 物濃度との差の前記入口窒素酸化物濃度に対する百分率を脱硝率として計算し、 前記脱硝率に基づいて前記ミクロ多孔体の触媒活性を評価する脱硝評価試験にお いて、 温度 4 5 0 °C条件下で、 5 0 %以上の脱硝率を示すことを特徴とすること にある。 Further, a method for producing a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 12, in the invention according to any one of claims 3 to 11, the crystallization modifier, tetra n- Petit Ruan monitor ©-ion ((n- C 4 H 9) 4 N +), tetra-n- propyl ammonium Niu-ion ((n- C 3 H 7) 4 N +), Te Traethylammonium ion ((C 2 H 5 ) 4 N +), tetramethylammonium ion ((CH 3 ) 4 N +), n-propyltrimethylammonium ion ((n—C 3 H 7 ) (CH 3 ) 3 N +), benzyltrimethylammonium ion ((C 7 H 7 ) (CH 3 ) 3 N +), tetra-n-butylphosphonium ion ((n—C 4 H 9 ) 4 P + ), Benzyltriphenylphosphonium ion ((C 7 H 7 ) (C 6 H 5 ) 3 P +), 1,4-monodimethyl-1,4-diazobicyclo (2,2,2) Butane, pyrrolidine, n-propylamid Down (n- C 3 H 7 NH 2 ), Mechirukinuku lysine, Echirenjiamin lies in at least selected piperidine from one type of cationic crystallization modifiers. Further, a microporous body according to the present invention for achieving the above object, as described in claim 13, fills the reaction tube with the microporous body, and at a predetermined temperature, nitrogen oxides together with a reducing agent. Flowing through the reaction tube, measuring an inlet nitrogen oxide concentration and an outlet nitrogen oxide concentration of the reaction tube, and calculating a difference between the inlet nitrogen oxide concentration and the outlet nitrogen oxide concentration; Is calculated as a denitration rate, and in a denitration evaluation test for evaluating the catalytic activity of the microporous material based on the denitration rate, a denitration rate of 50% or more under a temperature of 450 ° C. It is characterized by showing.
本発明者らは、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んで なる無機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液 中に析出した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間 体をアンモニゥムイオンでイオン交換するイオン交換工程の後、 アンモニア及び 水を脱離させる脱離工程を行うことで得られる、 アルミニゥム成分とケィ素成分 とを含んでなる新規化合物が、 非常に強い固体酸性を有するという事実に基づい て本発明を完成させた。 The present inventors performed a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing a crystallization modifier, an aluminum component, and a silicon component, and after the mixing step, fine particles precipitated in the mixed liquid A solid-liquid separation step of separating the mixture from the inorganic material mixed liquid, and a heating step of heating the solid-liquid separated solid component to obtain an intermediate, wherein the intermediate is ion-exchanged with ammonium ions. Based on the fact that a novel compound comprising an aluminum component and a silicon component obtained by performing a desorption step of desorbing ammonia and water after the exchange step has a very strong solid acidity, Completed the invention.
即ち、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無機 材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出 した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離 された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体をアン モニゥムイオンでイオン交換するイオン交換工程の後、 アンモニア及び水を脱離 させる脱離工程を行うことで得られるミク α多孔体が、 非常に強い固体酸性を有 し、 その多孔質構造に起因して、 さらに、 脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素等の 異性化反応等の種々の化学反応において、 室温等の低温でも触媒活性を長時間有 するという事実に基づいて本発明を完成させた。 That is, a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing a crystallization modifier, an aluminum component, and a silicon component is performed, and after the mixing step, the fine particles precipitated in the mixed liquid are removed from the inorganic material. Performing a solid-liquid separation step of separating from the material mixture, performing a heating step of heating the solid component subjected to solid-liquid separation to obtain an intermediate, after the ion exchange step of ion-exchanging the intermediate with ammonium ions, The microporous Miku α obtained by performing the desorption step of desorbing ammonia and water has a very strong solid acidity. Further, due to its porous structure, aliphatic and aromatic hydrocarbons The present invention has been completed based on the fact that the catalyst has a long-term catalytic activity even at a low temperature such as room temperature in various chemical reactions such as an isomerization reaction of hydrogen and the like.
尚、 本発明において、 吸着水と呼ぶ場合には、 前記多孔質構造中における前記 固体酸性を示す酸点に、 電気的な親和力により水分子が吸着しているものだけで
なく、 水分子が構造的に多孔質構造ないに保持されている状態や、 隣接した S i 一〇Hのようなサイ トが水分子を容易に放出可能に結合しているような状態をも 含めるものとする。 In the present invention, the term “adsorbed water” refers to only those in which water molecules are adsorbed by the electric affinity to the acid points indicating the solid acidity in the porous structure. In which water molecules are structurally held in a porous structure, or where adjacent sites such as Si SH are easily bonded to release water molecules. Shall be included.
本願発明に係る製造方法にて得られた、 アルミニウム成分とケィ素成分とを含 んでなる新規化合物を、 NH3— TP D装置による熱伝導検出器による測定に付 したところ、 1 0 0°C以上 8 0 0 °C以下において総脱離物質量に対する、 5 0 0 °C 以上 8 0 0 °C以下における高温域脱離物質量が 3 0 %以上であることを実験事実 として確認した。 When a novel compound containing an aluminum component and a silicon component obtained by the production method according to the present invention was subjected to measurement with a heat conduction detector using an NH 3 —TPD device, it was found that the temperature was 100 ° C. It was confirmed as an experimental fact that the amount of desorbed substances in the high-temperature region in the range of 500 ° C or more and 800 ° C or less was 30% or more of the total desorbed substances in the range of 800 ° C or less.
即ち、 本願発明に係る製造方法にて得られたミクロ多孔体を、 NH3— T PD 装置による熱伝導検出器による測定に付したところ、 総脱離物質量に対し、 高温 域脱離物質量が 3 0 %以上であることを実験事実として確認した。 That is, when the microporous body obtained by the production method according to the present invention was subjected to measurement with a heat conduction detector using an NH 3 —TPD device, the amount of the desorbed material in the high-temperature region relative to the total amount of the desorbed material was determined. Was found to be 30% or more as an experimental fact.
ここで、 NH3— T PD装置は、 前処理とキャリア一ガスの排気をするための真 空ポンプと、 熱伝導度検出器と、 質量分析計とを備えた装置であり、 NH3— T PDプログラムに従って脱離するアンモニア量を定量するものである。 尚、 NH 3— T PD測定法には、 主に熱伝導度検出器によりアンモニア量を定量するもの と、質量分析計によりによりアンモニア量を定量するもの定量するものがある(以 下、 NH3— T PD装置の熱伝導度検出器により求める場合を T CD法、 NH3— T P D装置の質量分析装置により求める場合を MAS S法と区別する)。 Here, NH 3 - T PD device is a device which includes a vacuum pump for evacuation of the pretreatment and the carrier first gas, and the thermal conductivity detector, a mass spectrometer, NH 3 - T It quantifies the amount of ammonia desorbed according to the PD program. The NH 3 -TPD measurement method mainly includes a method for quantifying the amount of ammonia using a thermal conductivity detector and a method for quantifying the amount of ammonia using a mass spectrometer (hereinafter referred to as NH 3 — TCD method when determined by the thermal conductivity detector of the TPD device, NH 3 — MAS method when determined by the TPD mass spectrometer).
つまり、 まず、 ミクロ多孔体試料をヘリウム雰囲気下で常温から 5 0 0 °Cまで 昇温させた後、 その温度に所定時間(通常 3 0分間)維持することにより、 ミクロ 多孔体の多孔質構造に内包される水分を除去する(ヘリウム処理工程)。 次に、 こ のヘリゥム処理されたミクロ多孔体を、 1 0 o°cに降温した後その温度で所定時 間(通常 1時間)アンモニア雰囲気下に晒して、 前記ミクロ多孔体の酸点にアンモ ニァを定着させる(定着工程)。 さらに、 アンモニアを定着させたミクロ多孔体を、 昇温させる(脱離工程)と、 一旦定着したアンモニアが次第に脱離する。このとき、 前記酸点の強さによって、 アンモニアの脱離する温度域が異なるため、 昇温速度 が同じ条件下で、 アンモニアの脱離が観測される温度域が高ければ、 その酸点は、 より固体酸性度の高いものであることがわかるものとされている。これによると、 前記ヘリゥム処理工程により、 通常ミクロ多孔体等の酸点等の吸着部に吸着した
水分は一旦すベて脱離し、 前記定着工程により前記酸点にアンモニアが吸着し、 そのアンモニアが脱離工程によって観測され、 脱離したガスをアンモニア換算量 で求めれば、 そのミクロ多孔体等の固体酸性を示すデータが得られるものとされ ている。 In other words, first, the microporous sample is heated from room temperature to 500 ° C in a helium atmosphere, and then maintained at that temperature for a predetermined time (usually 30 minutes) to obtain a porous structure of the microporous material. To remove the moisture contained in the helium (helium treatment step). Next, the hemi-processed microporous body is cooled to 10 ° C. and then exposed to an ammonia atmosphere at that temperature for a predetermined time (usually one hour), so that the acid point of the microporous body is reduced to an ammonia point. The near is fixed (fixing step). Further, when the temperature of the microporous body on which ammonia is fixed is raised (desorption step), the ammonia once fixed is gradually desorbed. At this time, since the temperature range in which ammonia is desorbed varies depending on the strength of the acid point, if the temperature range in which ammonia desorption is observed is high under the same heating rate, the acid point becomes It is known that the solid acidity is higher. According to this, by the above-mentioned heliming treatment step, it was usually adsorbed to the adsorbing portion such as an acid point of a microporous body or the like. Moisture is once desorbed, ammonia is adsorbed to the acid sites in the fixing step, and the ammonia is observed in the desorption step. If the desorbed gas is obtained in terms of ammonia, the microporous material, etc. It is reported that data indicating solid acidity can be obtained.
一方、 水熱合成法で得られたミクロ多孔体を、 同様に N H 3— T P D測定に付 したところ、 強い固体酸性を示す結果は得られなかった。 On the other hand, when the microporous material obtained by the hydrothermal synthesis method was similarly subjected to NH 3 -TPD measurement, no result showing strong solid acidity was obtained.
総脱離物質量に対し高温域脱離物質量の割合が 3 0 %以上である事実は、 一般 の水熱合成法により得られたミクロ多孔体の場合よりも、 高温域脱離物質量が著 しく多量であることを示し、 本願発明に係るミクロ多孔体が強い固体酸性を示す ことを証明する。 The fact that the ratio of the high-temperature region desorbed substance to the total desorbed substance amount is 30% or more is that the high-temperature range desorbed substance amount is higher than that of a microporous material obtained by a general hydrothermal synthesis method. It shows that the amount is remarkably large, and proves that the microporous body according to the present invention exhibits strong solid acidity.
さらに、 本発明者らは、 本発明による H 2 0もしくは N H 3を吸着保持する吸着 部を有するとともに、 前記吸着部が H 2 0を 5 0 0 °C以下で安定に保持可能であ り、 保持された H 2 0は、 5 0 0 °Cを超える高温状態で脱離可能であるアルミ二 ゥム成分とケィ素成分とを含んでなるミクロ多孔体には、 この脱離物質中にアン モニァ以外の物質として、 水が含まれることをさらに見いだし、 先のヘリウム処 理工程によっても脱離しない水分が存在することによつても、 本発明のミクロ多 孔体は、 固体酸性の高い新規な物質であることを証明することが出来た。 Further, the present inventors have an adsorbing portion for adsorbing and holding H 20 or NH 3 according to the present invention, and the adsorbing portion can stably hold H 20 at 500 ° C. or less, The retained H 20 is a microporous material containing an aluminum component and a silicon component that can be desorbed at a high temperature exceeding 500 ° C. It has been further found that water is contained as a substance other than monium, and the presence of water that is not desorbed even in the preceding helium treatment step makes the microporous material of the present invention a new solid acidic substance. Was proved to be an important substance.
本願発明に係る製造方法を使用した場合、 非常に強い固体酸性を示すミクロ多 孔体が得られるのは、 以下のような理由によるものと考えられる。 即ち、 通常、 ミクロ多孔体の触媒活性を示す酸点は結晶骨格中の A 1部分であり、 酸点はミク 口多孔体中における A 1原子の分布及び周辺状況の影響を強く受けている。 例え ば、 A 1原子と S i原子が均一に分散したものでは S iと A 1の電気陰性度の差 が生じるため、 係る場所にブレンステッ ド酸点やルイス酸点が生成し、 強い酸性 を発現するものとなるが、 A 1原子が互いに近傍の位置に存在した箇所では酸性 を発現しないと考えられる。 It is considered that the use of the production method according to the present invention provides microporous materials exhibiting extremely strong solid acidity for the following reasons. In other words, usually, the acid point showing the catalytic activity of the microporous material is the A1 portion in the crystal skeleton, and the acid point is strongly affected by the distribution of A1 atoms in the microporous material and the surrounding conditions. For example, when the A 1 atom and the Si atom are uniformly dispersed, a difference in electronegativity between Si and A 1 occurs, so that a Brenstead acid point or a Lewis acid point is generated at such a place, and a strong acidity is generated. However, it is considered that acidity does not appear at the places where the A1 atoms are located close to each other.
さて、 公知技術である水熱合成法によって得られるミクロ多孔体では、 水分量 の多い水系原料スラリ一を加熱結晶化させる工程を有するため、 加熱結晶化の途 中で液相であるスラリ一中で A 1種の拡散 ·移動が自由に生じ、 結晶化の初期段 階では S i · 0原子に比べて少量異種原子である A 1原子が阻害され、 S i . 〇
原子のみでミクロ多孔体の骨格構造を形成して結晶化しようとする傾向が強いと 考えられる。 そのため、 結晶化後に得られたミクロ多孔体中の A 1原子の分布に 偏りが生じ易くなる傾向があると考えられ、 例えば、 結晶の内部は S i原子の割 合が高く、 結晶表面に近づくほど A 1原子の分布が多くなり、 上記で述べた酸性 発現に関与しない A 1原子が互いに近傍の位置に存在した部分が生じ易くなる場 合があり、 そのため、 固体酸性度即ち触媒の活性度が低いものになると考えられ る。 By the way, the microporous material obtained by the known hydrothermal synthesis method has a step of heating and crystallizing an aqueous raw material slurry having a large amount of water. In the initial stage of crystallization, a small amount of heteroatom A 1 atom is inhibited compared to S i · 0 atom, and S i. 〇 It is considered that there is a strong tendency to form a microporous skeleton structure using only atoms and to crystallize. Therefore, it is considered that the distribution of A 1 atoms in the microporous body obtained after crystallization tends to be biased.For example, the inside of the crystal has a high percentage of Si atoms and approaches the crystal surface. As the distribution of A1 atoms increases, there may be a case where A1 atoms that are not involved in the acidic expression described above are present at positions close to each other, and therefore, the solid acidity, that is, the activity of the catalyst, Is likely to be low.
これに対し、 本願発明に係る製造方法で製造されたミクロ多孔体は、 以下の理 由によって強い固体酸性及び多い酸量を示すものと考えられる。 On the other hand, the microporous body manufactured by the manufacturing method according to the present invention is considered to exhibit strong solid acidity and a large amount of acid for the following reasons.
即ち、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無機 材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出 した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離 された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで得られる中間体は、 固液分離さ れた固体成分を粉末形態のまま固相で加熱させるから、 A 1が均一に分散 ·保持 された中間体であると考えられる。 即ち、 加熱工程において、 A 1種の拡散 ·移 動が制限されているから、 A 1原子の存在位置は均一に分散した状態のままであ り、 A 1原子と S i原子が均一に分散した骨格構造を有する中間体を生成し易い と考えられる。 換言すれば、 固体酸性を発現させやすい骨格構造を有する中間体 を形成できるのである。 That is, a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing a crystallization modifier, an aluminum component, and a silicon component is performed, and after the mixing step, the fine particles precipitated in the mixed liquid are removed from the inorganic material. An intermediate obtained by performing a solid-liquid separation step of separating from the material mixture and performing a heating step of heating the solid-liquid separated solid component is a solid phase in which the solid-liquid separated solid component remains in powder form Therefore, it is considered that A1 is an intermediate which is uniformly dispersed and held. That is, in the heating step, the diffusion and movement of A1 species is restricted, so that the position of the A1 atom remains uniformly dispersed, and the A1 atom and the Si atom are uniformly dispersed. It is considered that an intermediate having a modified skeleton structure is easily produced. In other words, it is possible to form an intermediate having a skeletal structure that easily develops solid acidity.
そして、 そのような構造の中間体に対して、 第 1図に示すように、 イオン交換 工程と、 アンモニア及び水を脱離させる脱離工程とを行うから、 A 1原子と S i 原子が均一に分散した骨格自体を維持させたまま、 さらに固体酸性度を強めるこ とが可能になるのである。 尚、 第 1図では骨格構造において A 1原子と S i原子 が交互に配列されているが、 これは A 1原子と S i原子が均一に分散した骨格自 体を模式的に表現したものである。 Then, as shown in FIG. 1, the intermediate having such a structure is subjected to an ion exchange step and a desorption step of desorbing ammonia and water, so that A 1 atoms and S i atoms are uniform. It is possible to further increase the solid acidity while maintaining the dispersed skeleton itself. In FIG. 1, A 1 atoms and Si atoms are alternately arranged in the skeletal structure. This is a schematic representation of the skeleton itself in which A 1 atoms and Si atoms are uniformly dispersed. is there.
従って、 本願発明に係る製造方法で製造されたミクロ多孔体は、 強い固体酸性を 示すものと考えられるのである。 Therefore, the microporous body manufactured by the manufacturing method according to the present invention is considered to exhibit strong solid acidity.
また、 本発明者らは、 アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミン類又 はジアミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含
んでなる無機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混 合液中に析出した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行 つた後、 固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理 する銅添加処理工程と、 を行うことを含む製造方法で得られたミクロ多孔体が、 窒素酸化物の還元反応に利用する触媒として利用した場合、 熱的安定性が高く、 かつ、 反応温度条件を比較的低温にしても触媒活性が高い特性を有するという新 知見を得ると共にその知見に基づいて本発明を完成させた。 Further, the present inventors include at least one crystallization regulator selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines or diamines, and a silicon component. After the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid is performed. A heating step of heating the separated solid component, a copper addition step of adding copper, and a microporous body obtained by a production method including the steps of: The present invention has obtained a new finding that, when used as a catalyst for thermal treatment, it has high thermal stability and high catalytic activity even at relatively low reaction temperature conditions, and has completed the present invention based on that finding. .
また、 ケィ素成分を含んでなる混合液に 3価元素成分を共存させると、 前記 3 価元素成分を共存させた無機材料混合液には、 3価元素成分を含んだ複合体の微 粒子を形成しやすい。 前記無機材料混合液に析出した微粒子を、 前記無機材料混 合液から分離する固液分離工程を行った後、 固液分離された固体成分に対し、 加 熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行うことを含む製 造方法であっても、 窒素酸化物の還元反応に利用する触媒として利用した場合、 熱的安定性が高く、 かつ、 反応温度条件を比較的低温にしても触媒活性が高い特 性を有するミクロ多孔体を得ることができる。 When a trivalent element component is allowed to coexist in the mixed solution containing the silicon component, the inorganic material mixed solution in which the trivalent element component is coexisted contains fine particles of the composite containing the trivalent element component. Easy to form. After performing a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixture from the inorganic material mixture, a heating step of heating the solid-liquid separated solid component, and adding copper Compared to the copper addition treatment process and the production method that includes the process, when used as a catalyst for the reduction reaction of nitrogen oxides, the thermal stability is high and the reaction temperature conditions are compared. Even when the temperature is very low, a microporous body having high catalytic activity can be obtained.
ここで、 前記 3価元素成分としては、 アルミニウム、 硼素、 鉄( 3価)、 チタン 等を使用することができる。 Here, as the trivalent element component, aluminum, boron, iron (trivalent), titanium or the like can be used.
アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミン類又はジァミン類から選ば れる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合 液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した複合 体の微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行うことで、 複 合体の微粒子を固体成分として単離できる。 固液分離された固体成分を加熱する 加熱工程を行うことで、 単離された複合体の固体成分が加熱処理によって相変化 し、 多孔質物質である中間体を得ることができる。 この得られた中間体に、 銅を 添加処理する銅添加処理工程を行うことで、 本願発明ミクロ多孔体を得ることが できる。 また、 前記混合工程において、 アルミニウム、 硼素、 鉄( 3価)、 チタン 等の 3価元素成分を添加することも可能である。 Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing at least one crystallization modifier selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines or diamines, and a silicon component; Thereafter, by performing a solid-liquid separation step of separating the composite fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid, the composite fine particles can be isolated as a solid component. By performing a heating step of heating the solid component that has been subjected to solid-liquid separation, the solid component of the isolated complex undergoes a phase change due to the heat treatment, so that an intermediate that is a porous substance can be obtained. By subjecting the obtained intermediate to a copper addition step of adding copper, the microporous body of the present invention can be obtained. Further, in the mixing step, a trivalent element component such as aluminum, boron, iron (trivalent), and titanium can be added.
ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無機材料混合液を形成する混合 工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無機材
料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱する 加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体に銅を添加処理する銅添加処理ェ 程を行うことを含む製造方法であっても、 本願発明に係るミクロ多孔体を得るこ とが可能である。 Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a silicon component and a trivalent element component, and after the mixing step, dispersing the fine particles precipitated in the mixed solution into the inorganic material A solid-liquid separation step of separating the mixture from the raw material mixture, and a heating step of heating the solid-liquid separated solid component to obtain an intermediate, and a copper addition step of adding copper to the intermediate Even with the production method including the above, it is possible to obtain the microporous body according to the present invention.
前記混合工程において 3価元素成分が混合されている場合にあっては、 前記銅 添加処理工程において、 前記中間体を銅イオンでイオン交換処理する銅イオン交 換処理工程を行っても良い。 In the case where the trivalent element component is mixed in the mixing step, a copper ion exchange treatment step of ion-exchanging the intermediate with copper ions may be performed in the copper addition treatment step.
前記加熱工程は、 固液分離された固体成分を粉末形態のまま固相で加熱させる から、 3価元素成分の拡散 ·移動が制限され、 前記 3価元素成分が均一に分散 · 保持された骨格構造を有する中間体を生成し易いと考えられる。 そして、 そのよ うな構造の中間体に対して、 銅イオンでイオン交換処理するイオン交換処理工程 を行うから、 触媒能発現に関与する銅を骨格中に均一に分散させることができる と考えられる。 In the heating step, since the solid component subjected to solid-liquid separation is heated in a solid phase in a powder form, diffusion and movement of the trivalent element component are restricted, and a skeleton in which the trivalent element component is uniformly dispersed and held. It is considered that an intermediate having a structure is easily produced. Then, the intermediate having such a structure is subjected to an ion-exchange treatment step of performing an ion-exchange treatment with copper ions, so that it is considered that copper involved in the expression of catalytic activity can be uniformly dispersed in the skeleton.
