JPH0455975B2 - - Google Patents

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JPH0455975B2
JPH0455975B2 JP59051881A JP5188184A JPH0455975B2 JP H0455975 B2 JPH0455975 B2 JP H0455975B2 JP 59051881 A JP59051881 A JP 59051881A JP 5188184 A JP5188184 A JP 5188184A JP H0455975 B2 JPH0455975 B2 JP H0455975B2
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JP
Japan
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alcohol
mordenite
aqueous mixture
sio
water
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JP59051881A
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English (en)
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JPS60195018A (ja
Inventor
Kozo Inoe
Akira Yoshida
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は改良されたモルデナイト型ゼオライト
の製造方法、さらに詳しくいえば、モルデナイト
型ゼオライトの原料成分から成る水性混合物を加
熱処理して該ゼオライトを製造するに当り、該水
性混合物にアルコールを添加することにより、加
熱処理時間を短縮することを特徴とするモルデナ
イト型ゼオライトの製造方法に関するものであ
る。 モルデナイトはモルデンフツ石ともいわれ、化
学組成がNa2O・Al2O3・9〜10SiO2・nH2Oで表
わされる含水アルミニケイ酸塩であつて、X線回
折によると、他のゼオライトやケイ酸塩類から区
別することができる特定の結晶構造を有してい
る。すなわち、その結晶は斜方晶系に属し、鎖状
に連結したSiO2−Al2O3四面体が平行して束状に
結合した結晶格子をもち、蜂の巣状の12員酸素環
孔路をもつ構造を有している。 このような結晶構造をもつモルデナイトはモレ
キユラシーブとして極めて有効であり、例えば気
体や液体物質の分離体、気体の乾燥剤、触媒又は
触媒担体、イオン交換体などとして幅広く用いら
れている。 前記モルデナイトには天然品があるが、純粋な
ものが少ないために、一般に合成品のモルデナイ
ト型ゼオライトが前記の各用途に用いられてい
る。 従来、モルデナイト型ゼオライトの製造につい
ては種々の方法が報告されている〔R.M.
Barrer;J.Chem.Soc.,1560〜(1952)、特公昭
41−17854号公報、特公昭49−40440号公報、西ド
イツ特許第2934382号明細書など〕。しかしなが
ら、これらの方法においては、いずれもオートク
レーブを用いて150〜350℃といつた高温下で長時
間水熱処理する必要がある。 本発明者らは、このような事情に鑑み、比較的
低温度で、しかも加熱処理時間を短縮したモルデ
ナイト型ゼオライトの製造方法について鋭意研究
を重ねた結果、原料成分から成る水性混合物に、
アルコールを添加して所定条件下加熱処理するこ
とにより該ゼオライトの生成速度が著しく増大
し、その目的を達成しうることを見出し、この知
見に基づいて本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、H2O/Na2O、Na2O/
SiO2及びSiO2/Al2O3の各酸化物換算モル比がそ
れぞれ20〜200、0.1〜0.5及び20〜80である、可
溶性シリカ、アルミン酸ナトリウム及び水酸化ナ
トリウムを含む水性混合物を熟成処理したのち、
又は熟成処理したすることなく、これに種晶及び
該水性混合物中の水に対して0.1〜10モル%のア
ルコールを添加し、温度90〜200℃において3〜
30時間加熱処理することを特徴とするモルデナイ
ト型ゼオライトの製造方法を提供するものであ
る。 本発明においてモルデナイト型ゼオライト形成
用原料として用いる水性混合物は、原料成分とし
て可溶性シリカ、アルミン酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム及び水を含むものであつて、各酸化物
換算の割合は、モル基準でH2O/Na2O比が20〜
200、Na2O/SiO2比が0.1〜0.5及びSiO2/Al2O3
比が20〜80の範囲で選ばれる。各モル比がこれら
の範囲を逸脱すると、アナルサイムなどの別種の
ゼオライトが生成したり、得られるゼオライトの
結晶化度が低下したり、あるいは生成速度の低下