一方、 公知技術である水熱合成法によって得られるミクロ多孔体では、 水分量 の多い水系原料スラリーを加熱結晶化させる工程を有するため、 加熱結晶化の途 中で液相であるスラリ一中でアルミニウム成分( 3価元素成分)の拡散 ·移動が自 由に生じ、 結晶化の初期段階では S i · 0原子に比べて少量異種原子であるアル ミニゥム成分( 3価元素成分)が阻害され、 S i · 0原子のみでミクロ多孔体の骨 格構造を形成して結晶化しようとする傾向が強いと考えられる。 そのため、 結晶 化後に得られたミクロ多孔体中のアルミニゥム成分( 3価元素成分)の分布に偏り が生じ易くなる傾向があると考えられ、 例えば、 結晶の内部は S i原子の割合が 高く、結晶表面に近づくほどアルミニゥム成分( 3価元素成分)の分布が多くなり、 触媒能発現に関与する銅が比較的不均一に分散することになると考えられる。 即ち、 本願発明に係るミクロ多孔体では、 触媒能発現に関与する銅が、 ミクロ 多孔体の骨格中に均一に分散されていることが、 反応温度条件が比較的低温であ つても高い触媒活性を有することに貢献していると考えられる。 On the other hand, a microporous material obtained by a known hydrothermal synthesis method has a step of heating and crystallizing an aqueous raw material slurry having a large amount of water. Diffusion and migration of the aluminum component (trivalent element component) occur freely, and in the initial stage of crystallization, the aluminum component (trivalent element component), which is a heterogeneous atom in a smaller amount than the Si0 atom, is inhibited. It is considered that there is a strong tendency to form a microporous skeletal structure using only Si · 0 atoms and try to crystallize. Therefore, it is considered that the distribution of the aluminum component (trivalent element component) in the microporous body obtained after crystallization tends to be biased. For example, the ratio of Si atoms is high inside the crystal, It is considered that the distribution of the aluminum component (trivalent element component) increases as the crystal surface is approached, and that the copper involved in the development of the catalytic activity is relatively unevenly dispersed. That is, in the microporous body according to the present invention, copper involved in the expression of catalytic activity is uniformly dispersed in the skeleton of the microporous body, which means that high catalytic activity is obtained even at relatively low reaction temperature conditions. It is thought that it has contributed to having.
また、 前記銅イオン交換処理工程を行う前に、 前記中間体をアンモニゥムィォ ンでイオン交換する前処理工程を行うことを含むものであっても良い。 つまり、 前記新規化合物として機能し、 かつ、 脱硝触媒性能が高く発揮するものと考えら
れる。 Further, the method may include performing a pretreatment step of ion-exchanging the intermediate with ammonia before performing the copper ion exchange treatment step. In other words, it is considered that the compound functions as the novel compound and exhibits high denitration catalyst performance. It is.
このようにして得られたミクロ多孔体は、 実験によると、 結晶化調整剤と、 3 価元素成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程の 後、 固体成分を分離する固液分離工程を行い、 加熱工程を行うことで得られた中 間体を、 アンモニゥムイオンでイオン交換をする前処理工程を行った後、 銅ィォ ンでイオン交換処理をすることで得られたミクロ多孔体は、 前記前処理工程を行 わないで得たミクロ多孔体と比較して触媒活性が高いことが、 確認されている。 前記ケィ素成分が、 カネマイ ト、 T E 0 S (テトラェチルオルトシリケート)、 コロイダルシリカ、 若しくは、 ヒュームドシリカであっても良い。 According to experiments, the microporous body obtained in this manner was subjected to a solid component after a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a crystallization modifier, a trivalent element component, and a silicon component. A solid-liquid separation step is performed to separate the intermediate, and a pretreatment step is performed in which the intermediate obtained by performing the heating step is ion-exchanged with ammonium ions, and then ion-exchanged with copper ion It has been confirmed that the microporous body thus obtained has a higher catalytic activity than the microporous body obtained without performing the pretreatment step. The silicon component may be kanemite, TEOS (tetraethylorthosilicate), colloidal silica, or fumed silica.
即ち、前述の本願発明に係る製造方法を使用してミクロ多孔体を製造する限り、 ケィ素成分として、 層状珪酸塩であるカネマイ ト、 S iアルコキシドである T E 〇 S、 コロイ ド状シリカであるコロイダルシリカ、 若しくは、 粉末状シリカであ るヒュームドシリカを用いることができ、 これらをケィ素成分源として製造した ミクロ多孔体を NH 3 - T P D測定に付したところ、 ケィ素成分源の種別を問わ ず、 強い固体酸性を有する性質を示す結果および、 これらをケィ素成分源として 本願発明製造方法で製造したミクロ多孔体は、 窒素酸化物の還元反応に利用する 触媒として利用した場合、 熱的安定性が高く、 かつ、 反応温度条件を比較的低温 にしても触媒活性が高い特性を有する結果を実験的に得た。 That is, as long as the microporous body is manufactured using the manufacturing method according to the present invention, the silicon components are kanemite, which is a layered silicate, TE〇S, which is a Si alkoxide, and colloidal silica. Colloidal silica or fumed silica, which is a powdered silica, can be used. When a microporous body produced using these as a silicon component source is subjected to NH 3 -TPD measurement, the type of the silicon component source is determined. Regardless, the results show properties of strong solid acidity, and the microporous body produced by the production method of the present invention using these as a silicon component source is thermally degraded when used as a catalyst for the reduction reaction of nitrogen oxides. Experimental results have shown that the catalyst has high stability and high catalytic activity even at relatively low reaction temperature conditions.
また、 前記結晶化調整剤が、 テトラ n—プチルアンモニゥムイオン((n— C4 Hg)4 N + )、 テトラ n—プロピルアンモニゥムイオン((n— C 3H7)4N + )、 テ トラェチルアンモニゥムイオン((C 2H5)4N + )、 テ トラメチルアンモニゥムィ オン((CH3)4N + )、 n—プロビルト リメチルアンモニゥムイオン((n— C 3 H 7)(C H3)3N + )、 ベンジルト リメチルアンモニゥムイオン((C 7H7)(CH3)3 N + )、 テトラ n—ブチルホスホニゥムイオン((n— C4Hg)4 P + )、 ベンジル ト リフエニルホスホニゥムイオン((C7H7 )(C6H5)3 P + )、 1, 4一ジメチルー 1 , 4ージァゾビシクロ( 2, 2 , 2 )オクタン、 ピロリジン、 n—プロピルアミ ン(n— C3H7NH2 )、 メチルキヌク リジン、 エチレンジァミ ン、 ピぺリジン、 から選ばれる少なく とも一種のカチオン性の結晶化調整剤であっても同様の効果 が期待される。
また、 反応管にミクロ多孔体を充填し、 所定温度において、 窒素酸化物を還元 剤と共に前記反応管に流通させ、 前記反応管の入口窒素酸化物濃度と出口窒素酸 化物濃度とを測定し、 前記入口窒素酸化物濃度と前記出口窒素酸化物濃度との差 の前記入口窒素酸化物濃度に対する百分率を脱硝率として計算し、 前記脱硝率に 基づいて前記ミクロ多孔体の触媒活性を評価する脱硝評価試験において、 本願発 明に係る製造方法にて得られたミクロ多孔体は、 温度 450 °C条件下で、 50% 以上の脱硝率を示すことを実験事実として確認した。 Further, the crystallization modifier, tetra n- Petit Ruan monitor ©-ion ((n- C 4 H g) 4 N +), tetra-n- propyl ammonium Niu-ion ((n- C 3 H 7) 4 N +) , Tetraethylammonium ion ((C 2 H 5 ) 4 N + ), tetramethylammonium ion ((CH 3 ) 4 N +), n-provided trimethylammonium ion ((n—C 3 H 7 ) (CH 3 ) 3 N +), benzyltrimethylammonium ion ((C 7 H 7 ) (CH 3 ) 3 N +), tetra n-butylphosphonium ion ((n—C 4 Hg) 4 P +), benzyl triphenylphosphonium ion ((C 7 H 7 ) (C 6 H 5 ) 3 P + ), 1,4-dimethyl-1,4, diazabicyclo (2,2,2) octane, pyrrolidine, n - Puropiruami emissions (n- C 3 H 7 NH 2 ), Mechirukinuku lysine, Echirenjiami down, one mosquito least selected piperidine from Even on of crystallization modifier is expected a similar effect. Further, the reaction tube is filled with a microporous body, and at a predetermined temperature, nitrogen oxides are passed through the reaction tube together with a reducing agent, and the nitrogen oxide concentration at the inlet and the nitrogen oxide concentration at the outlet of the reaction tube are measured. Calculate the percentage of the difference between the inlet nitrogen oxide concentration and the outlet nitrogen oxide concentration with respect to the inlet nitrogen oxide concentration as a denitration rate, and evaluate the catalytic activity of the microporous body based on the denitration rate. In the test, it was confirmed as an experimental fact that the microporous body obtained by the production method according to the present invention exhibited a denitration rate of 50% or more under a temperature of 450 ° C.
前記脱硝評価試験は、 所定温度に設定した反応管に測定対象触媒を一定量充填 し、 これに対し、 所定濃度の一酸化窒素(NO)を所定濃度の還元剤と共に、 所定 の空間速度で流通させ、 所定時間経過後、 前記反応管の入口 NO濃度と出口 N〇 濃度を窒素酸化物分析計により測定し、 入口 NO濃度と出口 NO濃度との差を入 口 N 0濃度で割った値に 1 00を乗じた値を脱硝率として計算し、 前記脱硝率に 基づいて、 前記測定対象触媒の触媒能を評価する試験である。 図面の簡単な説明 In the denitration evaluation test, a reaction tube set at a predetermined temperature is filled with a predetermined amount of a catalyst to be measured, and a predetermined concentration of nitric oxide (NO) is flown together with a predetermined concentration of a reducing agent at a predetermined space velocity. After a lapse of a predetermined time, the inlet NO concentration and outlet NO concentration of the reaction tube were measured by a nitrogen oxide analyzer, and the difference between the inlet NO concentration and outlet NO concentration was divided by the inlet NO concentration. This is a test in which a value multiplied by 100 is calculated as a denitration rate, and the catalytic ability of the catalyst to be measured is evaluated based on the denitration rate. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
第 1図は、 本願発明に係るミクロ多孔体製造方法の一部の工程を説明する図で ある。 FIG. 1 is a view illustrating some steps of a method for producing a microporous body according to the present invention.
第 2図は、 本願発明に係るミクロ多孔体の X線回折図である。 FIG. 2 is an X-ray diffraction diagram of the microporous body according to the present invention.
第 3図は、 本願発明に係るミクロ多孔体と中間体との NH 3— TPD装置によ る T C D法における測定結果を示す図である。 FIG. 3 is a view showing the measurement results of the microporous body and the intermediate according to the present invention in the TCD method using an NH 3 —TPD apparatus.
第 4図は、 ZMS— 5型ゼォライ トの NH3— TPD装置による MAS S法に おける測定結果を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the measurement results of the ZMS-5 type zeolite measured by the MAS S method using an NH 3 —TPD apparatus.
第 5図は、 ケィ素成分がカネマイ トの場合の NH 3— T P D装置による T CD 法における測定結果を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a measurement result by the TCD method using an NH 3 —TPD device when the silicon component is kanemite.
第 6図は、 ケィ素成分がカネマイ トで、 H20/S i 02が 0. 5の場合の NH 3— TPD装置による MAS S法における NH 3脱離量の測定結果を示す図であ る。 Figure 6 is a Kei-containing component Kanemai bets, H 2 0 / S i 0 2 is NH in the case of 0.5 3 - a diagram showing the measurement results of the NH 3 desorption amount of TPD MAS S method by device is there.
第 7図は、 ケィ素成分がカネマイ トで、 H20/S i 02が◦ . 5の場合の NH 3— T P D装置による M A S S法における N H 3及び H 20の脱離量の測定結果を
示す図である。 Figure 7 is a Kei-containing component Kanemai bets, H 2 0 / S i 0 2 is ◦ in the case of 5 NH 3 -. TPD device measurements of the amount of released NH 3 and H 2 0 in the MASS method by To FIG.
第 8図は、 ケィ素成分がカネマイ トで、 H20/S i 02が 1. 0の場合の NH 3— T P D装置による MA S S法における N H 3脱離量の測定結果を示す図であ る。 Figure 8 is a Kei-containing component Kanemai bets, H 2 0 / S i 0 2 is 1. NH 3 in the case of 0 - a diagram showing the NH 3 measurement results of the desorption amount of TPD MA SS method by device is there.
第 9図は、 ケィ素成分がカネマイ トで、 H2〇/S i 02が 1. 0の場合の NH 3— TPD装置による MAS S法における NH 3及び H20の脱離量の測定結果を 示す図である。 Figure 9 shows the measurement of the desorption amount of NH 3 and H 20 in the MAS S method using NH 3 —TPD when the silicon component is kanemite and H 2 〇 / Si 0 2 is 1.0. It is a figure showing a result.
第 1 0図は、 ケィ素成分がカネマイ トの場合における中間体の X線回折図であ る。 FIG. 10 is an X-ray diffraction diagram of the intermediate when the silicon component is kanemite.
第 1 1図は、 ケィ素成分が TEOSの場合の NH3— TPD測定法における結 果を示す図である。 FIG. 11 shows the results of the NH 3 —TPD measurement method when the silicon component is TEOS.
第 1 2図は、 ケィ素成分が TEO Sで、 H20/S i〇2が 1. 0の場合の NH 3— TPD装置による MAS S法における NH3脱離量の測定結果を示す図であ る。 Fig. 12 shows the measurement results of NH 3 desorption amount in MAS S method using NH 3 — TPD device when the silicon component is TEOS and H 2 0 / Si 2 is 1.0. It is.
第 1 3図は、 ケィ素成分が TE 0 Sで、 H20/S i 02が 1. 0の場合の NH 3— TPD装置による MAS S法における NH3及び H 20の脱離量の測定結果を 示す図である。 The first 3 figures in Kei-containing component TE 0 S, H 2 0 / S i 0 2 is 1. NH 3 in the case of 0 - desorption amount of TPD apparatus NH 3 and H 2 0 in the MAS S method by It is a figure showing the measurement result of.
第 14図は、ケィ素成分が TE〇 Sの場合における中間体の X線回折図である。 第 1 5図は、 ケィ素成分がコロイダルシリカの場合の NH3— TP D装置によ る T C D法における結果を示す図である。 FIG. 14 is an X-ray diffraction diagram of the intermediate when the silicon component is TE〇S. FIG. 15 is a diagram showing the results of the TCD method using an NH 3 —TPD apparatus when the silicon component is colloidal silica.
第 1 6図は、 ケィ素成分がコロイダルシリカの場合における中間体の X線回折 図である。 FIG. 16 is an X-ray diffraction diagram of the intermediate when the silicon component is colloidal silica.
第 1 7図は、 ケィ素成分がヒューム ドシリカの場合の NH3— TP D測定法に おける結果を示す図である。 FIG. 17 shows the results of the NH 3 —TPD measurement method when the silicon component is fumed silica.
第 18図は、 ケィ素成分がヒューム ドシリカの場合における中間体の X線回折 図である。 FIG. 18 is an X-ray diffraction diagram of the intermediate when the silicon component is fumed silica.
第 1 9図は、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H2 O/S i〇2が 4. 0の場 合における NH 3— T P D測定法における結果を示す図である。 FIG. 19 is a diagram showing the results of the NH 3 —TPD measurement method when H 2 O / Si 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step is 4.0.
第 20図は、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H 2 O/S i 02が 7. 0の場
合における NH3— T P D測定法における結果を示す図である。 FIG. 20, the solid-liquid separation H 2 O / S i 0 2 white powder sample after step field 7.0 FIG. 10 is a view showing a result of an NH 3 —TPD measurement method in the above-mentioned case.
第 2 1図は、 アンモニア還元反応における本願発明に係るミクロ多孔体の脱硝 試験結果を示す図である。 FIG. 21 is a view showing the results of a denitration test of a microporous body according to the present invention in an ammonia reduction reaction.
第 22図は、 プロパン還元反応における本願発明に係るミクロ多孔体の脱硝試 験結果を示す図である。 FIG. 22 is a view showing a denitration test result of the microporous body according to the present invention in a propane reduction reaction.
第 23図は、 ピリジン酸化反応における本願発明に係るミクロ多孔体の脱臭試 験結果を示す図である。 FIG. 23 is a view showing a deodorization test result of the microporous body according to the present invention in a pyridine oxidation reaction.
第 24図は、 本願発明に係るミクロ多孔体の脱硝試験結果を示す図である。 第 25図は、 ケィ素成分がカネマイ トの場合における本願発明に係るミクロ多 孔体の脱硝試験結果を示す図である。 FIG. 24 is a diagram showing a result of a denitration test of the microporous body according to the present invention. FIG. 25 is a diagram showing the results of a denitration test of the microporous body according to the present invention when the silicon component is kanemite.
第 26図は、 ケィ素成分が TE 0 Sの場合における本願発明に係るミクロ多孔 体の脱硝試験結果を示す図である。 FIG. 26 is a diagram showing the results of a denitration test of the microporous body according to the present invention when the silicon component is TEOS.
第 27図は、 ケィ素成分がコロイダルシリカの場合における本願発明に係るミ クロ多孔体の脱硝試験結果を示す図である。 FIG. 27 is a diagram showing a denitration test result of the microporous body according to the present invention when the silicon component is colloidal silica.
第 28図は、 ケィ素成分がヒュームドシリカの場合における本願発明に係るミ クロ多孔体の脱硝試験結果を示す図である。 FIG. 28 is a view showing a denitration test result of the microporous body according to the present invention when the silicon component is fumed silica.
第 29図は、本願発明に係るミクロ多孔体の X線回折パターンを示す図である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 29 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of the microporous body according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に本発明の実施の形態を示すが、 本発明はこれらによって限定されるもの ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
〔実施の形態 1〕 [Embodiment 1]
4リッ トルの脱イオン水に層状珪酸ナト リゥム塩(へキスト社 · S K S— 6 (商 標))を 1 000 g分散させ、 生成したカネマイ ト(Kanemi t e)を沈殿させ た後上澄み液を除去した。 これに再び脱イオン水を加えて 4リッ トルとし、 更に アルミン酸ナト リウム(和光純薬工業(株)製) 20. 6 g及び結晶化調整剤として 臭化テトラプロピルアンモニゥム(和光純薬工業(株)製) 250 gを加えて攪拌し た(混合工程)。 この溶液の pHは約 1 1. 8であった。 これを 45°Cに加温し 3 時間攪拌した。 その後室温まで放冷した後、 1 Omo 1/リ ッ トルの濃塩酸を加
えて pH 9. 5に低下させた。 こう してできたスラリーを脱イオン水で洗浄した 後、 粉末乾燥させて白色粉末を得た(固液分離工程)。 尚、 前記白色粉末における H2〇/S i O2¾0. 8であった。 この白色粉末をテフ口ン内筒張りのステンレ ス製密封容器に封入し、 1 50て · 48時間の加熱処理を行って生成物 Iを得た。 この生成物 Iを電気炉(いす (株)製)にて 500 °C · 24時間焼成し、 中間体と しての生成物 I Iを得た(加熱工程)。 次に生成物 I Iの 1. 1 34 gを純水 1 リ ッ トル中に分散させ、 常温で 1 0 hr攪拌し、 沈殿するまでそのまま放置した。 然る後に上澄み液を除去し、 N H4 NO 3水溶液中で攪拌しながら 3 h r煮沸させ た後(イオン交換工程)、 固液分離し、 生成物 I I Iを得た。 引き続いて、 生成物 I I Iを 500 °C · 24時間焼成処理して生成物 I Vを得た(脱離工程)。 この生 成物 I Vを粉末 X線回折装置(理学電機(株)製 R I NT 2500型)にて回折パタ ーンを測定したところ、 第 2図に示すように、 Z SM— 5型の MF I構造を有す るミクロ多孔体の回折パターンに類似するものであった。 1,000 liters of layered sodium silicate (Hoechst SKS-6 (trademark)) was dispersed in 4 liters of deionized water to precipitate the generated kanemite (Kanemite), and then the supernatant was removed. did. Add deionized water again to make up to 4 liters, add 20.6 g of sodium aluminate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and tetrapropylammonium bromide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a crystallization regulator. 250 g) (manufactured by Kogyo Co., Ltd.) and stirred (mixing step). The pH of this solution was about 11.8. This was heated to 45 ° C and stirred for 3 hours. After allowing to cool to room temperature, add 1 Omo1 / liter of concentrated hydrochloric acid. PH 9.5. The resulting slurry was washed with deionized water and then dried to obtain a white powder (solid-liquid separation step). Incidentally, H 2 H / S i O 2に お け る 0.8 in the white powder was 0.8. This white powder was sealed in a stainless steel hermetically sealed container with a tube inside a Tef mouth, and subjected to a heat treatment for 150 to 48 hours to obtain a product I. The product I was calcined in an electric furnace (produced by Isuzu Corporation) at 500 ° C for 24 hours to obtain a product II as an intermediate (heating step). Next, 1.134 g of the product II was dispersed in 1 liter of pure water, stirred at room temperature for 10 hr, and left as it was until precipitation. Thereafter, the supernatant was removed, and the mixture was boiled for 3 hr while stirring in an aqueous NH 4 NO 3 solution (ion exchange step), and then subjected to solid-liquid separation to obtain a product III. Subsequently, the product III was calcined at 500 ° C. for 24 hours to obtain a product IV (desorption step). The diffraction pattern of this product IV was measured using a powder X-ray diffractometer (RINT 2500, manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.). As shown in FIG. 2, the MF I of ZSM-5 was obtained. It was similar to the diffraction pattern of a microporous material having a structure.
前記生成物 I I及び I Vを、 NH3— TPD(t emp e r a t u r e P r o gr ame d D e s o r p t i o n )装置で測定した。 N H 3— T P D装置とは、 触媒酸性質の測定に用いられる装置であり、 酸点に塩基物質であるアンモニアを 吸着させ、 その後一定速度で触媒層を昇温し、 脱離するアンモニアを測定する。 NH 3 - T P D測定では、 その NH 3脱離量から固体酸点(触媒活性点でもあり得 る)の数を、脱離温度から酸強度(固体酸性度)に関する情報を得ることができる。 一旦、 固体酸点に吸着 ·拘束された NH 3分子が高温域において脱離してくる現 象は、 係る固体酸点の酸性度が強いことを示す。 尚、 これまでに主な種類の水熱 合成法で合成されたミクロ多孔体について NH 3 - T P Dの測定が行われている 力 各種類のミクロ多孔体(たとえば、 Z SM— 5型ゼオライ ト)の場合において も、 5 00 以上 80 0て以下における高温域脱離物質量の 1 00て以上 80 0 °C以下における総脱離物質量に対する割合は約 25 %以下であり、 吸着させた NH3のほとんどが 500 °C以下において脱離するものである(第 4図参照)。 測定の手順は、 まず、 試料管に試料を詰めて装置にセッ トする。 次に、 前処理 として 50 0 °Cで 1時間真空脱気して、 まず吸着点に付着している H 2〇を除去 するヘリゥム処理工程を行い、 温度を 1 00°Cまで冷却し、 アンモニアを 1 3.
3 k P a下で 1時間飽和吸着する定着工程を行う。 そして、 吸着されなかったァ ンモニァを真空脱気し、 H eキャリア一 1 3. 3 k P a下で昇温(昇温速度 1 0て /m i n)し(脱離工程)、 800 °Cで脱離ガスのピークが終わったことを確認し、 測定を終了する。 尚、 この TPDプログラムは、 触媒学会において標準化された ものである。 The products II and IV were measured using an NH 3 —TPD (temperature program desorption) device. NH 3 — TPD device is a device used to measure the properties of catalytic acids. It absorbs ammonia, which is a basic substance, at the acid sites, then raises the temperature of the catalyst layer at a constant rate and measures the desorbed ammonia . In NH 3 -TPD measurement, the number of solid acid sites (which may be catalytically active sites) can be obtained from the amount of NH 3 desorbed, and information on acid strength (solid acidity) can be obtained from the desorption temperature. The phenomenon in which NH 3 molecules once adsorbed and constrained to solid acid sites are desorbed in a high temperature region indicates that the solid acid sites have strong acidity. NH 3 -TPD has been measured for microporous materials synthesized by the main types of hydrothermal synthesis methods. Forces Various types of microporous materials (eg, ZSM-5 type zeolite) in each case, the ratio of total desorption amount of substance in 5 00 or 80 0 hand 80 0 ° C or less over a 00-hand high-temperature range desorbed substance amount in the following is not more than about 25%, NH 3 adsorbed Most of them are desorbed below 500 ° C (see Fig. 4). The measurement procedure is as follows: First, fill the sample tube with the sample and set it in the instrument. Next, as a pretreatment, vacuum degassing was performed at 500 ° C for 1 hour.First, a helm treatment step was performed to remove H 2 〇 adhering to the adsorption points, and the temperature was reduced to 100 ° C, and ammonia was removed. To 1 3. A fixing step of performing saturated adsorption at 3 kPa for 1 hour is performed. Then, the non-adsorbed ammonia is degassed under vacuum, and the temperature is raised under a He carrier (13.3 kPa) (heating rate 10 / min) (desorption step), and the temperature is reduced to 800 ° C. Confirm that the peak of the desorbed gas has ended, and end the measurement. This TPD program has been standardized by the Catalysis Society of Japan.
前記生成物 I I及び I Vを、 NH3— T PD装置を用いた T CD法により測定 した結果を第 3図に示す。 ここで、 高温域脱離物質量は、 熱伝導度検出器によつ て、 アンモニア換算量として求めている。 すると、 500 °C以上 800°C以下に おける高温域脱離物質量の 1 00°C以上 800 以下における総脱離物質量に対 する割合は 55. 3%であり、 500 °Cを超える高温域まで物質を吸着している 活性点の存在が確認された。 The results of measuring the products II and IV by the TCD method using an NH 3 -TPD device are shown in FIG. Here, the amount of desorbed substances in the high-temperature region is obtained as an ammonia equivalent amount by a thermal conductivity detector. As a result, the ratio of the amount of desorbed substances in the high-temperature region at 500 ° C or more and 800 ° C or less to the total amount of desorbed substances at 100 ° C or more and 800 or less is 55.3%. It was confirmed that there were active sites adsorbing substances up to the region.
一方、 前記生成物 I Iについては、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に対する 割合は、 28. 3 %であった。 On the other hand, for the above-mentioned product II, the ratio of the amount of high-temperature desorbed substances to the total desorbed substances was 28.3%.
また、 さらに前記生成物 I Vにおける 500 °C以上で脱離する物質を NH3— TPD装置を用いた MAS S法により求めたところ、 大部分が H2〇であること がわかり、 さらに、 この脱離水分量は 1 0~ 20%ときわめて多く、 従来の通常 のミクロ多孔体における脱離水分量は、 1 0 %未満の少量であることを考慮すれ ば、 NH3— TPD装置による 500 °Cでのヘリゥム処理工程においても吸着さ れていた水分が安定に保持されていたことを示し、 この水分を保持可能な点が強 い固体酸性を示す酸点として働く と考えられる。 つまり、 このようにして製造さ れた物質は、 今まで知られていない特性を有する新規化合物であり、 ミクロ多孔 体としての構造を備えていることが分かる。 Further, when the substance desorbed at 500 ° C. or higher in the product IV was determined by the MAS method using an NH 3 —TPD apparatus, it was found that most of the product IV was H 2 〇. syneresis amount is very large as 1 0-20%, eliminated water content is in the conventional normal microporous body, considering that a small amount of less than 1 0% NH 3 - TPD device according at 500 ° C This indicates that the adsorbed water was stably retained even in the helm treatment step, and it is considered that the point at which this water can be retained serves as an acid point indicating strong solid acidity. In other words, it can be seen that the substance produced in this manner is a novel compound having characteristics not known until now, and has a structure as a microporous body.
尚、 前記 T CD法による測定には、 九州キヤタリス ト リサーチ (有) 製 KCR 一 TPD— 1を、 前記 MA S S法による測定には、 日本ベル社製 T P D— 66を 測定装置として用いた。 For the measurement by the TCD method, KCR-1 TPD-1 manufactured by Kyushu Ceramics Research Co., Ltd. was used, and for the measurement by the MASS method, TPD-66 made by Nippon Bell Co., Ltd. was used.
従って、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無 機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析 出した微粒子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分 離された固体成分を加熱する加熱工程を行うことで得られる中間体は、 従来の水
熱合成法で合成されたミクロ多孔体と比較して、固体酸点の酸性度が強いものの、 本願発明に係るミクロ多孔体が、 非常に強い固体酸性を発現させるためには、 ァ ンモニゥムイオンでイオン交換するイオン交換工程の後、 アンモニア及び水を脱 離させる脱離工程を経過することが必須の要件であることが理解される。 Therefore, a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a crystallization modifier, an aluminum component, and a silicon component is performed, and after the mixing step, the fine particles precipitated in the mixed solution are removed. An intermediate obtained by performing a solid-liquid separation step of separating from the inorganic material mixed liquid, and performing a heating step of heating the solid component separated from the solid-liquid separation is a conventional water Although the acidity of the solid acid point is stronger than that of the microporous material synthesized by the thermal synthesis method, in order for the microporous material according to the present invention to exhibit extremely strong solid acidity, it is necessary to use an ion with ammonium ions. It is understood that an essential requirement is to pass a desorption step of desorbing ammonia and water after the ion exchange step of exchanging.
〔実施の形態 2〕 [Embodiment 2]
前記生成物 I Vを触媒として、 n— C4 H 。の異性化反応を試みて、 異性化反 応触媒用評価を行った。 ミクロ多孔体である前記生成物 I Vの 0. l gを反応管 に充填し、 H e気流下 400°Cで処理した後、 反応温度 20 CTCとし、 n— C4 H 。を 1 m 1用いてパルス反応させて、 その転化率を求めたところ、 1 6. 4% であった。 N—C 4 H using the product IV as a catalyst. An isomerization reaction was attempted, and evaluation for an isomerization reaction catalyst was performed. 0.1 lg of the product IV, which is a microporous material, was charged into a reaction tube and treated at 400 ° C. in a He gas flow, and then the reaction temperature was set to 20 CTC to obtain n—C 4 H. Was subjected to a pulse reaction using 1 ml, and its conversion was determined to be 16.4%.
一方、 上記異性化反応触媒用評価と同一の条件で、 触媒として W03— Z r 02 を用いて、 異性化反応を試みた。 その転化率を求めたところ、 6. 2%であった。 また、 上記異性化反応触媒用評価と同一の条件で、 触媒として S i 02— A 120 3を用いて、 異性化反応を試みた。 その転化率を求めたところ、 1 0. 3 %であ つた。 尚、 ブタンに限らず、 一般に、 C 5〜6程度のオクタン価の低い正パラフィ ンを異性化させるための触媒としては、 W〇3— Z r〇2、 S i 02— A 1203等 が一般的に使用されている。 また、 S i 02— A 1203の NH3— TPD装置で 測定した 5 00 °C以上 800°C以下における高温域脱離物質量の総脱離物質量に 対する割合は、 27. 8%であった。 On the other hand, in the above isomerization reaction catalyst for evaluation under the same conditions, the catalyst as W0 3 - with Z r 0 2, was attempted isomerization reaction. The conversion was determined to be 6.2%. Further, under the same conditions as for evaluation the isomerization catalyst, S i 0 2 as catalyst - with A 1 2 0 3, tried to isomerization reaction. The conversion was determined to be 10.3%. The present invention is not limited to butane, as is generally the catalyst for isomerizing a low C 5 ~ about 6 octane positive paraffin, W_〇 3 - Z R_〇 2, S i 0 2 - A 1 2 0 3 Etc. are commonly used. Further, S i 0 2 - A 1 2 0 3 of NH 3 - percentage against the total desorption amount of substance was measured by TPD device 5 00 ° hot zone desorbed substance amount in the C or 800 ° C or less, 27. 8%.
このように、 本発明物質は、 その強い酸性の活性点により、 炭化水素(n— C4 H ^ 0 )の低温( 2 00 °C)での異性化に高活性を示し、 既存の触媒と比較して、 低 い温度で高活性を示すことが確認された。 As described above, the substance of the present invention exhibits high activity for isomerization of hydrocarbons (n—C 4 H ^ 0) at low temperature (200 ° C.) due to its strong acidic active site, and shows high activity with existing catalysts. In comparison, it was confirmed that high activity was exhibited at a low temperature.
本願発明物質の産業上の利用可能性としては、炭化水素の異性化の低温度化(キシ レン(ポリエステルの主要な出発原料)の異性化反応、ェチルベンゼン(ポリスチレ ンの主要な出発原料)の合成、シクロへキセン(ナイロンの主要な出発原料)の合成 等)が考えられる。これらの分野は工業的に非常に重要かつ製品の生産量は甚大で あり、 係る反応系において、 反応温度の低温度化 · 活性向上等の改良に寄与する ため、 その利益は計り知れない。
〔実施の形態 3〕 The industrial applicability of the substance of the present invention is to lower the isomerization temperature of hydrocarbons (isomerization reaction of xylene (a main starting material of polyester), synthesis of ethylbenzene (a main starting material of polystyrene)). , Cyclohexene (a major starting material for nylon), etc.). These fields are industrially very important and the production volume of the products is enormous. In such a reaction system, it contributes to the improvement such as lowering the reaction temperature and improving the activity, so that the profits are immense. [Embodiment 3]
ケィ素成分としてカネマイ トを使用した場合、 固液分離工程後の白色粉末試料 における H20/S i〇2は約 0. 8である。 その固液分離工程後の白色粉末試料 に、 水分を含有させる若しくは乾燥させる等の手段で、 H20/S i 02が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0、 20の場合をそれそれ用意した。 それらの場 合における本願発明に係るミクロ多孔体の NH 3 - T P D装置による測定結果を 第 5図に示す。 尚、 製造方法は、 上記実施の形態 1における製造方法と、 固液分 離工程後の白色粉末試料の H2〇/S i 02を調整する以外、 同一である。 また、 水熱合成法で製造されたミクロ多孔体をコントロールとして、 そのコントロール についての NH3— TPD装置による測定結果も第 5図に示す。 尚、 上記コント ロールは、 S i/A 1 = 33となるようにケィ素成分、 アルミ成分及びテトラブ 口ピルアンモニゥム塩を水溶液に分散させた後、 その水溶液全体を 6日間 . 1 5 0°Cに加温した状態に置き、 然る後に水分を濾過により除去して固体分を得、 そ の固体分を 40〜 50 °Cにおいて 6時間乾燥させた後、 500 °Cで 4時間焼成さ せることによって得た。 尚、 水熱合成法で製造されたミクロ多孔体の S i/A 1 は 33であった。 When using the Kanemai bets as Kei Ingredient, it is H 2 0 / S I_〇 2 in white powder sample after solid-liquid separation step is about 0.8. After the solid-liquid separation step, the H 2 0 / S i 0 2 is adjusted to 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 7 by making the white powder sample contain water or drying. . We prepared 0, 20 cases. FIG. 5 shows the measurement results of the microporous material according to the present invention in these cases using an NH 3 -TPD apparatus. The manufacturing method, except for adjusting the manufacturing method in the first embodiment, and H 2 〇 / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation isolation step, the same. Fig. 5 also shows the results of measurement of the control using an NH 3 -TPD device using the microporous material produced by the hydrothermal synthesis method as a control. The above control involves dispersing the silicon component, the aluminum component and the tetrabutyl pyrammonium salt in the aqueous solution so that S i / A 1 = 33, and then bringing the entire aqueous solution to 150 ° C for 6 days. Place in a heated state, and then remove the water by filtration to obtain a solid.The solid is dried at 40 to 50 ° C for 6 hours, and then calcined at 500 ° C for 4 hours. Obtained by. The S i / A 1 of the microporous body produced by the hydrothermal synthesis method was 33.
そして、 本願発明に係るミクロ多孔体であって、 固液分離工程後の白色粉末試 料中の H 2 O/S i 02が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 7. 0、 20の場合の NH3 一 TPD装置による 500 °C以上 80 CTC以下における T CD法による高温域脱 離物質量の 1 00°C以上 800 °C以下における総脱離物質量に対する割合を表 1 に示す。 また、 同様にコン トロールの NH 3 _ T P D装置による高温域脱離物質 量の総脱離物質量に対する割合も表 1に示す。 コントロールは、 H20/S i 02 が 1 00の場合で示したが、 H 2 O/S i〇 2が 1 00とは、 112〇量が3 :102 量に比較して非常に多いことを意味する。
表 1 In the microporous body according to the present invention, H 2 O / S i 0 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step is 0.5, 1.0, 2.0, 7.0, Table 1 shows the ratio of the amount of desorbed substances in the high-temperature range by the TCD method at 500 ° C or more and 80 CTC or less to the total amount of desorbed substances at 100 ° C or more and 800 ° C or less using NH 3 TPD equipment for 20 Show. Table 1 also shows the ratio of the amount of desorbed substances in the high-temperature region to the total amount of desorbed substances by the NH 3 _TPD device of the control. The control is shown in the case where H 2 0 / S i 02 is 100, but when H 2 O / S i〇 2 is 100, the amount of 11 2 mass is very much smaller than that of 3:10 2 mass. Means more. table 1
第 5図及び表 1から理解されるように、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H 20/S i 02が相違したとしても、本願発明製造方法でミクロ多孔体を製造する 限り、 500 °C以上 800 °C以下における高温域脱離物質量の総脱離物質量に対 する割合は 30 %以上であった。 従って、 強い固体酸性の活性点を有することが 実験的に証明され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持すると考えられる。 さらに、 MAS S法によって、 H20/S i 02が 0. 5 1. 0の場合の NH 3脱離量及び総脱離物質量を求めたところ、 第 6図〜第 9図のようになった。 い ずれの場合においても高温域脱離物質は主成分が水分であることが分かるととも に、 きわめて高温(H20/S i 02が 0. 5の場合 628 °C (第 7図)、 H 20/S i〇2が 1. 0の場合 6 1 0°C (第 9図)にピークがある)まで水分を吸着保持可能 な酸点が存在していることが分かる。 Figure 5 and as will be understood from Table 1, even H 20 / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step is different, as long as the production of micro-porous material in the present invention production process, The ratio of the amount of desorbed substances in the high temperature region to the total desorbed substances in the temperature range from 500 ° C to 800 ° C was 30% or more. Therefore, it has been experimentally proved to have strong solid acidic active sites, and it is considered that the catalytic activity is sufficiently expressed and maintained even at low temperatures. Furthermore, when the amount of NH 3 desorbed and the total amount of desorbed substances when H 2 0 / S i 0 2 was 0.51.0 were determined by the MAS S method, the results shown in FIGS. 6 to 9 were obtained. Became. To together the desorption substances high temperature range even in each case as can be seen the main component is water, extremely high temperature (H 2 0 / S i 0 if the 2 0. 5 628 ° C (Figure 7) it can be seen that H 2 0 / S I_〇 2 1. 6 1 0 ° C (Figure 9) to a peak) suction holdable acid sites moisture until zero is present.
固液分離工程後の白色粉末試料中の H20/S i〇 2が比較的多くなるにつれ て、 ミクロ多孔体の製造方法は、 コントロールとしての水熱合成法に類似するも のと考えられる。 しかし、 500 °C以上 800 °C以下における高温域脱離物質量 の割合が 3 0 %以上である限りにおいて、 低温においてもミクロ多孔体の触媒活 性能は高い。
尚、 NH3— TPDによる T CD法による、 高温域脱離物質量の総脱離物質量 に対する割合が 35%以上であれば、 より強い固体酸性の活性点を有するもので あるため、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持する。 また、 MAS S法による水 分を吸着する吸着部としての酸点が水分を 60 CTC以上にまで安定に保持可能で あるとともに、 それ以上の温度で脱離可能である場合、 特に固体酸性が高いもの と考えられる。 As the amount of H 2 0 / Si 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step becomes relatively large, the method for producing the microporous material is considered to be similar to the hydrothermal synthesis method as a control. . However, the catalyst activity of the microporous material is high even at a low temperature as long as the ratio of the amount of desorbed substances in the high-temperature region at 500 ° C or more and 800 ° C or less is 30% or more. If the ratio of the amount of high-temperature desorbed substances to the total desorbed substances by the TCD method using NH 3 — TPD is 35% or more, the solid-state active sites are stronger, so even at low temperatures. Express and maintain sufficient catalytic ability. In addition, if the acid site as an adsorption part that adsorbs water by the MAS S method can stably hold water up to 60 CTC or more and can desorb at a temperature higher than that, the solid acidity is particularly high. It is considered something.
ケィ素成分としてカネマイ トを使用した場合、 固液分離工程後の白色粉末試料 中の H20/S i〇2が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0、 20のいずれ であっても、 図 1 0に示すように、 中間体は結晶性物質であった。 また、 前記中 間体にイオン交換工程及び脱離工程を行うことで得られるミクロ多孔体も、 固液 分離工程後の白色粉末試料中の H2〇/S i 02が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0、 20のいずれであっても、 結晶性のミクロ多孔体であった。 尚、 前 記中間体が結晶性物質である場合は、 イオン交換工程及び脱離工程を経たとして も、 骨格自体には構造的変化が生じないと考えられるため、 ミクロ多孔体は結晶 性である。 そして、 同様に、 前記中間体が非晶性物質である場合は、 イオン交換 工程及び脱離工程を経たとしても、 ミクロ多孔体は非晶性である。 When using the Kanemai bets as Kei Ingredient, solid-liquid separation step white powder H 2 in the sample 0 / S I_〇 2 0.5 after, 1.0, 2.0, 4.0, 7.0 In either case, as shown in FIG. 10, the intermediate was a crystalline substance. Further, the microporous body obtained by performing the ion exchange step and the desorption step on the intermediate also has a H 2 〇 / S i 0 2 of 0.5, 1 in the white powder sample after the solid-liquid separation step. In any of the cases of 0.0, 2.0, 4.0, 7.0 and 20, it was a crystalline microporous material. When the intermediate is a crystalline substance, the microporous body is crystalline because the skeleton itself is considered to have no structural change even after the ion exchange step and the desorption step. . Similarly, when the intermediate is an amorphous substance, the microporous body is amorphous even after an ion exchange step and a desorption step.
ケィ素成分としてカネマイ トを使用した場合、 固液分離工程後の白色粉末試料 中の H 2 O/S i 02が 0. 5〜 20のいずれであっても、 ミクロ多孔体は結晶性 であり、 形状選択性を有し、 そのため、 反応選択率の向上、 副反応の抑制等の優 れた性質を有する。 When using the Kanemai bets as Kei Ingredient, even solid-liquid separation H of a white powder in the sample after the step 2 O / S i 0 2 is any of 0.5 to 20, the microporous body crystalline Yes, it has shape selectivity, and therefore has excellent properties such as improved reaction selectivity and suppression of side reactions.
〔実施の形態 4〕 [Embodiment 4]
次に、 ケィ素成分として TEO Sを使用した場合において、 固液分離工程後の 白色粉末試料中の H2〇ZS i〇2を種々変更させた場合のミクロ多孔体の NH3 一 TPD装置を用いた T CD法による測定結果を第 1 1図に示す。 尚、 製造方法 は、 上記実施の形態 1における製造方法と、 固液分離工程後の白色粉末試料の H 2 O/S i 02を調整することと、 T E〇 Sを使用すること以外、 同一である。 固 液分離工程後の白色粉末試料中の H20/S i 02が 2. 0、 4. 0、 7. 0の場 合のいずれにおいても、 500 °C以上 800 °C以下における高温域脱離物質量の
総脱離物質量に対する割合は 30 %以上であった。 従って、 ケィ素成分として T EO Sを使用した場合においても、 強い固体酸性の活性点を有することが実験的 に証明され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持する。 Then, in the case of using the TEO S as Kei Ingredient, the NH 3 one TPD device microporous body when of H 2 〇_ZS I_〇 2 white powder sample after solid-liquid separation step was variously changed The measurement results by the TCD method used are shown in FIG. The manufacturing method includes adjusting the production process in the first embodiment, the H 2 O / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step, but using TE_〇 S, the same It is. Solid-liquid separation H 2 0 / S i 0 2 white powder samples after step 2.0, 4.0, in either case of 7.0 is also a high-temperature range in the following 500 ° C or higher 800 ° C Desorption material amount The ratio to the total amount of desorbed substances was 30% or more. Therefore, even when TEOS is used as the silicon component, it is experimentally proved that it has a strong solid acidic active site, and the catalyst ability is sufficiently expressed and maintained even at a low temperature.
さらに、 ^12〇/3 :102が 1. 0の場合の MAS S法による NH3脱離量及び 総脱離物質量を求めたところ、 第 1 2図、 第 1 3図のようになった。 いずれの場 合においても高温域脱離物質は主成分が水分であることが分かるとともに、 きわ めて(高温 657て(第 1 3図)にピークがある)で水分を吸着保持可能な酸点が存 在していることが分かる。 Further, when the amount of NH 3 desorbed and the total amount of desorbed substances were determined by MAS S method when ^ 1 2 〇 / 3: 10 2 was 1.0, as shown in Figs. 12 and 13, became. In each case, the main component of the desorbed material in the high-temperature region is water, and the acid point at which the water can be adsorbed and retained at very high temperature (the peak is at 657 at high temperature (Fig. 13)). It can be seen that exists.
ケィ素成分として T E 0 Sを使用した場合、 固液分離工程後の白色粉末試料中 の H2〇/S i 02が 2. 0、 4. 0、 7. 0のいずれであっても、 第 14図に示 すように、 中間体は結晶性物質であった。 また、 前記中間体にイオン交換工程及 び脱離工程を行うことで得られるミクロ多孔体も、 固液分離工程後の白色粉末試 料中の H20/S i 02が 2. 0、 4. 0、 7. 0のいずれであっても、 結晶性の ミクロ多孔体であった。 従って、 ケィ素成分として T E 0 Sを使用した場合、 固 液分離工程後の白色粉末試料中の H20/S i 02が 2. 0〜7. 0のいずれであ つても、 ミクロ多孔体は結晶性であり形状選択性を有する。 When using the TE 0 S as Kei Ingredient, solid-liquid H 2 〇 / S i 0 of a white powder in the sample after the separation step 2 is 2.0, 4.0, be any one of 7.0, As shown in FIG. 14, the intermediate was a crystalline substance. Further, the intermediate ion exchange step及beauty desorption step the microporous body obtained by performing also the H 2 0 / S i 0 2 in white powder specimen after the solid-liquid separation step 2.0, In either case of 4.0 or 7.0, it was a crystalline microporous body. Therefore, when using TE 0 S as Kei Ingredient, solid-liquid separation step H 2 0 / S i 0 2 white powder samples after the 2.0 to 7.0 either Der connexion also, microporosity The body is crystalline and has shape selectivity.
〔実施の形態 5〕 [Embodiment 5]
次に、 ケィ素成分としてコロイダルシリカを使用した場合において、 固液分離 工程後の白色粉末試料中の H 2 O/S i 02を種々変更させた場合のミクロ多孔 体の NH3— T PD装置の T C D法による測定結果を第 1 5図に示す。 尚、 製造 方法は、 上記実施の形態 1における製造方法と、 固液分離工程後の白色粉末試料 の H 2〇/S i 02を調整することと、 コロイダルシリカを使用すること以外、 同 一である。 また、 コロイダルシリカは、 粒子径が 1 0〜 14〃mの球状シリカを 水に分散させたコロイ ド液である。 コロイダルシリカは、 触媒化成工業(株)製 C a t a 1 o i d (商標) · S i— 30を使用した。 組成は S i 02が 3 0〜3 1重 量%で、 N a 20が 0. 5重量%以下であり、 比重は 1. 1 9〜 1. 22である。 固液分離工程後の白色粉末試料中の H2 O/S i〇2が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0の場合のいずれにおいても、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に
対する割合は 30 %以上であった。 従って、 ケィ素成分としてコロイダルシリ力 を使用した場合においても、 強い固体酸性の活性点を有することが実験的に証明 され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持すると考えられる。 Then, in the case of using colloidal silica as Kei Ingredient, NH microporous body when the H 2 O / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step was variously changed 3 - T PD Fig. 15 shows the measurement results of the device by the TCD method. The manufacturing method includes adjusting the production process in the first embodiment, and H 2 〇 / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step, except using colloidal silica, the same It is. Colloidal silica is a colloid liquid in which spherical silica having a particle diameter of 10 to 14 μm is dispersed in water. As the colloidal silica, Cata 1oid (trademark) · Si-30 manufactured by Catalysis Chemical Industry Co., Ltd. was used. The composition is S i 0 2 3 0-3 1 by weight%, N a 2 0 is not less 0.5 wt% or less, the specific gravity is 1. a 1 9-1.22. High-temperature desorption when the H 2 O / S i〇 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step is 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, or 7.0 Substance amount to total desorbed substance amount The ratio was more than 30%. Therefore, even when the colloidal silicide force is used as the silicon component, it is experimentally proved that it has a strong solid acidic active site, and it is considered that the catalytic activity is sufficiently expressed and maintained even at a low temperature.
ここで、 ケィ素成分としてコロイダルシリカを使用した場合において、 固液分 離工程後の白色粉末試料中の H20/S i〇2が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0、 20、 50、 1 00の場合について、 第 1 6図に示すように、 中間体の X線回折図を調べた。 尚、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H2 O/S i 02が 1 00の場合とは、 白色粉末試料中の H20量が S i 02量に比較して非常に多い ことを意味する。 また、 第 1 6図中において、 H2O/S i O2= 0. 5、 96 h rにおける 96 hrとは、 固液分離工程後の白色粉末の加熱処理時間が 9 6時間 であるという意味である。 Here, in the case of using colloidal silica as Kei Ingredient, white powder samples after the solid-liquid separation isolation step H 2 0 / S I_〇 2 0.5, 1.0, 2.0, 4. For the cases of 0, 7.0, 20, 50, and 100, the X-ray diffraction pattern of the intermediate was examined as shown in FIG. The case where the H 2 O / S i 0 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step is 100 means that the amount of H 20 in the white powder sample is much higher than the amount of S i 0 2 It means more. In FIG. 16, 96 hr at H 2 O / S i O 2 = 0.5 and 96 hr means that the heat treatment time of the white powder after the solid-liquid separation step is 96 hours. It is.
第 1 6図によると、 H20/S i〇2が 0. 5の場合は、 固液分離工程後の白色 粉末の加熱処理時間が 48時間でも 96時間でも結晶化せず非晶性物質であるこ とが確認される。 According to Fig. 16, when H 2 0 / S i〇 2 is 0.5, the amorphous substance does not crystallize even if the heat treatment time of the white powder after the solid-liquid separation step is 48 hours or 96 hours. Is confirmed.
従って、 ケィ素成分としてコロイダルシリカを使用した場合は、 固液分離工程 後の白色粉末試料中の H20/S i 02が比較的少量だと、 中間体が非晶性物質に なる場合があることが理解される。 しかし、 第 1 5図と第 1 6図の結果から、 ケ ィ素成分としてコロイダルシリカを使用した場合、 ミクロ多孔体が結晶性であろ うと非晶性であろうと、 本願発明製造方法で製造する限り、 強い固体酸性の活性 点を有することが実験的に証明され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持すると 考えられる。 尚、 前記中間体が結晶性物質である場合は、 イオン交換工程及び脱 離工程を経たとしても、 ミクロ多孔体は結晶性であり、 前記中間体が非晶性物質 である場合は、 イオン交換工程及び脱離工程を経たとしても、 ミクロ多孔体は非 晶性であると考えられることは、 上述した通りである。 Therefore, when using colloidal silica as Kei Ingredient, solid-liquid separation step H 2 0 / S i 0 2 of white powder in the sample later that's a relatively small amount, if the intermediate is amorphous material It is understood that there is. However, from the results of FIGS. 15 and 16, when colloidal silica is used as the silicon component, regardless of whether the microporous body is crystalline or amorphous, the microporous body is manufactured by the manufacturing method of the present invention. As long as it has a strong solid acidic active site, it has been experimentally proved, and it is thought that the catalytic activity is sufficiently expressed and maintained even at low temperatures. When the intermediate is a crystalline substance, the microporous body is crystalline even after an ion exchange step and a desorption step, and when the intermediate is an amorphous substance, As described above, the microporous body is considered to be amorphous even after the step and the desorption step.
〔実施の形態 6〕 [Embodiment 6]
次に、 ケィ素成分としてヒュームドシリカを使用した場合において、 固液分離 工程後の白色粉末試料中の H 2 O/S i 02を種々変更させた場合のミクロ多孔 体の NH3— TPD装置による測定結果を第 1 7図に示す。 尚、 製造方法は、 上
記実施の形態 1における製造方法と、 固液分離工程後の白色粉末試料の H20/ S i〇2を調整することと、 ヒュームドシリカを使用すること以外、 同一である。 また、 ヒュームドシリカは、 組成は S i 02が 9 9. 8重量%、 平均粒子系が 0. 2 ~ 0. 3 mの粉末状シリカである。 ヒュームドシリカは、 米国 CABOT社 製 C AB— 0— S i 1 (商標) · M— 5を使用した。 Then, in the case of using fumed silica as Kei Ingredient, NH microporous body when the H 2 O / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step was variously changed 3 - TPD Fig. 17 shows the measurement results of the device. The production method is A manufacturing method in the serial Embodiment 1, and adjusting the H 2 0 / S I_〇 2 white powder sample after solid-liquid separation step, except using fumed silica, are identical. Further, fumed silica, the composition is a powdery silica S i 0 2 9 9.8 wt%, 2 average particle diameter is 0. ~ 0. 3 m. As the fumed silica, CAB-0 manufactured by CABOT, USA, CAB-0-Si1 (trademark) M-5 was used.
固液分離工程後の白色粉末試料中の H20/S i 02が 0. 5、 1. 0、 4. 0、 7. 0の場合のいずれにおいても、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に対する割 合は 30 %以上であった。 従って、 ケィ素成分としてヒュームドシリカを使用し た場合においても、 強い固体酸性の活性点を有することが実験的に証明され、 低 温でも触媒能を十分に発現 ·維持すると考えられる。 Regardless of the H 2 0 / S i 0 2 in the white powder sample after the solid-liquid separation step was 0.5, 1.0, 4.0, or 7.0, the total The ratio to the amount of desorbed substances was 30% or more. Therefore, even when fumed silica is used as the silicon component, it has been experimentally proved that it has a strong solid acidic active site, and it is considered that the catalytic activity is sufficiently expressed and maintained even at a low temperature.
ここで、 ケィ素成分としてヒュームドシリカを使用した場合において、 固液分 離工程後の白色粉末試料中の H 2 O/S i 02が 0. 5、 1. 0、 2. 0、 4. 0、 7. 0の場合について、 第 1 8図に示すように、 中間体の X線回折図を調べ た。 尚、 第 1 8図中において、 H2O/S i O2= 0. 5、 96 hrにおける 96 hrとは、 固液分離工程後の白色粉末の加熱処理時間が 9 6時間であるという意 味である。 Here, when fumed silica was used as the silicon component, the H 2 O / S i 02 in the white powder sample after the solid-liquid separation step was 0.5, 1.0, 2.0, 4. For the cases of 0 and 7.0, the X-ray diffraction pattern of the intermediate was examined as shown in FIG. In FIG. 18, 96 hours at H 2 O / S i O 2 = 0.5 and 96 hours means that the heat treatment time of the white powder after the solid-liquid separation step is 96 hours. The taste.
第 1 8図によると、 H20/S i 02が 0. 5の場合は、 固液分離工程後の白色 粉末を 1 50°Cで加熱処理を行う時間が 48時間でも 96時間でも非晶性物質で あることが確認される。 また、 H 2 O/S i 02が 1. 0の場合は、 結晶性である ことを示すピーク強度が弱く、 構造上結晶性部分が比較的少ないことが確認され る。 According to FIG. 18, when H 20 / S i 0 2 is 0.5, the time for heating the white powder after the solid-liquid separation step at 150 ° C is 48 hours or 96 hours. It is confirmed to be a crystalline substance. Also, when H 2 O / S i O 2 is 1.0, it is confirmed that the peak intensity indicating crystallinity is weak and the crystalline portion is relatively small in structure.
従って、 ケィ素成分としてヒュームドシリカを使用した場合は、 固液分離工程 後の白色粉末試料中の H2 O/S i 02が比較的少量だと、 中間体が非晶性物質に なる場合があることが理解される。 しかし、 第 1 7図と第 1 8図の結果から、 ケ ィ素成分としてヒュームドシリカを使用した場合、 ミクロ多孔体が結晶性であろ うと非晶性であろうと、 本願発明製造方法で製造する限り、 強い固体酸性の活性 点を有することが実験的に証明され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持すると 考えられる。
〔実施の形態 7〕 Therefore, when using fumed silica as Kei Ingredient, H 2 O / S i 0 2 white powder sample after solid-liquid separation step is that's relatively small, intermediate becomes amorphous material It is understood that there are cases. However, from the results shown in FIGS. 17 and 18, when fumed silica was used as the silicon component, regardless of whether the microporous body was crystalline or amorphous, it was manufactured by the manufacturing method of the present invention. As far as possible, it has been experimentally proved that it has a strong solid acidic active site, and it is considered that the catalytic activity is sufficiently expressed and maintained even at low temperatures. [Embodiment 7]
次に、 ケィ素成分としてカネマイ ト、 TE〇 S、 コロイダルシリカ、 ヒューム ドシリカを使用した場合であって、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H 20/ S i 02が 4. 0の場合におけるミクロ多孔体の NH3— TP D装置による測定結 果を第 1 9図に示す。 尚、 製造方法は、 上記実施の形態 1における製造方法と同 一である。 また、 水熱合成法で製造されたミクロ多孔体をコントロールとして、 そのコントロールについての NH3— T P D装置による測定結果も第 1 9図に示 す。 Next, Kanemai preparative as Kei Ingredient, TE_〇 S, colloidal silica, a case of using a fume Doshirika, H 2 0 / S i 0 2 is white powder in the sample after the solid-liquid separation step 4.0 Fig. 19 shows the results of measurement of the microporous material with the NH 3 -TPD device in the case of. The manufacturing method is the same as the manufacturing method in the first embodiment. Moreover, microporous body produced by the hydrothermal synthesis method as a control, NH 3 for that control - are shown in TPD first 9 Figure also measurements by the device.
コロイダルシリカは Ca t a l o i dで、 ヒュームドシリカは CAB—〇一 S i lで示した。 尚、 コントロールは、 上記実施の形態 3で用いたものと同一であ る。 いずれにおいても、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に対する割合は 3 0 % 以上であった。 Colloidal silica is indicated by Cataloid, and fumed silica is indicated by CAB-Sil. The controls are the same as those used in the third embodiment. In all cases, the ratio of high-temperature desorbed substances to total desorbed substances was more than 30%.
次に、 ケィ素成分としてカネマイ ト、 TE0S、 コロイダルシリカ、 ヒューム ドシリカを使用した場合であって、 固液分離工程後の白色粉末試料中の H2〇/ S i 02が 7. 0の場合におけるミクロ多孔体の NH 3— TP D装置による測定結 果を第 20図に示す。 尚、 製造方法は、 上記実施の形態 1における製造方法と同 一である。 また、 水熱合成法で製造されたミクロ多孔体をコントロールとして、 そのコントロールについての NH3— TPD装置の T CD法による測定結果も第 20図に示す。 尚、 コントロールは、 上記実施の形態 3で用いたものと同一であ る。 いずれにおいても、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に対する割合は 30 % 以上であった。 Next, Kanemai preparative as Kei Ingredient, TE0S, colloidal silica, a case of using a fume Doshirika, when the H 2 〇 / S i 0 2 is 7.0 of the solid-liquid white powder sample after the separation step Fig. 20 shows the results of measurement of the microporous material using the NH 3 -TPD device. The manufacturing method is the same as the manufacturing method in the first embodiment. Fig. 20 also shows the measurement results of the microporous body produced by the hydrothermal synthesis method as a control, measured by the TCD method using an NH 3 -TPD device for the control. The controls are the same as those used in the third embodiment. In each case, the ratio of high-temperature desorbed substances to total desorbed substances was more than 30%.
従って、 ケィ素成分として、 カネマイ ト、 TE0 S、 コロイダルシリカ、 ヒュ —ムドシリカのうちいずれのケィ素成分を使用しても、 強い固体酸性の活性点を 有することが実験的に証明され、 低温でも触媒能を十分に発現 ·維持する。 Therefore, it was experimentally proved that a strong solid acidic active site was obtained regardless of the use of any one of kanemite, TEOS, colloidal silica, and humid silica as the silicon component. Express and maintain sufficient catalytic ability.
〔実施の形態 8〕 [Embodiment 8]
4リッ トルの脱イオン水に層状珪酸ナト リゥム塩(へキスト社 . S K S— 6 (商 標))を 1 000 g分散させ、 生成したカネマイ ト(Kanem i t e)を沈殿させ た後上澄み液を除去した。 これに再び脱イオン水を加えて 4リッ トルとし、 更に
アルミン酸ナトリゥム(和光純薬工業(株)製) 20. 6 g及び結晶化調整剤として 臭化テトラプロピルアンモニゥム(和光純薬工業(株)製) 250 gを加えて攪拌し た(混合工程)。 この溶液の pHは約 1 1. 8であった。 これを 45°Cに加温し 3 時間攪拌した。 その後室温まで放冷した後、 1 Omo 1/リッ トルの濃塩酸を加 えて pH 9. 5に低下させた。 こうしてできたスラリーを脱イオン水で洗浄した 後、 粉末乾燥させて白色粉末 Aを得た(固液分離工程)。 尚、 前記白色粉末 Aにお ける H20/S i 02は 0. 8であった。 1000 g of layered sodium silicate (Hoechst. SKS-6 (trademark)) is dispersed in 4 liters of deionized water to precipitate the generated kanemite and remove the supernatant. did. Add deionized water again to this to make 4 liters, and 20.6 g of sodium aluminate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 250 g of tetrapropylammonium bromide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a crystallization regulator were added and stirred (mixed). Process). The pH of this solution was about 11.8. This was heated to 45 ° C and stirred for 3 hours. After cooling to room temperature, the pH was lowered to 9.5 by adding 1 Omo1 / liter of concentrated hydrochloric acid. The resulting slurry was washed with deionized water, and then dried to obtain white powder A (solid-liquid separation step). Incidentally, the white powder A to your Keru H 2 0 / S i 0 2 was 0.8.
この白色粉末 Aをテフロン内筒張りのステンレス製密封容器に封入し、 1 5 0°C · 48時間の加熱処理を行って生成物 I一 Aを得た。 この生成物 I一 Aを電 気炉(いす (株)製)にて 500 °C · 24時間焼成し、 中間体としての生成物 I I 一 Aを得た(加熱工程)。 次に生成物 I I一 Aの 1. 1 34 gを純水 1 リ ッ トル中 に分散させ、 常温で 1 0 h r攪拌し、 沈殿するまでそのまま放置した。 然る後に 上澄み液を除去し、 NH4 NO 3水溶液中で攪拌しながら 3 h r煮沸させた後(前 処理工程)、 固液分離し、 生成物 I I I— Aを得た。 尚、 引き続いて、 生成物 I I I— Aを 500 °O 24時間焼成処理して生成物 I V— Aを得た。 This white powder A was sealed in a stainless steel sealed container with a Teflon inner cylinder, and subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 48 hours to obtain a product I-A. This product I-A was calcined in an electric furnace (manufactured by Isuzu Corporation) at 500 ° C for 24 hours to obtain a product II-A as an intermediate (heating step). Next, 1.134 g of product II-A was dispersed in 1 liter of pure water, stirred at room temperature for 10 hr, and left as it was until precipitation. After that, the supernatant was removed, and the mixture was boiled for 3 hr with stirring in an aqueous NH 4 NO 3 solution (pretreatment step), and then subjected to solid-liquid separation to obtain a product III-A. Subsequently, the product III-A was calcined at 500 ° C. for 24 hours to obtain a product IV-A.
前記生成物 I I I一 Aを Cu(N03)2 · 3 H2〇、 0. 087 g/ 1 00m l 中、 60°Cにて一昼夜攪拌した(銅イオン交換処理工程)。イオン交換反応を 60°C で加温しつつ行ったのは、 室温と異なって係る温度では、 Cu2 +カチオンについ ている水和水が比較的分離状態になる傾向があって、 水和水の少ない状態でィォ ン交換反応を行うことができ、イオン交換率が上昇すると考えられるからである。 これに 5. 6 wt %NH3水溶液を常温でゆっく りと滴下し、 pH 7. 0〜7. 5になるように pH調整を行った(沈着処理工程)。ここで、 前記沈着処理工程は、 水溶液中には未交換の C u 2 +カチオンが残存しているから、水溶液全体を p H 7. 0〜7. 5にすることで、 残存 C u 2 +カチオンを生成物 I I I一 Aに取り込むた めに行うものである。 The product III an A Cu (N0 3) 2 · 3 H 2 〇 in 0. 087 g / 1 00m l, overnight at 60 ° C and stirred (copper ion-exchange process). The reason why the ion exchange reaction was carried out while heating at 60 ° C was that at a temperature different from room temperature, the water of hydration on the Cu 2 + cation tended to be in a relatively separated state. This is because it is considered that the ion exchange reaction can be performed in a state where the ion exchange rate is small and the ion exchange rate increases. To this, a 5.6 wt% NH 3 aqueous solution was slowly added dropwise at room temperature, and the pH was adjusted to pH 7.0 to 7.5 (deposition process). Here, since the unexchanged Cu 2+ cation remains in the aqueous solution, the entire aqueous solution is adjusted to pH 7.0 to 7.5 by the residual Cu 2+ This is done to incorporate cations into product III-A.
pH調整後、 直ちに吸引濾過し、 純水にて十分洗浄した後、 空気中で 80°C乾 燥させた。 これをペレッ ト状に圧縮成形した後粉砕し、 1 0〜20メッシュに篩 い分けたものを 500てで焼成して、 本願発明に係るミクロ多孔体としての生成 物 V— Aを得た。 ここで、 500 °Cで焼成したのは、 前記混合工程で添加した結
晶化調整剤としての臭化テトラプロピルアンモニゥムを除去するとともに、 最終 生成物たるミクロ多孔体の機械的強度を向上させるために行うものである。 Immediately after the pH adjustment, the solution was suction-filtered, thoroughly washed with pure water, and then dried in air at 80 ° C. This was compression-molded into a pellet, crushed, sieved to 10 to 20 mesh, and fired at 500 to obtain a product VA as a microporous body according to the present invention. Here, the firing at 500 ° C is the result of the addition performed in the mixing step. The purpose is to remove tetrapropylammonium bromide as a crystallization regulator and to improve the mechanical strength of the microporous body as the final product.
生成物 V— Aを I CP分析(誘導結合型プラズマ発光分析)測定したところ、 C uが 1. 98 wt %含有されていた。 When the product VA was measured by ICP analysis (inductively coupled plasma emission spectrometry), it was found that Cu was contained at 1.98 wt%.
〔実施の形態 9〕 (Embodiment 9)
本願発明ミクロ多孔体としての前記生成物 V— Aを触媒として利用し、 所定の 還元剤を使用した場合の選択還元反応における脱硝触媒能を測定した。 Using the product VA as the microporous body of the present invention as a catalyst, the denitration catalytic ability in a selective reduction reaction when a predetermined reducing agent was used was measured.
また、 前記生成物 V— Aを触媒として利用し、 被試験物質の脱臭触媒能を測定 した。 Further, the product VA was used as a catalyst, and the deodorizing catalytic ability of the test substance was measured.
(評価 1 ) (Evaluation 1)
本願発明ミクロ多孔体として前記生成物 V— Aを触媒として利用し、 還元剤 N H 3による N 0の還元反応を行い、 前記生成物 V— Aの脱硝触媒能を測定した。 前記生成物 V— Aを 2 m 1触媒層に充填し、 l O O O p pmNO— Ι Ο Ο Ο ρρ mNH3— 3%〇2、 S V 1 0000 h— 1の条件下にて脱硝率を測定したところ、 250 °(:にて 99. 6%の値を観測した。 The product VA was used as a catalyst as a microporous body of the present invention, and a reduction reaction of N 0 with a reducing agent NH 3 was performed, and the denitration catalytic ability of the product VA was measured. The product V—A was packed in a 2 m 1 catalyst layer, and the denitration rate was measured under the following conditions: l OOO p pmNO—Ι Ο Ο Ο ρρ mNH 3 — 3% 〇 2 , SV 10000 h- 1 However, a value of 99.6% was observed at 250 ° (:).
一方、 既存の V— W— T i 02を触媒として利用し、 還元剤 NH 3による NOの 還元反応を行い、 同様の条件で脱硝触媒能を測定したところ、 脱硝率 99. 6 % の値を示すためには、 反応温度条件を約 300 °C程度に上昇させる必要性があつ た。 また、 反応温度条件 250 °Cの場合は、 脱硝率が 85 %程度であった。 それらの結果を第 2 1図に示す。 本願発明ミクロ多孔体の脱硝率は、 脱硝率 9 9. 6 %の値を示す場合、 既存の V— W— T i 02よりも約 50 °Cの低温度化を 実現している。 また、 本願発明ミクロ多孔体の脱硝率は、 反応温度条件 2 50 の場合、 既存の V— W_ T i 02よりも約 1 0 %以上も高い値である。 On the other hand, the existing V- W- T i 0 2 was used as a catalyst, subjected to a reduction reaction of NO by a reducing agent NH 3, was measured denitration catalyst performance under the same conditions, the denitration rate 99.6% value It was necessary to raise the reaction temperature condition to about 300 ° C in order to show When the reaction temperature was 250 ° C, the denitration rate was about 85%. The results are shown in FIG. Denitrification efficiency of the present invention the microporous body, indicating the value of the denitrification rate 9 9.6% realizes a low temperature of about 50 ° C than the existing V- W- T i 0 2. Further, NOx removal efficiency of the present invention the microporous body, if the reaction temperature conditions 2 50, it is also a high value of about 1 0% or more than the existing V- W_ T i 0 2.
(評価 2 ) (Evaluation 2)
前記生成物 V— Aを触媒として利用し、還元剤 C3H8による NOの還元反応を 行い、 前記生成物 V— Aの脱硝触媒能を試験した。 前記生成物 V— Aを 2 m 1触
媒層に充填し、 1 O O ppmNO— 2000 p pmC3H8— l 0%O2- 6%C 02— 1 0%H2O、 S V 1 5 00 0 h 1の条件下、 反応温度条件 300〜50 0 °C下にて脱硝率を測定した。 The product V- A use as a catalyst, subjected to a reduction reaction of NO by a reducing agent C 3 H 8, were tested denitration catalyst performance of the product V- A. Touch the product V—A with 2 m1 Filling the medium layer, 1 OO ppmNO- 2000 p pmC 3 H 8 - l 0% O 2 - 6% C 0 2 - 1 0% H 2 O, SV 1 5 00 0 conditions h 1, reaction temperature conditions The denitration rate was measured at 300 to 500 ° C.
一方、チャンピオンデータとされている既存のゼォライ ト C o/Z SM— 5(S i /A 1 = 25 )を触媒として利用し、 還元剤 C3H8による NOの還元反応を行 い、 同様の条件で脱硝触媒能を試験した。 それらの結果を第 22図に示す。 On the other hand, using the existing zeolite Co / Z SM-5 (S i / A 1 = 25), which is regarded as champion data, as a catalyst, a reduction reaction of NO with a reducing agent C 3 H 8 was performed, and The denitration catalytic activity was tested under the following conditions. The results are shown in FIG.
本願発明ミクロ多孔体の脱硝率は、 反応温度条件 450 °Cにて 75. 2%の値 を観測した。 これは、 前記既存ゼォライ ト Co/Z SM— 5(S i/Al = 25 ) の場合よりも同一反応温度条件下で 6%も優れるものである。 The denitration rate of the microporous body of the present invention was 75.2% at a reaction temperature of 450 ° C. This is 6% better than that of the existing zeolite Co / Z SM-5 (Si / Al = 25) under the same reaction temperature conditions.
また、 前記 C o/Z SM— 5 (S i/A 1 = 25 )の場合、 反応温度条件を上げ て行く と触媒能発現に関与する活性金属が移動し、 再び反応温度条件を降下させ ても、 元の触媒活性を示さずに劣化する傾向がある。 In the case of Co / Z SM-5 (S i / A 1 = 25), when the reaction temperature condition is increased, the active metal involved in the expression of catalytic activity moves, and the reaction temperature condition is decreased again. Also tend to degrade without exhibiting the original catalytic activity.
一方、 本願発明ミクロ多孔体は、 反応温度条件を 3 50 °C、 500て、 そして 400 °Cと変化させた場合にあっても、 触媒活性に変化が無かった。 On the other hand, in the microporous body of the present invention, even when the reaction temperature was changed to 350 ° C, 500, and 400 ° C, there was no change in the catalytic activity.
これは、 下記に示すことが原因と考えられる。即ち、 前記 C o/Z SM— 5(S i/A 1 = 25 )は水熱合成法で製造されたものであるから、アルミニゥム成分の 分布がミクロ多孔体表面部に集中しやすく、 アルミニウム成分のサイ トに存在す る C uカチオン同士の距離が比較的近接する状態を形成しやすい。 そのため、 前 記 C o/Z SM— 5 (S i/A 1 = 25 )を、 比較的高温の温度条件で使用した場 合、 Cuカチオンの集合体(クラスタ一)を形成する傾向が起こりやすく、 クラス ターを形成した場合にあっては、 活性金属が均一に分散していることに起因する 触媒活性能が低下する。 そして、 一度クラスターを形成した場合にあっては、 温 度条件を低下したとしてもクラスタ一の形成が解除されず、 Cuカチオンが再度 均一に分散することはありえない。 This is probably due to the following. That is, since the Co / Z SM-5 (S i / A 1 = 25) is produced by a hydrothermal synthesis method, the distribution of the aluminum component tends to concentrate on the surface of the microporous body, and the aluminum component It is easy to form a state where the distance between Cu cations existing at the site is relatively short. Therefore, when Co / Z SM-5 (S i / A 1 = 25) is used under relatively high temperature conditions, the tendency to form Cu cation aggregates (cluster 1) is likely to occur. However, when a cluster is formed, the catalytic activity is reduced due to the active metal being uniformly dispersed. Then, once a cluster is formed, even if the temperature condition is lowered, the formation of the cluster one is not canceled and the Cu cation cannot be dispersed uniformly again.
一方、 本願発明に係る製造方法に依れば、 アルミニウム成分の分布が均一にな るため、 アルミニウム成分の分散距離が比較的長くなりやすく、 アルミニウム成 分のサイ トに存在する C uカチオン同士の分散距離も比較的長くなる。そのため、 比較的高温の温度条件で使用したとしても、 前述のクラスターの形成が起き難い と考えられる。
従って、 本願発明ミクロ多孔体は、 熱的安定性が高く、 長時間活性を保持する 優秀な物質であることが理解され、 脱硝(ボイラー等の N Ox固定発生源、 自動車 排ガス等)への実用化が期待できると考えられる。 (評価 3 ) On the other hand, according to the production method according to the present invention, the distribution of the aluminum component becomes uniform, so that the dispersion distance of the aluminum component tends to be relatively long. The dispersion distance is also relatively long. Therefore, even if used under relatively high temperature conditions, it is considered that the above-mentioned cluster formation is unlikely to occur. Accordingly, the present invention microporous body, thermal stability is high, is understood to be an excellent material for holding the long activity, practical to denitrification (NO x stationary sources such as boilers, automobile exhaust gas or the like) It can be expected that (Evaluation 3)
前記生成物 V— Aを触媒として利用し、 空気中でピリジンの酸化反応を行い、 前記生成物 V— Aの脱臭触媒能を試験した。 The product VA was used as a catalyst to oxidize pyridine in air, and the product VA was tested for its catalytic ability for deodorization.
前記生成物 V— Aを 2 m 1触媒層に充填し、 60 p pmピリジン/空気、 SV 60000 h— 1の条件下にて、反応温度条件 1 00〜 300 °C下にてピリジン酸 化活性反応による転化率を測定した。 反応管の触媒層に前記生成物 V— Aを 2 m 1充填し、 これに対し、 60 p pmピリジン/空気を、 空間速度 S V 60000 h一 1で流通させ、 所定時間経過後、 前記反応管の入口ピリジン濃度と出口ピリジ ン濃度を測定し、 入口ピリジン濃度と出口ピリジン濃度との差を入口ピリジン濃 度で割った値に 1 00を乗じた値を転化率として計算した。 The above product VA is packed in a 2 ml catalyst layer, and the pyridine oxidation activity is performed at a reaction temperature of 100 to 300 ° C under the conditions of 60 ppm pyridine / air, SV 60000 h- 1. The conversion due to the reaction was measured. The catalyst layer of the reaction tube was filled with 2 ml of the product VA, and 60 pm pyridine / air was passed at a space velocity SV of 60,000 h- 1. The inlet pyridine concentration and the outlet pyridine concentration were measured, and the value obtained by dividing the difference between the inlet pyridine concentration and the outlet pyridine concentration by the inlet pyridine concentration and multiplying by 100 was calculated as the conversion.
一方、常温でも酸化活性の強い触媒の代表例である C u-Mn(Ho p c a l i t e )を触媒として用い、 同様の条件下で、空気中でピリジンの酸化反応を行った。 それらの結果を第 23図に示す。 On the other hand, pyridine oxidation reaction was carried out in the air under the same conditions using Cu-Mn (Hopcalite), which is a representative example of a catalyst having strong oxidation activity even at room temperature, as a catalyst. Figure 23 shows the results.
尚、 ここで、 Cu— Mn(Ho p c a l i t e)は、 常温で酸素の存在下、 C〇 を燃焼させ C〇 2にすることが可能なほど酸化活性の強い触媒であり、 M n 02 : 60%+CuO:40%のホプカライ トとペンタシルゼォライ ト(ズ一ドへミ一社 製)を重量比で 1 : 2になるように混合した組成物である。 Note that, Cu- Mn (Ho pcalite) in the presence of oxygen at room temperature, a strong catalyst of higher oxidizing activity that can be C_〇 2 by burning C_〇, M n 0 2: 60 % + CuO: A composition obtained by mixing 40% hopcalite and pentasilzeolite (manufactured by Sudohemi Co., Ltd.) in a weight ratio of 1: 2.
本願発明ミクロ多孔体は、 反応温度条件 1 00°Cにて、 ピリジンの酸化反応に よる転化率 84. 5%を示し、 反応温度条件 3 00 °Cにて転化率 9 1. 6%の値 を示した。 従って、 本願発明ミクロ多孔体が、 既存の脱臭触媒と比較して優秀な 脱臭触媒能を有することを示すとともに、 反応温度条件を変化させた場合におい ても、 安定して高い脱臭触媒能を有することが理解される。 The microporous body of the present invention exhibited a conversion rate of 84.5% due to pyridine oxidation reaction at a reaction temperature of 100 ° C, and a conversion of 91.6% at a reaction temperature of 300 ° C. showed that. Therefore, it is shown that the microporous body of the present invention has an excellent deodorizing catalytic ability as compared with the existing deodorizing catalyst, and has a stable and high deodorizing catalytic ability even when the reaction temperature conditions are changed. It is understood that.
〔実施の形態 1 0〕 [Embodiment 10]
前述の実施の形態 8における生成物 V— Aを 2ml触媒層に充填し、 200 p
pmNO— 1 000 p pmC3H8- l 0%O2- 6%C02- 1 0%H2O、 S V 1 5000 h 1の条件下、反応温度条件 300〜 500 °C下にて脱硝率を測定し た。 The product V—A of Embodiment 8 described above was filled in a 2 ml catalyst layer, and 200 p pmNO- 1 000 p pmC 3 H 8 - l 0% O 2 - 6% C0 2 - 1 0% H 2 O, under the conditions of SV 1 5000 h 1, denitration ratio at a reaction temperature 300 to 500 ° C under Was measured.
また、 前述の実施の形態 8における生成物 I I一 Aを、 Cu(N03)2 . 3 H2 0、 0. 087 g/ 1 00 m 1中、 60 °Cにて一昼夜攪拌した(銅イオン交換処理 工程)。 これに 5. 6 w t %NH 3水溶液を常温でゆっく りと滴下し、 pH 7. 0 〜7. 5になるように p H調整を行った(沈着処理工程)。 pH調整後、 直ちに吸 引濾過し、 純水にて十分洗浄した後、 空気中で 80て乾燥させた。 これをペレツ ト状に圧縮成形した後粉砕し、 1 0〜20メッシュに篩い分けたものを 500 °C で焼成して、 本願発明に係るミクロ多孔体としての生成物 V_ A— 1を得た。 また、 前述の実施の形態 8における生成物 I V— Aを、 Cu(N03)2 · 3 H 2 〇、 0. 087 g/1 00ml中、 60 °Cにて一昼夜攪拌した(銅イオン交換処理 工程)。 これに 5. 6 wt %NH3水溶液を常温でゆっく りと滴下し、 pH 7. 0 一 7. 5になるように p H調整を行った(沈着処理工程)。 pH調整後、 直ちに吸 引濾過し、 純水にて十分洗浄した後、 空気中で 80°C乾燥させた。 これをペレツ ト状に圧縮成形した後粉砕し、 1 0〜 20メッシュに篩い分けたものを 500 °C で焼成して、 本願発明に係るミクロ多孔体としての生成物 V— A— 2を得た。 そして、 前記生成物 V— A— 1と前記生成物 V— A— 2とについても、 それそ れ、 2 m 1触媒層に充填し、 200 p pmNO、 一 1 000 p pmC3H8、 一 1 0%O2、 — 6%C02、 — 1 0%H2O、 S V 1 5000 h— 1の条件下、 300 -500 °C下にて脱硝率を測定した。 これらの結果を第 24図に示す。 Moreover, the product II one A in the eighth embodiment described above, Cu (N0 3) 2. 3 H 2 0, in 0. 087 g / 1 00 m 1 , and stirred overnight at 60 ° C (copper ions Replacement process). A 5.6 wt% NH 3 aqueous solution was slowly added dropwise at room temperature, and the pH was adjusted to pH 7.0 to 7.5 (deposition step). Immediately after the pH adjustment, the solution was suction-filtered, sufficiently washed with pure water, and dried in air in air. This was compression-molded into a pellet, crushed, sieved to 10 to 20 mesh, and fired at 500 ° C to obtain a product V_A-1 as a microporous body according to the present invention. . Further, the product IV-A in Embodiment 8 described above was stirred for 24 hours at 60 ° C. in Cu (N0 3 ) 2 · 3H 2 ·, 0.087 g / 100 ml (copper ion exchange treatment). Process). A 5.6 wt% NH 3 aqueous solution was slowly added dropwise at room temperature, and the pH was adjusted to pH 7.0-7.5 (deposition step). Immediately after the pH was adjusted, the solution was subjected to suction filtration, sufficiently washed with pure water, and dried in air at 80 ° C. This was compression-molded into a pellet, crushed, sieved to 10 to 20 mesh, and fired at 500 ° C to obtain a product V—A-2 as a microporous body according to the present invention. Was. Then, the product V- A- 1 and the product V- A- 2 and for also be it its, filled into 2 m 1 catalyst layer, 200 p pmNO, one 1 000 p pmC 3 H 8, one 1 0% O 2, - 6 % C0 2, - 1 0% H 2 O, under the conditions of SV 1 5000 h- 1, was measured NOx removal efficiency under 300 -500 ° C. These results are shown in FIG.
混合工程 · 固液分離工程 ·加熱工程を行うことで得られた中間体に対し、 アン モニゥムイオンでイオン交換する前処理工程を行ってから、 銅イオン交換処理ェ 程を行うことで得られたミクロ多孔体は、 脱硝率が高いことが理解される。 また、 混合工程 '固液分離工程 ·加熱工程を行うことで得られた中間体に対し、 前記前処理工程を行わず、 銅イオン交換処理工程を行うことで得られたミクロ多 孔体は、 比較的脱硝率が低いことが理解される。 Mixing process, solid-liquid separation process, microprocessed by performing a pre-treatment process of performing ion exchange with ammonium ions on the intermediate obtained by performing the heating process, and then performing a copper ion exchange treatment process It is understood that the porous body has a high denitration rate. In addition, the microporous body obtained by performing the copper ion exchange treatment step without performing the pretreatment step on the intermediate obtained by performing the mixing step, the solid-liquid separation step, and the heating step, It is understood that the denitration rate is relatively low.
一方、 混合工程 ·固液分離工程 ·加熱工程を行うことで得られた中間体に対し、 前記前処理工程を行い、 その後所定温度で焼成させ、 銅イオン交換処理工程を行
うことで得られたミクロ多孔体は、 前記前処理工程後焼成させない場合と比較し て、 脱硝率が低いことが理解される。 On the other hand, the pretreatment step is performed on the intermediate obtained by performing the mixing step, the solid-liquid separation step, and the heating step, followed by firing at a predetermined temperature, and the copper ion exchange treatment step is performed. It is understood that the microporous body obtained by this method has a lower denitration ratio than the case where no baking is performed after the pretreatment step.
これは、 前記生成物 V— Aと、 前記生成物 V— A— 1と、 前記生成物 V— A— 2とのそれぞれで銅イオン交換率が異なるから、 脱硝率が異なるものと考えられ る。 This is thought to be due to the fact that the product VA, the product VA-1, and the product VA-2 have different copper ion exchange rates, respectively, and thus have different denitration rates. .
従って、 混合工程 · 固液分離工程 ·加熱工程を行うことで得られた中間体に対 し、 アンモニゥムイオンでイオン交換処理をする前処理工程の後、 銅イオンでィ オン交換処理する方が、 前記前処理工程を行わない場合と比較して、 ミクロ多孔 体の脱硝率を向上させることが実験的に証明できた。 Therefore, it is better to perform ion exchange treatment with copper ions after the pretreatment process in which ion exchange treatment with ammonium ions is performed on the intermediate obtained by performing the mixing step, solid-liquid separation step, and heating step. It was experimentally proved that the denitration rate of the microporous body was improved as compared with the case where the pretreatment step was not performed.
〔実施の形態 1 1〕 [Embodiment 11]
上記実施の形態 8では、 ケィ素成分としてカネマイ トを使用することで本願発 明に係るミクロ多孔体を製造する実施の形態を示したが、 カネマイ 卜以外にも T E〇 S、 コロイダルシリカ、 若しくは、 ヒュームドシリカを使用することによつ ても本願発明に係るミクロ多孔体を製造することが可能である。 In Embodiment 8 described above, the embodiment in which the microporous body according to the present invention is manufactured by using kanemite as a silicon component is described. However, in addition to kanemite, TE〇S, colloidal silica, or By using fumed silica, the microporous body according to the present invention can be produced.
(白色粉末 B ) (White powder B)
4リッ トルの脱イオン水に層状珪酸ナト リゥム塩(へキスト社 · S K S— 6 (商 標))を 1 000 g分散させ、 生成したカネマイ ト(Kan emi t e)を沈殿させ た後上澄み液を除去した。 これに再び脱イオン水を加えて 4リ ッ トルとし、 結晶 化調整剤として臭化テトラプロピルアンモニゥム(和光純薬工業(株)製) 250 g を加えて攪拌した(混合工程)。 この溶液の pHは約 1 1. 8であった。 これを 4 5 °Cに加温し 3時間攪拌した。 その後室温まで放冷した後、 l Omo l/リッ ト ルの濃塩酸を加えて p H 9. 5に低下させた。 こうしてできたスラリーを脱ィォ ン水で洗浄した後、 粉末乾燥させて白色粉末 Bを得た(固液分離工程)。 尚、 熱重 量測定分析により、 係る白色粉末 Bにおける H2〇/S i 02は 0. 8であった。 1,000 liters of layered sodium silicate (Hoechst SKS-6 (trademark)) was dispersed in 4 liters of deionized water, and the resulting kanemite was precipitated. Removed. Deionized water was again added to this to make up to 4 liters, and 250 g of tetrapropylammonium bromide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a crystallization regulator and stirred (mixing step). The pH of this solution was about 11.8. This was heated to 45 ° C and stirred for 3 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and the pH was lowered to 9.5 by adding concentrated hydrochloric acid of 10 mol / liter. The slurry thus formed was washed with deionized water and then dried to obtain white powder B (solid-liquid separation step). Incidentally, the Netsukasane measuring analysis, H 2 〇 / S i 0 2 in the white powder B according it was 0.8.
(白色粉末 C) (White powder C)
42 gの TEOS (テトラェチルオルトシリケ一ト)及びアルミニゥムト リー s
e c—ブトキシド 2. 5 gをエタノール 20 gに溶解させた溶液と、 水酸化ナト リウム(NaOH)0. 9 gを脱イオン水 1 0 gに溶解させた溶液とを混合し、 良 く攪拌し、 ゲル状の無機材料混合液を得た(混合工程)。 このゲル状物質を脱ィォ ン水によって充分洗浄した後、 (この現象は、前記テトラェチルオルトシリケ一ト が加水分解し、 エタノールの脱離と共に縮合したことによると考えられる。 )前記 無機材料混合液を減圧濾過して回収し、 更に室温において自然乾燥して白色粉末 Cを得た(固液分離工程)。 この白色粉末 Cは非晶質の二酸化珪素と酸化アルミ二 ゥムとの複合体となっているものと考えられる。 尚、 熱重量測定分析により、 係 る白色粉末 Cにおける H 20 / S i 02は 0. 6であった。 42 g TEOS (tetraethyl orthosilicate) and aluminum tree A solution of 2.5 g of ec-butoxide in 20 g of ethanol and a solution of 0.9 g of sodium hydroxide (NaOH) in 10 g of deionized water were mixed, and mixed well. A gel-like inorganic material mixture was obtained (mixing step). After sufficiently washing the gel-like substance with deionized water, (this phenomenon is considered to be caused by the hydrolysis of the tetraethyl orthosilicate and the condensation with the elimination of ethanol.) The inorganic material mixture was recovered by filtration under reduced pressure, and then naturally dried at room temperature to obtain white powder C (solid-liquid separation step). This white powder C is considered to be a complex of amorphous silicon dioxide and aluminum oxide. Incidentally, by thermal gravimetric analysis, H 2 0 / S i 0 2 in the engagement Ru white powder C was 0.6.
(白色粉末 D) (White powder D)
3 1. 3 gの T E 0 S (テトラェチルオルトシリケ一ト)と、 9. 8 gの水酸化 テトラプロピルアンモニゥム(( n— C 3 H 7 )4 N 0 H )水溶液と、 34. 2 gの脱 イオン水とを混合し 80°Cで加熱したところ、 ゲル状の無機材料混合液が得られ た(混合工程)。(この現象は、前記テトラェチルオルトシリケートが加水分解し、 エタノールの脱離と共に縮合したとことによると考えられる。)前記無機材料混合 液を減圧濾過して、 固体成分を得、 これを十分自然乾燥して白色粉末 Dを得た(固 液分離工程)。 この粉末は非晶質の二酸化珪素と、テトラプロピルアンモニゥムィ オン((n— C 3 H 7 )4 N + )との複合体になっているものと考えられる。 尚、 熱重 量測定分析により、 係る白色粉末 Dにおける H2 O/S i 02は 0. 6であった。 31.3 g of TE 0 S (tetraethyl orthosilicate), 9.8 g of tetrapropylammonium hydroxide ((n—C 3 H 7 ) 4 N 0 H) aqueous solution, When 34.2 g of deionized water was mixed and heated at 80 ° C, a gel-like inorganic material mixture was obtained (mixing step). (This phenomenon is considered to be because the tetraethyl orthosilicate hydrolyzed and condensed with the elimination of ethanol.) The inorganic material mixture was filtered under reduced pressure to obtain a solid component. It was air-dried to obtain white powder D (solid-liquid separation step). This powder is considered to be a composite of amorphous silicon dioxide and tetrapropylammonium ((n—C 3 H 7 ) 4 N +). Incidentally, the Netsukasane measuring analysis, H 2 O / S i 0 2 in the white powder D according was 0.6.
(白色粉末 E) (White powder E)
45. 2 gの水酸化テトラプロピルアンモニゥム((n— C3H 7)4 NO H)水溶 液に 1. 2 6 gのアルミン酸ナ卜 リゥム(N a A 102 )を添加して均一溶液にし た後、 これを 1 00. 52 gのコロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製 C a t a 1 o i d (商標) S i— 30 )に加えて、 約 30分間攪拌した。 こう してできたスラリ 一状物質をステンレスバッ ト上に薄く広げた後、エアヒ一ティングオーブン(タパ' イエスペック製)内に静置して温度 40てにて一昼夜乾燥させた。これを潰壊した 結果、 白色粉末 Eを得た(固液分離工程)。 尚、 熱重量測定分析により、 係る白色
粉末 Eにおける H 20/S i〇 2は 0. 7であった。 (白色粉末 F) 45. was added to 2 g of tetrapropylammonium hydroxide ammonium Niu beam ((n- C 3 H 7) 4 NO H) aqueous solution 1. 2 6 g of aluminate San'naboku Riumu (N a A 10 2) After making the solution homogeneous, it was added to 100.52 g of colloidal silica (Cata 1oid (trademark) Si-30, manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.) and stirred for about 30 minutes. The slurry-like substance thus formed was spread thinly on a stainless steel batter, and was then allowed to stand in an air-heating oven (manufactured by Tapa's Yespec) and dried overnight at a temperature of 40. As a result of crushing, a white powder E was obtained (solid-liquid separation step). The white color was determined by thermogravimetric analysis. H 2 0 / Si 2 in Powder E was 0.7. (White powder F)
45. 2 gの水酸化テトラプロピルアンモニゥム((n— C3H7)4NOH)水溶 液に、 1 00. 52 gのコロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製 C a t a 1 o i d (商標) S i - 30 )を加えて、約 30分間攪拌した。 こうしてできたスラリー状物 質をステンレスバッ ト上に薄く広げた後、エアヒ一ティングオーブン(タバイエス ペック製)内に静置して温度 40°Cにて一昼夜乾燥させた。これを潰壊した結果、 白色粉末 Fを得た(固液分離工程)。 尚、 熱重量測定分析により、 係る白色粉末 E における H 20 / S i〇 2は 0. 7であった。 45.2 g of tetrapropylammonium hydroxide ((n—C 3 H 7 ) 4 NOH) aqueous solution was added to 100.52 g of colloidal silica (Cata 1 oid (trademark), manufactured by Katsushi Kasei Kogyo Co., Ltd.) ) Si-30) was added and stirred for about 30 minutes. The resulting slurry was spread thinly on a stainless steel batter, then placed in an air-heating oven (Tabayspeck) and dried at 40 ° C for 24 hours. This was crushed to obtain white powder F (solid-liquid separation step). Incidentally, by thermal gravimetric analysis, H 2 0 / S I_〇 2 in white powder E according was 0.7.
(白色粉末 G) (White powder G)
45. 3 gの水酸化テトラプロピルアンモニゥム((n— C3H7)4NOH)水溶 液に 1. 2 5 gのアルミン酸ナト リウム(N a A 102)を添加して十分良く攪拌 して透明な均一溶液にした後、これに 1 0 gのヒュームドシリカ(米国 CAB〇 T 社製 CAB— 0— S i l (商標) M— 5 )を添加して攪拌すると糊化した。 (途中、 幾度か粘張なゲルつぼい様子になるものの、そのまま攪拌し続けると水分が生じ、 流動的な態様を示した。 )これに脱イオン水 60. 7 gを添加し、 更に攪拌しなが ら、 20 gのヒュームドシリカを添加して、 約 30分間十分良く攪拌した。 (この 20 gのヒュームドシリカを添加し終わって十分攪拌すると、 少し白濁した均一 な糊状液の態様を示した。 こうしてできたスラリ一状物質をステンレスバッ ト上 に薄く広げた後、 エアヒ一ティングオーブン(タバイエスペック製)内に静置して 温度 40度にて一昼夜乾燥させた。 これを潰壊した結果、 白色粉末 Gを得た(固液 分離工程)。 尚、 熱重量測定分析により、 係る白色粉末 Gにおける H20/S i〇 2は◦ . 8であった。 45. 3 g of tetrapropylammonium hydroxide ammonium Niu beam ((n- C 3 H 7) 4 NOH) well enough by adding 1. 2 5 g aluminate sodium of the (N a A 10 2) to the aqueous solution After stirring to obtain a transparent homogeneous solution, 10 g of fumed silica (CAB-0-Sil (trademark) M-5, manufactured by CAB〇T, USA) was added thereto, and gelatinized by stirring. (Although the gel becomes a viscous gel in the middle, water is generated if the stirring is continued as it is, indicating a fluid state.) 60.7 g of deionized water was added thereto, followed by further stirring. While adding 20 g of fumed silica, the mixture was sufficiently stirred for about 30 minutes. (After the addition of 20 g of fumed silica and stirring well, it showed a slightly cloudy and uniform paste-like liquid. The slurry-like substance thus formed was spread thinly on a stainless steel bag, and then air-cooled. It was allowed to stand in a single-tinging oven (manufactured by Tabai Espec) and dried all day and night at a temperature of 40 ° C. As a result of crushing, a white powder G was obtained (solid-liquid separation process). As a result, H 2 0 / Si 2 in the white powder G was ◦.
(白色粉末 H) (White powder H)
45. 3 gの水酸化テ トラプロピルアンモニゥム((n— C3H7)4NOH)水溶 液に、 1 0 gのヒュームドシリカ(米国 CABOT社製 CAB— O— S i 1(商標)
M— 5 )を添加して攪拌すると糊化した。 (途中、 幾度か粘張なゲルつぼい様子に なるものの、 そのまま攪拌し続けると水分が生じ、 流動的な態様を示した。 )これ に脱イオン水 60. 7 gを添加し、 更に攪拌しながら、 20 gのヒュームドシリ 力を添加して、約 3◦分間十分良く攪拌した。(この 20 gのヒュームドシリカを 添加し終わって十分攪拌すると、 少し白濁した均一な糊状液の態様を示した。 こ う してできたスラリ一状物質をステンレスバッ ト上に薄く広げた後、 エアヒ一テ ィ ングオーブン(タバイエスペック製)内に静置して温度 40度にて一昼夜乾燥さ せた。 これを潰壊した結果、 白色粉末 Hを得た(固液分離工程)。 尚、 熱重量測定 分析により、 係る白色粉末 Hにおける H 2 O/S i〇 2は 0. 8であった。 45. 3 g of the hydroxide Te tiger propyl ammonium Niu beam into ((n- C 3 H 7) 4 NOH) aqueous solution, 1 0 g of fumed silica (US CABOT Co. CAB-O-S i 1 (TM ) M-5) was added and stirred to gelatinize. (Although the gel becomes a viscous gel on the way, water is generated if the stirring is continued as it is, indicating a fluid state.) 60.7 g of deionized water was added thereto, followed by further stirring. While adding 20 g of fumed sili force, the mixture was stirred well for about 3 minutes. (After the addition of 20 g of fumed silica, the mixture was sufficiently stirred and showed a slightly cloudy and uniform paste-like liquid. The resulting slurry-like substance was spread thinly on a stainless steel batt. Thereafter, it was allowed to stand in an air-heating oven (manufactured by Tabai Espec) and dried overnight at a temperature of 40 ° C. As a result of crushing, white powder H was obtained (solid-liquid separation step). In addition, according to the thermogravimetric analysis, H 2 O / Si 2 of the white powder H was 0.8.
前記白色粉末 C、 前記白色粉末 E、 若しくは、 前記白色粉末 Gを用い、 前述し た実施の形態 8に記載された方法と同一の方法でミクロ多孔体を製造したところ、 I C P分析(誘導結合型プラズマ発光分析)で、 C uが所定量含有されていること を実験的に確認した。 Using the white powder C, the white powder E, or the white powder G to produce a microporous body by the same method as described in the above-described Embodiment 8, the ICP analysis (inductive coupling type) was performed. Plasma emission spectroscopy) experimentally confirmed that Cu was contained in a predetermined amount.
従って、 ケィ素成分として、 TE〇 S、 コロイダルシリカ、 ヒュームドシリカ を使用した場合にあっても、 カネマイ トを使用した場合と同様に、 銅を添加させ たミクロ多孔体を得ることが可能であることがわかった。 そのため、 このような ミクロ多孔体を触媒として用いた場合、 脱硝触媒能及び脱硝触媒能が発現される ことが考えられる。 〔実施の形態 1 2〕 Therefore, even when TE〇S, colloidal silica, or fumed silica is used as the silicon component, it is possible to obtain a microporous body to which copper is added, as in the case of using kanemite. I found it. Therefore, when such a microporous material is used as a catalyst, it is considered that a denitration catalytic ability and a denitration catalytic ability are exhibited. [Embodiment 12]
前述した実施の形態 1 0で得られた白色粉末 Cを、 テフロン内筒張りのステン レス製密封容器に封入し、 1 50°C · 48時間の加熱処理を行って生成物 I一 C を得た。 この生成物 I一 Cを電気炉(いす '(株)製)にて 500て · 24時間焼成 し、 中間体としての生成物 I I一 Cを得た(加熱工程)。 次に生成物 I I一 C 1. 1 34 gを純水 1 リ ッ トル中に分散させ、 常温で 1 0 h r攪拌し、 沈殿するまで そのまま放置した。 然る後に上澄み液を除去し、 N H 4 N 03水溶液中で攪拌しな がら 3 h r煮沸させた後(前処理工程)、 固液分離し、 生成物 I I I— Cを得た。 次に、 生成物 I I I— Cを Cu(N〇3)2 ' 3 H20、 0. 087 g/ 1 00 m 1中、 60°Cにて 3時間攪拌した後(銅イオン交換処理工程)、 直ちに吸引濾過し、
純水にて十分洗浄した後、 空気中で 80°C乾燥させた。 これをペレッ ト状に圧縮 成形した後粉砕し、 1 0 ~ 20メッシュに篩い分けたものを 500 °Cで焼成して 生成物 V— Cを得た。 生成物 V— Cを I C P分析(誘導結合型プラズマ発光分析) 測定したところ、 1が 1. 40 wt %含有されていた。 The white powder C obtained in the above-described embodiment 10 was sealed in a stainless steel sealed container with a Teflon inner cylinder, and subjected to a heat treatment at 150 ° C for 48 hours to obtain a product I-C. Was. This product I-C was calcined in an electric furnace (made by Isuzu Corporation) at 500 for 24 hours to obtain a product II-C as an intermediate (heating step). Next, 1.134 g of product II-C was dispersed in 1 liter of pure water, stirred at room temperature for 10 hr, and left as it was until precipitation. The supernatant was removed thereafter, NH 4 N 0 3 After while stirring grounds 3 hr boiling in an aqueous solution (pretreatment step), solid-liquid separation to give the product III-C. Next, the product III-C was stirred at 60 ° C. for 3 hours in Cu (N〇 3 ) 2 '3 H 20 , 0.087 g / 100 ml (copper ion exchange treatment step). , Filter immediately with suction, After washing thoroughly with pure water, it was dried at 80 ° C in air. This was compression-molded into a pellet, then crushed, sieved to 10 to 20 mesh, and fired at 500 ° C to obtain a product VC. The product V—C was analyzed by ICP analysis (inductively coupled plasma emission spectrometry) and found to be 1.40 wt% of 1.
また、 前記白色粉末 A、 前記白色粉末 E、 若しくは、 前記白色粉末 Gを用い、 前述した実施の形態 1 2に記載された方法と同一の方法でミクロ多孔体を製造し たところ、 I CP分析(誘導結合型プラズマ発光分析)で、 Cuが所定量含有され ていることを実験的に確認した。 Further, when a microporous body was manufactured using the white powder A, the white powder E, or the white powder G by the same method as that described in the above-described Embodiment 12, an ICP analysis was performed. It was experimentally confirmed that a predetermined amount of Cu was contained by (inductively coupled plasma emission analysis).
係る場合においても、 ケィ素成分として、 カネマイ ト、 コロイダルシリカ、 ヒ ユームドシリカを使用した場合にあっても、 T E 0 Sを使用した場合と同様に、 銅を添加させたミクロ多孔体を得ることが可能であることがわかった。そのため、 このようなミクロ多孔体を触媒として用いた場合、 脱硝触媒能及び脱硝触媒能が 発現されることが考えられる。 Even in such a case, even when kanemite, colloidal silica, or fumed silica is used as the silicon component, a microporous body to which copper is added can be obtained as in the case of using TEOS. It turned out to be possible. Therefore, when such a microporous material is used as a catalyst, it is conceivable that a denitration catalytic activity and a denitration catalytic activity are exhibited.
尚、 実施の形態 1 2で得られたミクロ多孔体の場合、 最終生成物たるミクロ多 孔体に含有される銅の添加量が実施の形態 8に記載されている製造方法で得られ たミクロ多孔体と比較して少ないが、 これは、 銅イオン交換処理工程に要する時 間が少ないことと、前記沈着処理工程を行わないことに原因があると考えられる。 尚、 最終生成物の銅添加率を上げるために、 前記銅イオン交換処理工程を繰り 返して行うことも有効である。 即ち、 上述の実施の形態 1 2において、 前記生成 物 I I I— Cを所定量の C u(N03)2 · 3 H20水溶液中、 所定時間攪拌した後 (銅イオン交換処理工程)、 濾液を吸引濾過し、 再び所定量の Cu (NO 3 )2 · 3 H 2〇水溶液を補充し、 所定時間攪拌した後、 濾液を吸引濾過する工程を複数回繰 り返した後、 最後に純水により洗浄する事により、 イオン交換率を上げることが できる。 また、 前記生成物 I I I一 Cを所定量の Cu (NO 3)2 · 3 H20水溶液 中、 所定時間攪拌した後(銅イオン交換処理工程)、 デカンテ一シヨンにより濾液 を除去し、 再び所定量の〇 1(^103)2 · 3 H20水溶液を補充し、 所定時間攪拌 した後、 デカンテ一シヨンにより濾液を除去する工程を複数回繰り返した後、 最 後に純水により洗浄する事により、 イオン交換率を上げることも可能である。
〔実施の形態 1 3〕 In the case of the microporous body obtained in Embodiment 12, the amount of copper contained in the microporous body as a final product is determined by the microporous body obtained by the production method described in Embodiment 8. This is considered to be due to the fact that the time required for the copper ion exchange treatment step is short and that the above-mentioned deposition treatment step is not performed. In addition, it is also effective to repeat the copper ion exchange treatment step in order to increase the copper addition rate of the final product. That is, in Embodiment 1 the second embodiment described above, the product III-C u (N0 3) in 2 · 3 H 2 0 solution of C a given amount, after stirring a predetermined time (copper ion-exchange process), the filtrate The solution is replenished with a predetermined amount of Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 〇 aqueous solution, stirred for a predetermined time, and the process of suction-filtrating the filtrate is repeated several times. By washing with, the ion exchange rate can be increased. Further, after stirring the product III-C in a predetermined amount of Cu (NO 3 ) 2 .3H 20 aqueous solution for a predetermined time (copper ion exchange treatment step), the filtrate was removed by decantation, and the filtrate was removed again. After replenishing the fixed amount of 〇1 (^ 10 3 ) 2 · 3H 2 0 aqueous solution, stirring for a predetermined time, removing the filtrate by decantation several times, finally wash with pure water Can increase the ion exchange rate. (Embodiment 13)
(含浸処理工程) (Impregnation process)
前述した実施の形態 1 1で得られた白色粉末 Cを、 テフロン内筒張りのステン レス製密封容器に封入し、 1 50°C · 48時間の加熱処理を行って生成物 I—C を得た。 この生成物 I一 Cを電気炉(いす (株)製)にて 500て · 24時間焼成 し、 中間体としての生成物 I I一 Cを得た(加熱工程)。 次に生成物 I I一 C 1. 1 34 gを純水 1 リッ トル中に分散させ、 常温で 1 0 h r攪拌し、 沈殿するまで そのまま放置した。 然る後に上澄み液を除去し、 NH4N03水溶液中で攪拌しな がら 3 h r煮沸させた後(前処理工程)、 固液分離し、 生成物 I I I一 Cを得た。 前記生成物 I I I一 Cに銅を添加処理する銅添加処理工程として、 前記生成物 I I I一 Cを銅イオン含有水溶液中に含浸させる含浸処理工程を行うことでも、 銅を添加したミクロ多孔体を得ることが可能である。 The white powder C obtained in the above-described Embodiment 11 was sealed in a stainless steel sealed container having a Teflon inner cylinder, and subjected to a heat treatment at 150 ° C for 48 hours to obtain a product I-C. Was. This product I-C was calcined at 500 in an electric furnace (manufactured by Isuzu Co., Ltd.) for 24 hours to obtain a product II-C as an intermediate (heating step). Next, 1.134 g of product II-C was dispersed in 1 liter of pure water, stirred at room temperature for 10 hr, and left as it was until precipitation. Thereafter the supernatant was removed, NH 4 N0 3 after with stirring grounds 3 is hr boil in an aqueous solution (pretreatment step), solid-liquid separation to give the product III one C. By performing an impregnation step of impregnating the product III-Ic with an aqueous solution containing copper ions as a copper addition treatment step of adding copper to the product III-Ic, a microporous body to which copper is added is also obtained. It is possible.
即ち、 前記生成物 I I I一 Cを Cu(N03)2 ' 3 H2〇、 0. 087 g/ 1 0 Oml中、 60°Cにて 3時間攪拌した後、 濃縮 '乾燥させて、 本発明に係るミク 口多孔体である最終生成物 V I— Cを得た。 そのため、 前記生成物 I I I— Cに 銅を添加処理する銅添加処理工程として、 含浸処理工程を行うことでも、 このよ うなミクロ多孔体を触媒として用いた場合、 脱硝触媒能及び脱硝触媒能が発現さ れることが考えられる。 That is, the product III one C the Cu (N0 3) 2 '3 H 2 〇 in 0. 087 g / 1 0 Oml, After stirring for 3 h at 60 ° C, concentrated' dried, the present invention The final product VI-C, which is a microporous material according to the above, was obtained. Therefore, when such a microporous material is used as a catalyst, a denitration catalytic activity and a denitration catalytic activity are exhibited by performing an impregnation process as a copper addition process of adding copper to the product III-C. It is possible that it will be done.
尚、 銅添加率を上げるために、 本操作を繰り返して行うことも有効である。 即 ち、 前記生成物 I I I一 Cを所定濃度の C u(N03)2 · 3 H20水溶液中、 所定 時間攪拌した後、 濃縮 ·乾燥させた後、 再度、 所定濃度の(: 1(^^03)2 . 3 H 2 〇水溶液に浸し、 濃縮 ·乾燥の一連の操作を繰り返すことで、 ミクロ多孔体中に おける銅の添加率を上げることが可能となる。 It is also effective to repeat this operation to increase the copper addition rate. Immediate Chi, C u (N0 3) in 2 · 3 H 2 0 aqueous solution having a predetermined concentration the product III one C, After stirring for a predetermined time, after concentrated to dryness, again, a predetermined concentration (: 1 ( ^^ 0 3) 2. immersed in 3 H 2 〇 solution, by repeating a series of operations of concentration and drying, it is possible to increase the addition rate of copper definitive in microporous material.
尚、 前述の実施の形態では、 白色粉末 Cを用いて、 含浸処理工程を行うことで、 本願発明ミクロ多孔体を得たが、 白色粉末 Cの場合のみならず、 前記白色粉末 A、 B、 D〜Hを用いた場合においても、 前述の実施の形態と同様の条件で、 本願発 明ミクロ多孔体を得ることが可能である。 In the above-described embodiment, the microporous body of the present invention was obtained by performing the impregnation process using the white powder C, but not only the white powder C but also the white powders A, B, Even when D to H are used, the microporous body of the present invention can be obtained under the same conditions as in the above-described embodiment.
〔実施の形態 14〕
(混練処理工程) (Embodiment 14) (Kneading process)
アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミン類又はジァミン類から選ば れる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合 液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒 子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行った後、 固液分離され た固体成分に対し、 銅を添加処理する銅添加処理工程を行った後、 加熱を行う加 熱工程を行うことを含む製造方法においても、 本願発明ミクロ多孔を得ることが 可能である。 Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing at least one crystallization modifier selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines or diamines, and a silicon component; Thereafter, after performing a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid, a copper addition processing step of adding copper to the solid component subjected to the solid-liquid separation is performed. It is possible to obtain the microporous material of the present invention also in a manufacturing method including performing a heating step of performing heating after performing.
即ち、 固液分離された固体成分に銅を添加処理する銅添加処理工程として、 固 液分離された固体成分に、 銅若しくは銅含有物質を乾式混合させる混練処理工程 を行った後、 その混練処理工程で得られた混練処理物を加熱する加熱工程を行う ことで、 銅を添加したミクロ多孔体を得ることが可能である。 That is, as a copper addition treatment step of adding copper to the solid-liquid separated solid component, a kneading treatment step of dry-mixing copper or a copper-containing substance with the solid-liquid separated solid component is performed, and then the kneading treatment is performed. By performing a heating step of heating the kneaded product obtained in the step, a microporous body to which copper has been added can be obtained.
前記白色粉末 Bを 5 . 1 6 5 g取り、 瑪瑙製乳鉢にて 1 0分間潰壊し、 次に、 塩化銅二水和物(和光純薬工業(株)製) 0 . 1 4 4 5 gを同様に瑪瑙乳鉢にて 1 0 分間潰壊した。 これを先の潰壊した白色粉末 Bと共に十分良く乾式混合させ、 更 に 1 0分間潰壊した(銅添加処理工程)。 Take 5.165 g of the white powder B, crush it in an agate mortar for 10 minutes, and then add copper chloride dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.14 45 g Was similarly crushed in an agate mortar for 10 minutes. This was dry-mixed well with the crushed white powder B, and crushed for another 10 minutes (copper addition treatment step).
次に、 こうして得られた混合粉末をテフロン内筒張りのステンレス製密封容器 に封入し、 1 5 0 °C · 7 2時間の加熱処理を行って生成物 V I I— Bを得た。 こ の生成物 V I I—Bを電気炉(いす (株)製)にて 5 0 0 °C · 2 4時間焼成して生 成物 V I I I _ Bを得た(加熱工程)。 Next, the mixed powder thus obtained was sealed in a stainless steel sealed container having a Teflon inner cylinder, and subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 72 hours to obtain a product VIIB. The product VII-B was calcined at 500 ° C for 24 hours in an electric furnace (manufactured by Isuzu Corporation) to obtain a product VIIIB (heating step).
このように、 固液分離された固体成分に、 塩化銅二水和物を乾式混合させる混 練処理工程を行った後、 その混練処理工程で得られた混練処理物を加熱する加熱 工程を行うことで、 銅を添加したミクロ多孔体を得ることが可能であり、 このよ うなミクロ多孔体を触媒として用いた場合、 脱硝触媒能及び脱硝触媒能が発現さ れることが考えられる。 After the kneading treatment step of dry-mixing the solid component separated into solid and liquid with copper chloride dihydrate is performed, the heating step of heating the kneaded treatment product obtained in the kneading treatment step is performed. This makes it possible to obtain a microporous body to which copper has been added. When such a microporous body is used as a catalyst, it is conceivable that a denitration catalytic activity and a denitration catalytic activity are exhibited.
この生成物 V I I I 一 Bを粉末 X線回折装置(理学電機(株)製 R I N T 2 5 0 0型)にて回折パターンを測定したところ、第 2 9図に示すように、 Z S M— 5型 の M F I構造を有するミクロ多孔体の回折パターンに類似するものであった。 尚、 前述の実施の形態では、 白色粉末 Bを用いて、 含浸処理工程を行うことで、
本願発明ミクロ多孔体を得たが、 白色粉末 Bの場合のみならず、前記白色粉末 A、 C〜Hを用いた場合においても、 前述の実施の形態と同様の条件で、 本願発明ミ クロ多孔体を得ることが可能である。 〔実施の形態 1 5〕 The diffraction pattern of this product VIII-B was measured using a powder X-ray diffractometer (RINT 250, manufactured by Rigaku Corporation). As shown in FIG. 29, the MFI of ZSM-5 type was obtained. It was similar to the diffraction pattern of a microporous material having a structure. In the above-described embodiment, by performing the impregnation process using the white powder B, The microporous body of the present invention was obtained. Not only in the case of the white powder B, but also in the case of using the white powders A and C to H, the microporous body of the present invention was used under the same conditions as in the above-described embodiment. It is possible to get a body. (Embodiment 15)
(脱硝評価試験による評価方法) (Evaluation method by denitration evaluation test)
ケィ素成分を、 カネマイ ト、 TEO S、 コロイダルシリカ、 ヒュームドシリカ とし、 銅添加処理工程を銅イオン交換処理工程とした場合において、 ミクロ多孔 体の脱硝評価試験を行った。 A denitration evaluation test was performed on the microporous body when the silicon component was kanemite, TEOS, colloidal silica, and fumed silica, and the copper addition process was a copper ion exchange process.
ここで、 前記脱硝評価試験とは、 常圧流通式反応管に測定対象物質 2 mlを充 填し、これに対し、 200 ppmN〇一 1 000 p pmC3H8- l 0 % 02 - 6 % C 02 - 1 0 %H 2 O SV 1 5000 h 1の条件下で、 反応管の入口 N 0濃度 と出口 NO濃度(ただし、 出口濃度は反応開始 1 0分後の値)を窒素酸化物分析計 により測定し、この測定結果により「脱硝率(%)二(入口 NO濃度—出口 NO濃度) Z入口 NO濃度 X 1 00」 を算出する評価試験である。 Here, the the denitration evaluation test, to the analyte 2 ml in an ordinary-pressure flowing-type reactor tube Filling, In contrast, 200 PpmN_〇 one 1 000 p pmC 3 H 8 - l 0% 0 2 - 6 % C 02-10% H 2 O SV 1 5000 h 1 Under the condition of 5000 h 1 , the concentration of N 0 at the inlet and the concentration of NO at the outlet of the reaction tube (however, the outlet concentration is the value 10 minutes after the start of the reaction) This is an evaluation test in which measurement is performed using an analyzer, and from this measurement result, “denitration rate (%) 2 (inlet NO concentration-outlet NO concentration) Z inlet NO concentration X 100” is calculated.
(カネマイ ト) (Kanemite)
前述の実施の形態 1 5において、 固液分離工程を行うことで得られた白色粉末 Aの H20/S i 02を 0. 5に調整し、 その他の条件は実施の形態 8と同様にし て、 ミクロ多孔体としての生成物 V— A( 0. 5 )を得た。 係る場合の生成物 V— A( 0. 5 )の脱硝評価試験結果を第 25図に示す。 尚、 比較例として、 水熱合成 法によって製造された市販のミクロ多孔体(ズ一ドへミ一社製のペンタシル型ゼ オライ ト)に同様の処理で銅を含有させたもののデ一夕を第 25図に併せて示す。 (T E 0 S ) In Embodiment 1 the fifth embodiment described above, the H 2 0 / S i 0 2 of the obtained white powder A by performing a solid-liquid separation step was adjusted to 0.5, the other conditions the same manner as in the eighth embodiment Thus, the product VA (0.5) was obtained as a microporous body. FIG. 25 shows the results of the denitration evaluation test of the product VA (0.5) in such a case. As a comparative example, a commercially available microporous material (pentasil-type zeolite manufactured by Zudhemi Co., Ltd.) produced by a hydrothermal synthesis method containing copper by the same treatment was used. It is also shown in Fig. 25. (TE 0 S)
前述の実施の形態 1 1において、 固液分離工程を行うことで得られた白色粉末 Cの H 2 O/S i◦ 2を 0. 8、 1. 0、 1. 5に調整し、 その他の条件は実施の 形態 8と同様にして、 ミクロ多孔体としての生成物 V— C( 0. 8)、 V- C( 1. 0 )、 V— C( 1. 5 )を得た。 それらの脱硝評価試験結果を第 26図に示す。 尚、
比較例として、 第 25図に示したものと同様に、 水熱合成法によって製造された 市販のミクロ多孔体(ズードへミ一社製のペン夕シル型ゼォライ ト)に同様の処理 で銅を含有させたもののデータを第 26図に併せて示す。 In Embodiment 1 1 described above, the solid-liquid of H 2 white powder C obtained by performing the separation step O / S i◦ 2 to 0.8, 1.0, 1. was adjusted to 5, and other The conditions were the same as in Embodiment 8 to obtain products V—C (0.8), V—C (1.0), and V—C (1.5) as microporous materials. Fig. 26 shows the results of the denitration evaluation test. still, As a comparative example, in the same manner as shown in FIG. 25, a commercially available microporous body (pencil type zeolite manufactured by Sudohemi Co., Ltd.) was treated with copper in the same manner as shown in FIG. The data for the inclusions are also shown in FIG. 26.
第 25図及び第 26図のいずれの場合も、 本願発明ゼォライ トは比較例に対し て、 全温度域において高い脱硝率を示している。 尚、 比較例も含めて、 幾つかの 試料においては 450 °Cを超える温度域で脱硝率の減少が観察されるが、 これは 還元剤である C3H8自身の酸素酸化によるものと推察される。 In both cases of FIG. 25 and FIG. 26, the zeolite of the present invention shows a higher denitration ratio in all temperature ranges than the comparative example. In some samples, including the comparative example, a decrease in the denitrification rate was observed in the temperature range exceeding 450 ° C, which is presumed to be due to oxygen oxidation of the reducing agent C 3 H 8 itself. Is done.
(コロイダルシリカ) (Colloidal silica)
前述の実施の形態 1 1において、 固液分離工程を行うことで得られた白色粉末 Eの H20/S i 02を 0. 5に調整し、 その他の条件は実施の形態 8と同様にし て、 ミクロ多孔体としての生成物 V— E(0. 5 )を得た。 また、 H2 O/S i 0 2が 0. 5に調整した白色粉末試料に対して適宜水分を含有させ、 H20/S i O 2が 20、 50、 1 00の状態を用意し、 その後、 それそれ加熱工程を行った場 合のミクロ多孔体としての生成物 V— E ( 20 )、 V— E(50 )、 V— E( 1 00 ) を得た。 尚、 H2 O/S i 02 > 50は、 ほぼ公知技術の水熱合成反応に準じるも の(擬水熱系)を想定して調製 ·測定を行ったものである。 それそれの脱硝評価試 験の結果を第 27図に示す。 比較例として、 第 25図に示したものと同様に、 水 熱合成法によって製造された市販のミクロ多孔体(ズードへミ一社製のペンタシ ル型ゼォライ ト)に同様の処理で銅を含有させたもののデータを第 2 7図に併せ て示す。 In Embodiment 1 1 described above, the H 2 0 / S i 0 2 white powder E obtained by performing solid-liquid separation step was adjusted to 0.5, the other conditions the same manner as in the eighth embodiment Thus, the product V—E (0.5) as a microporous material was obtained. Further, by incorporating an appropriate water against a white powder sample H 2 O / S i 0 2 was adjusted to 0. 5, H 2 0 / S i O 2 is prepared 20, 50, 1 00 state, Thereafter, products V—E (20), V—E (50), and V—E (100) were obtained as microporous materials after each heating step. Note that H 2 O / S i O 2 > 50 was prepared and measured on the assumption of a (quasi-hydrothermal) system substantially similar to a hydrothermal synthesis reaction of a known technique. Figure 27 shows the results of each of the denitration evaluation tests. As a comparative example, a commercially available microporous material (pentasil type zeolite manufactured by Sudohemi Co., Ltd.) containing copper in the same manner as shown in Fig. 25 as a comparative example. Figure 27 shows the data of the test.
(ヒュームドシリカ) (Fumed silica)
前述の実施の形態 1 1において、 固液分離工程を行うことで得られた白色粉末 Gの H 2 O/S i 02を 0 · 5に調整し、 その他の条件は実施の形態 8と同様にし て、 ミクロ多孔体としての生成物 V— G( 0. 5 )を得た。 係る場合の生成物 V— G( 0. 5 )の脱硝評価試験結果を第 28図に示す。 また、 H2 O/S i 02が 0. 5に調整した白色粉末試料に対して適宜水分を含有させ、 H 20ZS i〇2が 20、 50、 1 00の状態を用意し、 その後、 それぞれ加熱工程を行った場合のミクロ
多孔体としての生成物 V— G( 20 )、 V— G( 50 )、 V— G( 1 00 )を得た。 尚、 H2 O/S i 02> 50は、ほぼ公知技術の水熱合成反応に準じるもの(擬水熱系) を想定して調製 ·測定を行ったものである。 比較例として、 第 25図に示したも のと同様に、水熱合成法によって製造された市販のミクロ多孔体(ズ一ドへミ一社 製のペンタシル型ゼォライ ト)に同様の処理で銅を含有させたもののデータを第 28図に併せて示す。 In the above-described Embodiment 11, H 2 O / S i 0 2 of the white powder G obtained by performing the solid-liquid separation step was adjusted to 0.5, and other conditions were the same as those of Embodiment 8. The product VG (0.5) was obtained as a microporous material. FIG. 28 shows the results of the denitration evaluation test of the product VG (0.5) in such a case. Further, by incorporating an appropriate water against a white powder sample H 2 O / S i 0 2 was adjusted to 0. 5, H 20ZS I_〇 2 prepared state of 20, 50, 1 00, then, respectively Micro with heating process The products VG (20), VG (50) and VG (100) as porous bodies were obtained. In addition, H 2 O / S i 0 2 > 50 was prepared and measured assuming that it is substantially similar to a hydrothermal synthesis reaction of a known technique (pseudo-hydrothermal system). As a comparative example, in the same manner as shown in FIG. 25, a commercially available microporous body (a pentasil type zeolite manufactured by Zudhemi Co., Ltd.) produced by hydrothermal synthesis was treated with copper in the same manner. Figure 28 also shows the data for the case where
第 27図及び第 28図のいずれにおいても H20/S i 02= 20の場合は、ほ ぼ全温度域において比較例よりも高い脱硝率を示している。 尚、 第 27図及び第 28図のいずれにおいても H20/S i 02 = 50、 1 00の場合は比較例よりも 低い脱硝率を示す傾向にあり、 とりわけ第 28図における H2O/S i〇2= 50、 1 00の試料はほとんど有意義な脱硝率を示さない。 In both FIG. 27 and FIG. 28, when H 2 0 / S i 0 2 = 20, the denitration rate is higher than that of the comparative example in almost all temperature ranges. Note that, in both of FIGS. 27 and 28, when H 20 / S i 02 = 50 and 100, the denitration rate tends to be lower than that in the comparative example, and in particular, H 2 O / The sample with Si 2 = 50, 100 shows almost no significant denitration rate.
結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合ェ 程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無機材料 混合液から分離する固液分離工程を行った後、 固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行うことを含む 製造方法で得られたミクロ多孔体は、 前記脱硝評価試験において、 温度 450 °C 条件下で、 50 %以上の脱硝率を示す傾向にあることが、 第 25図、 第 26図、 第 27図及び第 28図の結果から理解される。 Performing a mixing step of forming an inorganic material mixed solution containing a crystallization modifier and a silicon component; separating the fine particles precipitated in the mixed solution from the inorganic material mixed solution after the mixing step; After performing the solid-liquid separation step, the solid component subjected to the solid-liquid separation is subjected to a heating step of heating and a copper addition treatment step of adding copper. According to the results of FIGS. 25, 26, 27 and 28, the porous body tends to show a denitration rate of 50% or more under the condition of a temperature of 450 ° C. in the denitration evaluation test. Understood.
また、 ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無機材料混合液を形成す る混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記 無機材料混合液から分離する固液分離工程を行った後、 固液分離された固体成分 に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行うこ とを含む製造方法で得られたミクロ多孔体であっても、 銅を添加処理されたミク 口多孔体を得ることができるから、 前記脱硝評価試験において、 温度 450°C条 件下で、 50 %以上の脱硝率を示す傾向にあると考えられる。 Further, a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing a silicon component and a trivalent element component is performed. After the mixing step, fine particles precipitated in the mixed liquid are mixed with the inorganic material mixed liquid. After performing a solid-liquid separation step of separating from the solid component, a solid component separated from the solid component is subjected to a heating step of heating, and a copper addition treatment step of adding copper, and a copper addition treatment step. Even if the microporous body is prepared, a microporous body to which copper has been added can be obtained, so that in the above-described denitration evaluation test, a denitration rate of 50% or more is obtained at a temperature of 450 ° C. It is considered that there is a tendency.
第 27図及び第 28図において、 本願発明に係るミクロ多孔体が、 水熱合成法 で製造されたミクロ多孔体と比較して、 前記脱硝評価試験において、 高い脱硝率 を示す傾向にあるのは、 以下の理由によるものと考えられる。 In FIG. 27 and FIG. 28, the microporous body according to the present invention tends to show a higher denitration rate in the above-mentioned denitration evaluation test, as compared with a microporous body produced by a hydrothermal synthesis method. It is considered that the reason is as follows.
即ち、 H2O/S i O2= 50、 1 00の場合は、 ほぽ水熱合成反応系に近い状
態である事を示し、 係る方法によって得られる市販のミクロ多孔体では、 通常、 水分量の多い水系原料スラリーを加熱結晶化させる工程を有するため、 加熱結晶 化の途中で液相であるスラリ一中で 3価元素種の拡散 ·移動が自由に生じ、 結晶 化の初期段階では S i · 0原子に比べて少量異種原子である 3価元素が阻害され、 S i · 0原子のみでミクロ多孔体の骨格構造を形成して結晶化しようとする傾向 が強いと考えられる。 そのため、 結晶化後に得られたミクロ多孔体中の 3価元素 の分布に偏りが生じ易くなる傾向があると考えられ、 例えば、 結晶の内部は S i 原子の割合が高く、 結晶表面に近づくほど 3価元素の分布が多くなる。 That is, in the case of H 2 O / S i O 2 = 50, 100, the state is close to that of a hydrothermal synthesis reaction system In general, a commercially available microporous material obtained by such a method has a step of heating and crystallizing a water-based raw material slurry having a large amount of water. In the initial stage of crystallization, the trivalent element, which is a heterogeneous atom in a smaller amount than the Si0 atom, is hindered, and the microporous is formed only by the Si0 atom. It is thought that there is a strong tendency to crystallize by forming the skeleton structure of the body. Therefore, it is considered that the distribution of the trivalent element in the microporous body obtained after crystallization tends to be biased.For example, the ratio of Si atoms is high in the inside of the crystal, and the closer to the crystal surface, the closer to the crystal surface. The distribution of trivalent elements increases.
一方、 ケィ素成分及び 3価元素成分とを含んでなる無機材料混合液を形成する 混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無 機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱 する加熱工程を行うことで得られる中間体は、 固液分離された固体成分を粉末形 態のまま固相で加熱させるから、 3価元素が均一に分散 ·保持された中間体であ ると考えられる。 即ち、 加熱工程において、 3価元素種の拡散 ·移動が制限され ているから、 3価元素の存在位置は均一に分散した状態のままであり、 3価元素 と S i原子が均一に分散した骨格構造を有する中間体を生成し易いと考えられる。 3価元素成分が骨格中に均一に分散しているから、 触媒能発現に関与する銅が比 較的付近一に分散することになると考えられ、 反応温度条件が比較的低温であつ ても触媒能発現が可能であると考えられる。 On the other hand, a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing a silicon component and a trivalent element component is performed, and after the mixing step, fine particles precipitated in the mixed liquid are removed from the inorganic material mixed liquid. The intermediate obtained by performing the solid-liquid separation step of separating and then performing the heating step of heating the solid-liquid separated solid component heats the solid-liquid separated solid component in a solid phase in powder form. This is considered to be an intermediate in which the trivalent element is uniformly dispersed and held. That is, in the heating step, the diffusion and movement of the trivalent element species are restricted, so that the position of the trivalent element remains uniformly dispersed, and the trivalent element and the Si atom are uniformly dispersed. It is considered that an intermediate having a skeletal structure is easily produced. Since the trivalent element components are uniformly dispersed in the skeleton, it is considered that copper involved in the development of the catalytic activity is relatively uniformly dispersed in the catalyst. It is considered that the function can be expressed.
尚、 H 2 O / S i〇2 = 5 0、 1 0 0の場合、 ケィ素成分としてコロイダルシリ 力を使用した場合の方が、 ヒュームドシリカを使用した場合に比較して、 全温度 域において脱硝率が高いのは、 コロイダルシリ力の方がヒュームドシリカよりも 粒子径が小さく反応性に富み、 中間体骨格構造中で 3価元素が均一に分布しやす いことに起因していると考えられる。 When H 2 O / S i / 2 = 50, 100, the colloidal silicide force was used as the silicon component over the entire temperature range compared to the case where fumed silica was used. The higher denitration rate is due to the fact that the colloidal silicide force has a smaller particle size than fumed silica and has higher reactivity, and the trivalent element is easily distributed uniformly in the intermediate skeleton structure. it is conceivable that.
〔実施の形態 1 6 D [Embodiment 16
蒸留水 3 3 1 7 . 3 gにトリメチルベンジルアンモニゥムヒドロキシド水溶液 ( 4 0 % i n w a t e r、 東京化成工業 (株) 製)) 1 4 . 2 1 gを添加して十 分に攪拌した。 この水溶液に、 十分に良く攪拌しながら水酸化ナト リウム (和光
純薬工業 (株) 製、 95%>) 1 1 3. 57 gを少量ずつ添加した。 こう して得 られた水溶液に、十分に良く攪拌しながらアルミン酸ナトリウム 98.66 g (和 光純薬工業 (株) 製) を少量ずつ添加して、 全体が均一な水溶液となるように調 製した。 この水溶液に、 更にコロイダルシリカ (触媒化成工業 (株) カタロイ ド S I— 30) 2024. 2 gを少量ずつ添加し、 全体が均一となるように十分良 く攪拌した (混合工程)。 こうして得られた水溶液をスプレードライヤー (大河原 化工機 (株) 製 LT— 8型) にて粉末乾燥させ、 白色粉末を得た (固液分離工程)。 尚、 前記白色粉末における H 2 O/S i 02は 0. 3であった。 An aqueous solution of trimethylbenzylammonium hydroxide (40% inwater, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (14.2 g) was added to 31.77.3 g of distilled water, and the mixture was sufficiently stirred. To this aqueous solution, add sodium hydroxide (Wako 95%> manufactured by Junyaku Kogyo Co., Ltd. 1 1 3.57 g was added little by little. To the aqueous solution thus obtained, 98.66 g of sodium aluminate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added little by little with sufficient stirring to prepare an aqueous solution as a whole. To this aqueous solution, 2024.2 g of colloidal silica (Catalyst Chemical Industry Co., Ltd., Cataloid SI-30) was further added little by little, and the mixture was stirred well enough to make the whole homogeneous (mixing step). The aqueous solution thus obtained was powder-dried with a spray dryer (LT-8, manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd.) to obtain a white powder (solid-liquid separation step). Incidentally, H 2 O / S i 0 2 in the white powder was 0.3.
次に、 この白色粉末を 7 gと蒸留水 1. 2 gを均一になるように十分良く混合 させ、 テフロン内筒を含むステンレス製耐圧容器(米国 P a r r社製 4749型) に封入し、 エアヒ一ティングオーブン (タバイエスペック (株)製) にて 1 80° (:、 48 h rの加熱処理を行った。 加熱処理後、 内容物を取り出し、 先述のエアヒ一 ティングオーブンで 40てにて一昼夜十分に乾燥させた。 こう して得られた生成 物 I一 kを電気炉 (いす (株) 製) にて 500 °C · 24時間焼成し、 中間体と しての生成物 I I—kを得た (加熱工程)。 Next, 7 g of this white powder and 1.2 g of distilled water were mixed well enough to be uniform, and sealed in a stainless steel pressure-resistant container (Model 4749, manufactured by Parr, USA) containing a Teflon inner cylinder. Heating was performed at 180 ° (: 48 hours) in a single oven (manufactured by Tabai Espec Corp.). After the heat treatment, the contents were taken out, and the contents were taken out with the above-mentioned air-heating oven at 40 ° C for 24 hours. The product I-1k thus obtained was calcined in an electric furnace (manufactured by Isuzu Corporation) at 500 ° C for 24 hours to obtain a product II-k as an intermediate. (Heating step).
次に生成物 I I一 kの 1. 2 gをを蒸留水 1 リッ トル中に分散させ、 常温で 1 O hr攪拌し、 沈殿するまでそのまま放置した。 然る後に上澄み液を除去し、 N H 4 NO 3水溶液中で攪拌しながら 3 h r煮沸させた後(イオン交換工程)、 固液 分離し、 生成物 I I I— kを得た。 引き続いて、 生成物 I I I— kを 500 °C · 24 h r焼成処理して生成物 I V— kを得た(脱離工程)。 この生成物 I V— kを 粉末 X線回折装置 (理学電機 (株) 製 R I NT 2500型) にて測定 .分析した ところ、 Mo r d e n i t e型の M〇R構造を有するミクロ多孔体の粉末 X線回 折パターンに類似するものであることがわかった。 Next, 1.2 g of the product I Ik was dispersed in 1 liter of distilled water, stirred at room temperature for 1 Ohr, and allowed to stand until precipitation. Thereafter, the supernatant was removed, and the mixture was boiled for 3 hr while stirring in an aqueous NH 4 NO 3 solution (ion exchange step), and then subjected to solid-liquid separation to obtain a product II I-k. Subsequently, the product IIIk was calcined at 500 ° C for 24 hours to obtain a product IVk (desorption step). This product IV-k was measured with a powder X-ray diffractometer (RINT 2500, manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.). The powder X-ray diffraction of a microporous material having a Mordenite type M〇R structure was measured. It turned out to be similar to the folding pattern.
さらに、 MAS S法によって、 NH3脱離量及び総脱離物質量を求めたところ、 高温域脱離物質は主成分が水分であることが分かるとともに、 きわめて高温 (8 00°C) まで水分を吸着保持可能な酸点が存在していることが分かった。 また、 このとき、 高温域脱離物質量の総脱離物質量に対する割合は、 50. 3%であつ た。
[別実施形態] In addition, the amount of NH 3 desorbed and the total desorbed material were determined by the MAS S method. As a result, it was found that the main component of the desorbed material in the high-temperature region was water, and the water content was extremely high (800 ° C). It was found that there was an acid site capable of adsorbing and holding. At this time, the ratio of the amount of high-temperature desorbed substances to the total desorbed substances was 50.3%. [Another embodiment]
本願発明に係るミクロ多孔体における強い固体酸性発現のためには、 第二成分 として S i以外の原子種 A 1を添加することが必須であり、 実施の形態において は、 A 1源としてアルミン酸ナトリウムを添加しているが、 塩化アルミニウム等 も A 1源として添加することが可能である。 In order to express strong solid acidity in the microporous body according to the present invention, it is essential to add an atomic species A1 other than Si as the second component. In the embodiment, aluminate is used as the A1 source. Although sodium is added, aluminum chloride can also be added as an A1 source.
上述の実施の形態では、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分と を含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程における無機材料混合液の p H は、 9 . 5であったが、 前記無機材料混合液の p Hは、 9 . 0以上 1 2 . 5以下 の範囲で調整することが好ましい。 p H 9 . 0より小さい範囲に調整しておくと ミクロ多孔体の粘結性が低下するからであり、 P H 1 3程度の高アルカリ性条件 下では、 前記中間体の収率低下及び前記中間体のアモルファス富化が促進される からである。 In the above-described embodiment, the pH of the inorganic material mixed solution in the mixing step of forming the inorganic material mixed solution containing the crystallization modifier, the aluminum component, and the silicon component was 9.5. However, it is preferable that the pH of the inorganic material mixed solution is adjusted in the range of 9.0 or more and 12.5 or less. This is because if the pH is adjusted to a range smaller than 9.0, the caking property of the microporous body decreases. Under a highly alkaline condition of about PH13, the yield of the intermediate decreases and the intermediate decreases. This is because the enrichment of amorphous is promoted.
上述の実施の形態では、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分と を含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程において、 無機材料混合液の温 度を 4 5 °Cに調整して攪拌したが、 前記無機材料混合液の温度を 6 0 °C以下の温 度に設定して攪拌することが好ましく、 より好ましくは 3 0て以下の液体条件下 で混合攪拌することが好ましい。 前記無機材料混合液の攪拌を 6 (TC以下の低温 条件下で行うと、 前記中間体の生成が短時間でかつ極めて高収率で生成が可能だ からである。 In the above embodiment, the temperature of the inorganic material mixture is adjusted to 45 ° C. in the mixing step of forming the inorganic material mixture containing the crystallization modifier, the aluminum component, and the silicon component. It is preferable to stir the mixture of inorganic materials at a temperature of 60 ° C. or lower, and more preferable to stir the mixture under a liquid condition of 30 ° C. or lower. . This is because if the inorganic material mixture is stirred under a low temperature condition of 6 (TC or less), the intermediate can be produced in a short time and in an extremely high yield.
アンモニゥムイオン(R 4 N + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あるい はァリール基から選ばれる少なく とも一種)、 ホスホニゥムイオン(R 4 P + : Rは 水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あるいはァリール基から選ばれる少なく とも 一種)、 ァミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 アルミニゥム成 分と、 コロイダルシリカ若しくはヒュームドシリカとを含んでなる無機材料混合 液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒 子を、 前記無機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固 体成分の H 2 O / S i 0 2重量比を 0 . 5以下に調整した後で加熱する加熱工程を 行うことで中間体を得、 前記中間体をアンモニゥムイオンでイオン交換するィォ ン交換工程の後、 アンモニア及び水を脱離させる脱離工程を含む製造方法で、 非
晶性ミクロ多孔体を得ることもできる。 Ammonia ion (R 4 N +: R is hydrogen, at least one selected from an alkyl group having 10 or less carbon atoms or aryl group), phosphonium ion (R 4 P + : R is hydrogen, carbon atom 1 At least one selected from an alkyl group or aryl group of 0 or less), at least one crystallization modifier selected from amines, an inorganic component, and an inorganic material containing colloidal silica or fumed silica. Performing a mixing step of forming a liquid; and after the mixing step, performing a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid. the H 2 O / S i 0 2 weight ratio 0.5 yielding intermediate by performing a heating step of heating after adjusting below, the intermediate of i O-exchange step of ion-exchanged with ammonium Niu-ion The manufacturing method comprising the elimination step of the ammonia and water elimination, non A crystalline microporous body can also be obtained.
このような非晶性ミクロ多孔体は、 NH3— T P D装置による T CD法におい て、 1 00°C以上 800°C以下における総脱離物質量に対し、 500 °C以上 80 (TC以下における高温域脱離物質量が 3 0 %以上である非晶性領域を含むミクロ 多孔体である。 In the TCD method using an NH 3 -TPD device, such an amorphous microporous material can be used at a temperature of 500 ° C or more and 80 (TC or less) with respect to the total amount of desorbed substances at 100 ° C or more and 800 ° C or less. It is a microporous material containing an amorphous region in which the amount of desorbed substances in a high temperature region is 30% or more.
尚、 NH3— TPD装置による TCD法において、 1 00 °C以上 8◦ 0 °C以下 における総脱離物質量に対し、 500 以上 800 °C以下における高温域脱離物 質量が 30 %以上であるミクロ多孔体の製造方法は、 上記実施の形態に記載され た方法に限定されるものではない。 In the TCD method using the NH 3 —TPD device, the mass of high-temperature desorbed substances at 500 to 800 ° C was 30% or more of the total desorbed substances at 100 ° C to 8 ° 0 ° C. The method for producing a certain microporous body is not limited to the method described in the above embodiment.
上述の実施の形態 8では、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分 とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程における無機材料混合液の p In Embodiment 8 described above, the p of the inorganic material mixed solution in the mixing step of forming the inorganic material mixed solution containing the crystallization modifier, the aluminum component, and the silicon component is described.
Hは、 9. 5であった力 前記無機材料混合液の p Hは、 9. 0以上 1 2. 5以 下の範囲で調整することが好ましい。 pH 9. 0より小さい範囲に調整しておく とミクロ多孔体の粘結性が低下するからであり、 P H 1 3程度の高アル力リ性条 件下では、 前記中間体の収率低下及び前記中間体のアモルファス富化が促進され るからである。 H was a force of 9.5 It is preferable to adjust the pH of the inorganic material mixed solution in a range of 9.0 or more and 12.5 or less. If the pH is adjusted to a range smaller than 9.0, the caking property of the microporous body is reduced, and the yield of the intermediate is reduced under conditions of high resistance to PH13. This is because the enrichment of the intermediate in the amorphous state is promoted.
上述の実施の形態 8では、 結晶化調整剤と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分 とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程において、 無機材料混合液の 温度を 45 °Cに調整して攪拌したが、 前記無機材料混合液の温度を 60°C以下の 温度に設定して攪拌することが好ましく、 より好ましくは 30 以下の液体条件 下で混合攪拌することが好ましい。 前記無機材料混合液の攪拌を 60て以下の低 温条件下で行うと、 前記中間体の生成が短時間でかつ極めて高収率で生成が可能 だからである。 In Embodiment 8 described above, in the mixing step of forming the inorganic material mixed solution containing the crystallization modifier, the aluminum component, and the silicon component, the temperature of the inorganic material mixed solution is adjusted to 45 ° C. It is preferable to stir the mixture of inorganic materials at a temperature of 60 ° C. or lower, and more preferable to stir the mixture under a liquid condition of 30 or lower. This is because, when the inorganic material mixture is stirred at a low temperature of 60 or less, the intermediate can be produced in a short time and in an extremely high yield.
上述の実施の形態 8では、 銅添加処理工程において、 Cu(N03)2 . 3 H20 を添加したが、 金属塩の形態は、 硝酸塩以外にも齚酸塩、 塩化物等の形態が可能 であり、 例えば、 Cu C l 2、 C u(a c a c )2等が可能である。 In the eighth of the above embodiment, the copper additive process, Cu (N0 3) 2. 3 was added H 2 0, the form of the metal salt,齚酸salts other than the nitrate, forms such as chlorides are possible, for example, can be Cu C l 2, C u ( acac) 2 and the like.
本願発明は、 混合工程を行った後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無 機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行うことを含む
ミクロ多孔体の製造方法であるが、 銅以外の金属を添加した場合であっても、 有 効な所定の触媒活性を有する。 銅以外の金属としては、 例えば、 Ga、 C o、 M n、 N i、 I n、 P d、 P t、 Rh、 V、 Ru、 I r、 Au等が挙げられる。 よ り具体的には、 P t (N〇2)2(NH3)2 + HN03、 Rh(N〇3)3、 VO C 204、 P d [(NH3)4] (N03)2、 Ru(NO)(N〇3)3、 I r(a c a c )3、 H A u C 14/4 H20等の金属塩が有効である。 また、 銅と前記銅以外の金属を組合わ せて添加することも可能である。 In the present invention, after performing the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid is performed, and the solid component subjected to the solid-liquid separation is heated. Performing a heating step and a copper addition processing step of adding copper. Although it is a method for producing a microporous body, it has an effective predetermined catalytic activity even when a metal other than copper is added. Examples of metals other than copper include Ga, Co, Mn, Ni, In, Pd, Pt, Rh, V, Ru, Ir, and Au. The yo Ri Specifically, P t (N_〇 2) 2 (NH 3) 2 + HN0 3, Rh ( N_〇 3) 3, VO C 2 0 4, P d [(NH 3) 4] (N0 3 ) 2, Ru (NO) (N_〇 3) 3, I r (acac ) 3, HA u C 1 4/4 H 2 0 , etc. of the metal salt is effective. It is also possible to add copper in combination with a metal other than copper.
混合工程を行った後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無機材料混合液 から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う 加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行った後、 適当な成形手法、 例えば圧縮、 押し出し成形等により自在に成形することも可能である。 また、 混 合工程を行った後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無機材料混合液から 分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を成形してから、 加熱を 行う加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行ってもよい。 After performing the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid is performed, and the solid component subjected to the solid-liquid separation is heated. After performing the copper addition treatment step of adding, and, the molding can be performed freely by an appropriate molding technique, for example, compression, extrusion molding, or the like. Further, after performing the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixed liquid from the inorganic material mixed liquid is performed, and a solid component subjected to solid-liquid separation is formed. A heating step to be performed and a copper addition processing step to add copper may be performed.
尚、 脱硝評価試験において、 温度 4 5 0 °C条件下で、 5 0 %以上の脱硝率を示 すことを特徴とするミクロ多孔体の製造方法は、 上記実施の形態に記載された方 法に限定されるものではない。 産業上の利用可能性 In the denitration evaluation test, a method for producing a microporous body characterized by exhibiting a denitration rate of 50% or more at a temperature of 450 ° C is described by the method described in the above embodiment. However, the present invention is not limited to this. Industrial applicability
その結果、 非常に強い固体酸性を有する、 アルミニウム成分とケィ素成分とを 含んでなる新規化合物を得ることができた。 即ち、 室温等のエネルギー的に有利 な低温で、 脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素等の異性化反応をはじめとした石油 精製、 石油化学工業の分野における種々の化学反応において、 触媒活性を長時間 有するミクロ多孔体を得ることができた。 また、 そのミクロ多孔体の製造方法を 得ることができた。 As a result, a novel compound having an extremely strong solid acidity and containing an aluminum component and a silicon component could be obtained. In other words, at a low temperature that is advantageous in terms of energy such as room temperature, the catalytic activity is long in various chemical reactions in the petroleum refining and petrochemical industries, including the isomerization reaction of aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. A microporous body having a long time was obtained. Also, a method for producing the microporous body was obtained.
また、 同時に N 0 xの還元反応を行う場合の反応温度条件を変化させた場合に おいても、 触媒活性に変化が無くて熱的安定性が高く、 かつ、 反応温度条件を比 較的低温にしても触媒活性が高いミクロ多孔体を得ることができた。 In addition, even when the reaction temperature conditions for simultaneously performing the N 0 x reduction reaction are changed, there is no change in the catalyst activity, the thermal stability is high, and the reaction temperature conditions are relatively low. Even so, a microporous body having high catalytic activity could be obtained.
即ち、 本願発明物質は、 低温で、 キシレン等の炭化水素の異性化反応、 ェチル
ベンゼンの合成、 シクロへキセンの合成、 脱硝等において、 充分な触媒活性を有 する。 That is, the substance of the present invention can be used for the isomerization reaction of hydrocarbons such as xylene at low temperature, It has sufficient catalytic activity in the synthesis of benzene, the synthesis of cyclohexene, and the denitration.
これらの分野は工業的に非常に重要であり、 かつ、 製品の生産量は甚大である ため、 係る反応系、 あるいは、 排ガス等の脱硝においてにおいて、 反応温度の低 温度化 ·活性向上、 環境汚染物質の低減等の改良に寄与するため、 エネルギー的 にきわめて有利なものとなり、 本願発明に係るミクロ多孔体の利益は計り知れな レ、o
Since these fields are industrially very important and the production volume of the products is enormous, in the reaction system or denitration of exhaust gas, etc., the reaction temperature is lowered, the activity is improved, and environmental pollution is reduced. Since it contributes to improvements such as reduction of substances, it is extremely advantageous in terms of energy, and the benefits of the microporous body according to the present invention are immeasurable.
Claims
1 . H 2 0もしくは N H 3を吸着保持する吸着部を有するとともに、 前記吸着部 が H 2 0を 5 0 0 °C以下で安定に保持可能であり、 保持された H 2 0は、 5 0 0 °C を超える高温状態で脱離可能であるアルミニウム成分とケィ素成分とを含んでな る新規化合物。 1. It has an adsorbing section for adsorbing and holding H 2 0 or NH 3, and the adsorbing section can stably hold H 2 0 at 500 ° C. or less, and the held H 2 0 is 50 0 A novel compound comprising an aluminum component and a silicon component that can be desorbed at high temperatures exceeding 0 ° C.
2 . H 2 0もしくは N H 3アンモニアを吸着保持する吸着部を有するとともに、 前記吸着部が H 2 0を 5 0 CTC以下で安定に保持可能であり、保持された H 2 0は、 5 0 0 °Cを超える高温状態で脱離可能であるミクロ多孔体。 2. And has a H 2 0 or NH 3 ammonia adsorption portion for holding suction, the suction unit is stable can hold H 2 0 at 5 0 CTC hereinafter, H 2 0, which is held, 5 0 0 A microporous material that can be desorbed at high temperatures exceeding ° C.
3 . アンモニゥムイオン(R 4 N + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あ るいはァリ一ル基から選ばれる少なく とも一種)、ホスホニゥムイオン(R 4 P + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あるいはァリール基から選ばれる少なく とも一種)、アミン類又はジアミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤 と、 アルミニウム成分と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合液を形成する 混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記混合液中に析出した微粒子を、 前記無 機材料混合液から分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱 する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体をアンモニゥムイオンでィォ ン交換するイオン交換工程の後、 アンモニア及び水を脱離させる脱離工程を行う ことを含むミクロ多孔体の製造方法。 3. Ammonia ion (R 4 N +: R is hydrogen, at least one selected from an alkyl group or an aryl group having 10 or less carbon atoms), phosphonium ion (R 4 P +: R is At least one selected from hydrogen, an alkyl group having 10 or less carbon atoms or an aryl group), at least one crystallization modifier selected from amines or diamines, an aluminum component, and a silicon component. A mixing step of forming an inorganic material mixture is performed. After the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the mixture from the inorganic material mixture is performed. An intermediate is obtained by performing a heating step of heating the solid component, and after an ion exchange step of ion-exchanging the intermediate with ammonium ions, a desorption step of desorbing ammonia and water is performed. A method for producing a microporous body.
4 . アンモニゥムイオン(R 4 N + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あ るいはァリール基から選ばれる少なく とも一種)、ホスホニゥムイオン(R 4 P + : Rは水素、 炭素数 1 0以下のアルキル基あるいはァリール基から選ばれる少なく とも一種)、アミン類又はジアミン類から選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤 と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料混合液を形成する混合工程を行い、 前記 混合工程の後、 前記無機材料混合液中に析出した微粒子を分離する固液分離工程 を行った後、 固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う加熱工程と、 銅を添加 処理する銅添加処理工程と、 を行うことを含むミクロ多孔体の製造方法。 4. Ammonia ions (R 4 N +: R is hydrogen, at least one selected from alkyl or aryl groups having 10 or less carbon atoms), phosphonium ions (R 4 P +: R is hydrogen, carbon Forming an inorganic material mixture comprising at least one crystallization modifier selected from amines or diamines and at least one crystallization modifier selected from alkyl groups or aryl groups having a number of 10 or less, and a silicon component. After the mixing step, a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed liquid is performed, and then a heating step of heating the solid component subjected to the solid-liquid separation is performed. And a copper addition treatment step of adding and treating copper.
5 . ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無機材料混合液を形成する 混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合液中に析出した微粒子を
分離する固液分離工程を行った後、 固液分離された固体成分に対し、 加熱を行う 加熱工程と、 銅を添加処理する銅添加処理工程と、 を行うことを含むミクロ多孔 体の製造方法。 5. A mixing step is performed to form an inorganic material mixed solution containing a silicon component and a trivalent element component. After the mixing step, fine particles precipitated in the inorganic material mixed solution are removed. A method for producing a microporous body, comprising: performing a heating step of heating a solid component subjected to solid-liquid separation after performing a solid-liquid separation step of separating, and a copper addition treatment step of adding copper. .
6. アンモニゥムイオン、 ホスホニゥムイオン、 アミン類又はジァミン類から 選ばれる少なく とも一種の結晶化調整剤と、 ケィ素成分とを含んでなる無機材料 混合液を形成する混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合液中に 析出した微粒子を分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱 する加熱工程を行うことで中間体を得、 前記中間体に銅を添加処理する銅添加処 理工程を行うことを含むミクロ多孔体の製造方法。 6. performing a mixing step of forming an inorganic material mixed liquid containing at least one crystallization modifier selected from ammonium ions, phosphonium ions, amines or diamines, and a silicon component; After the step, an intermediate is obtained by performing a solid-liquid separation step of separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed liquid, and a heating step of heating the solid component subjected to solid-liquid separation. A method for producing a microporous body, comprising performing a copper addition treatment step of adding copper.
7. 前記混合工程において、 3価元素成分の添加を行う請求の範囲 6記載のミ クロ多孔体の製造方法。 7. The method for producing a microporous body according to claim 6, wherein a trivalent element component is added in the mixing step.
8. ケィ素成分、 及び、 3価元素成分を含んでなる無機材料混合液を形成する 混合工程を行い、 前記混合工程の後、 前記無機材料混合液中に析出した微粒子を 分離する固液分離工程を行い、 固液分離された固体成分を加熱する加熱工程を行 うことで中間体を得、 前記中間体に銅を添加処理する銅添加処理工程を行うこと を含むミクロ多孔体の製造方法。 8. A mixing step is performed to form an inorganic material mixed solution containing a silicon component and a trivalent element component. After the mixing step, solid-liquid separation for separating fine particles precipitated in the inorganic material mixed solution is performed. Performing a heating step of heating the solid component subjected to solid-liquid separation to obtain an intermediate, and performing a copper addition step of adding copper to the intermediate. .
9. 前記銅添加処理工程において、 前記中間体を銅イオンでイオン交換処理す る銅イオン交換処理工程を行うことを含む請求の範囲 6〜 8に記載のミクロ多孔 体の製造方法。 9. The method for producing a microporous body according to claim 6, wherein the copper addition treatment step includes performing a copper ion exchange treatment step of subjecting the intermediate to ion exchange treatment with copper ions.
1 0. 前記銅イオン交換処理工程を行う前に、 前記中間体をアンモニゥムィォ ンでイオン交換する前処理工程を行うことを含む請求の範囲 9記載のミクロ多孔 体の製造方法。 10. The method for producing a microporous body according to claim 9, further comprising performing a pretreatment step of ion-exchanging the intermediate with ammonia before performing the copper ion exchange treatment step.
1 1. 前記ケィ素成分が、 カネマイ ト、 TEOS (テトラェチルオルトシリケ一 ト)、 コロイダルシリカ、 若しくは、 ヒュームドシリカである請求の範囲 3〜 1 0 記載のミクロ多孔体の製造方法。 1 1. The method for producing a microporous body according to claim 3, wherein the silicon component is kanemite, TEOS (tetraethyl orthosilicate), colloidal silica, or fumed silica.
1 2. 前記結晶化調整剤が、 テトラ n—プチルアンモニゥムイオン((n— C4 H9)4N + )、 テトラ n—プロピルアンモニゥムイオン((n_C3H7)4N + )、 テ トラェチルアンモニゥムイオン((C2H5)4N + )、 テ トラメチルアンモニゥムィ オン((CH3)4N + )、 n—プロピル ト リメチルアンモニゥムイオン((n— C3H
7)(CH3)3N + )、 ベンジルト リメチルアンモニゥムイオン((C7H7)(CH3)3 N + )、 テトラ n—ブチルホスホニゥムイオン((n— C 4 H g )4 P + )、 ベンジルト リフエニルホスホニゥムイオン(( C 7 H 7 )( C 6 H 5 )3 P + )、 1 , 4—ジメチルー 1, 4ージァゾビシクロ(2 , 2 , 2 )オクタン、 ピロ リジン、 n—プロピルアミ ン(n— C3H7NH2 )、 メチルキヌク リジン、 エチレンジァミン、 ピぺリジン、 から選ばれる少なく とも一種のカチオン性の結晶化調整剤である請求の範囲 3 ~ 1 1のいずれか 1項に記載のミクロ多孔体の製造方法。 1 2. The crystallization modifier, tetra n- Petit Ruan monitor ©-ion ((n- C 4 H 9) 4 N +), tetra-n- propyl ammonium Niu-ion ((n_C 3 H 7) 4 N +), Te tiger E chill ammonium Niu-ion ((C 2 H 5) 4 N +), Te tetramethyl ammonium Niu Mui oN ((CH 3) 4 N + ), n- propyl DOO trimethyl ammonium Niu-ion ((n-C 3 H 7) (CH 3) 3 N +), Benjiruto trimethyl ammonium Niu-ion ((C 7 H 7) ( CH 3) 3 N +), tetra-n- butyl phosphonyl ©-ion ((n- C 4 H g) 4 P +), benzyltriphenylphosphonium ion ((C 7 H 7 ) (C 6 H 5 ) 3 P +), 1,4-dimethyl-1,4 diazobicyclo (2,2,2) octane, pyrrolidine, n Claims 3 to 11 which are at least one kind of cationic crystallization regulator selected from —propylamine (n—C 3 H 7 NH 2 ), methylquinuclidine, ethylenediamine, and piperidine. 13. The method for producing a microporous body according to the above item.
1 3. 反応管にミクロ多孔体を充填し、 所定温度において、 窒素酸化物を還元 剤と共に前記反応管に流通させ、 前記反応管の入口窒素酸化物濃度と出口窒素酸 化物濃度とを測定し、 前記入口窒素酸化物濃度と前記出口窒素酸化物濃度との差 の前記入口窒素酸化物濃度に対する百分率を脱硝率として計算し、 前記脱硝率に 基づいて前記ミクロ多孔体の触媒活性を評価する脱硝評価試験において、 温度 4 50°C条件下で、 50 %以上の脱硝率を示すことを特徴とするミクロ多孔体。
1 3. Fill the reaction tube with the microporous material, flow nitrogen oxide together with the reducing agent through the reaction tube at a predetermined temperature, and measure the concentration of nitrogen oxide at the inlet and the concentration of nitrogen oxide at the outlet of the reaction tube. Calculating the percentage of the difference between the inlet nitrogen oxide concentration and the outlet nitrogen oxide concentration with respect to the inlet nitrogen oxide concentration as a denitration rate, and evaluating the catalytic activity of the microporous body based on the denitration rate. A microporous body characterized by exhibiting a denitration ratio of 50% or more at a temperature of 450 ° C in an evaluation test.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2856048A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-17 | Air Liquide | Purification process for a gas flow containing hydrogen and carbon monoxide and also containing nitrogen oxides as impurities, using at least one catalyst bed |
JP2009067638A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for producing crystalline microporous body |
US7588742B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-09-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directorie Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Purification of a mixture of H2/CO by catalysis of the NOx |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0773190A1 (en) * | 1995-05-24 | 1997-05-14 | Kubota Corporation | Process for producing crystalline microporous body |
JPH10137597A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Catalyst for purifying nitrogen oxide |
JP2000154014A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
JP2000154018A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
JP2000154015A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
-
2000
- 2000-09-06 AU AU68731/00A patent/AU6873100A/en not_active Abandoned
- 2000-09-06 WO PCT/JP2000/006077 patent/WO2001019731A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0773190A1 (en) * | 1995-05-24 | 1997-05-14 | Kubota Corporation | Process for producing crystalline microporous body |
JPH10137597A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Catalyst for purifying nitrogen oxide |
JP2000154014A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
JP2000154018A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
JP2000154015A (en) * | 1998-11-18 | 2000-06-06 | Kubota Corp | Production of intermediate of crystalline microporous body |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2856048A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-17 | Air Liquide | Purification process for a gas flow containing hydrogen and carbon monoxide and also containing nitrogen oxides as impurities, using at least one catalyst bed |
WO2004110924A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-23 | L'air Liquide | Purification of a mixture of h2/co by catalysis of the nox |
US7588742B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-09-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directorie Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Purification of a mixture of H2/CO by catalysis of the NOx |
JP2009067638A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for producing crystalline microporous body |
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Publication number | Publication date |
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