や原料収率の低下などが生じたりして好ましくな
い。また、Na2O/SiO2のモル比が大きくなるほ
ど、ゼオライトの生成速度が大きくなるが、その
結晶化度が低下する傾向がみられ、一方、
SiO2/Al2O3モル比が大きくなるほど、アルコー
ルの添加効果が小さくなり、かつ原料収率が低下
する傾向がある。好ましい割合は、モル基準で
H2O/Na2O比が30〜100、Na2O/SiO2比が0.2
〜0.4の範囲である。また、原料成分として用い
る可溶性シリカとしては、例えばシリカゾル、水
ガラスなどの水溶性のものや、アルカリ溶液に溶
解しやすいものが挙げられる。 本発明においては、前記水性混合物に、そのま
ま種晶及びアルコールを添加して加熱処理しても
よいし、あるいはゼオライトの生成速度及びその
結晶化度をより向上させるために、該水性混合物
を熟成したのち、これに種晶及びアルコールを添
加して加熱処理してもよい。該水性混合物を熟成
させる場合、熟成は15〜90℃の温度範囲で、通常
30分〜40時間程度静置することによつて行われ
る。 本発明における種晶の添加量は、モルデナイト
型ゼオライトの理論生成量に対して0.1〜10重量
%の範囲で、またアルコールの添加量は、該水性
混合物中の水に対して0.1〜10モル%、好ましく
は1〜5モル%の範囲で選ばれる。添加するアル
コールとしては、例えばメチルアルコール、エチ
ルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、
tert−ブチルアルコールなどの水溶性低級アルコ
ールが好ましく挙げられる。これらのアルコール
の中で特にn−プロピルアルコールが好適であ
る。前記の種晶及びアルコールをそれぞれ単独で
添加しても、ある程度モルデナイト型ゼオライト
の生成速度を増加させる効果があるが、両者の添
加を組み合わせると、相乗効果によりその効果が
著しくなる。 本発明においては、該水性混合物を熟成処理し
たのち、又は熟成処理することなく、前記のよう
に種晶及びアルコールを添加し、次いで加熱処理
してモルデナイト型ゼオライトを形成させる。こ
の加熱処理はオートクレーブ中で90〜200℃好ま
しくは100〜150℃の温度範囲で3〜30時間行われ
る。この際の処理時間は、従来の方法に比べ極め
て短いので有利である。 このようにして得られたモルデナイト型ゼオラ
イトは結晶化度が高く、その特異の結晶構造から
モレキユラシーブとして極めて有効であり、例え
ば、気体や液体物質の分離体、気体の乾燥剤、触
媒又は触媒担体、イオン交換体などとして利用す
ることができる。 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 なお、結晶化度は、標準品(ノートン社製、ゼ
オロン)の粉末X線ピーク強度に対する試料の同
ピーク強度比として次式により算出した。 結晶化度(%)=I/I0×100 ただし、I:試料ピーク強度 I0:標準品ピーク強度 実施例 1 シリカゾル(SiO2:40重量%)、アルミン酸ナ
トリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液及び水
を用い、酸化物換算モル比が H2O/Na2O=50 Na2O/SiO2=0.3 SiO2/Al2O3=40 になるように水性混合物を調製した。 次いで、この水性混合物を、それぞれ A:種晶をゼオライト理論生成量に対して1重
量%添加 B:熟成後、種晶を前記と同様に1重量%添加 C:熟成後、種晶を前記と同様に1重量%添加
し、さらに、n−プロピルアルコールを該
水性混合物中の水に対して2モル%添加 の条件で、テフロン製内容器を収めたステンレス
製オートクレーブを用いて140℃で加熱処理を行
い、経時ごとの結晶化度を求めた。その結果、結
晶化度50%になるのに要した時間は次のとおりで
ある。なお、熟成は25℃で18時間静置することに
より行い、種晶はノートン社製ゼオロンをアルミ
ナボールミルで微粉砕したものを用いた。 A:15時間 B:8時間 C:4時間 また、Cにおいては、6時間で反応は終了し、
そのときの結晶化度は90%であつた。 実施例 2 実施例1と同様にして、酸化物換算モル比が、 H2O/Na2O=50 Na2O/SiO2=0.25 SiO2/Al2O3=40 になるように水性混合物を調製し、実施例1と同
様なA,B,Cの条件で、140℃で加熱処理を施
した。その結果、結晶化度97%になるのに要した
時間は次のとおりである。なお、熟成条件は実施
例1と同様である。 A:29時間 B:14時間 C:7時間 実施例 3 実施例1と同様にして、酸化物換算モル比が
【表】 になるように、(イ)、(ロ)、(ハ)及び(ニ)の4種類の水

混合物を調製した。 これらの水性混合物それぞれに、ゼオライト理
論生成量に対し種晶1重量%及び該水性混合物中
の水に対しn−プロピルアルコール5モル%を添
加したのち、120℃で20時間加熱処理した。その
結果、結晶化度は次のとおりであつた。
【表】 実施例 4 実施例1と同様にして、酸化物換算モル比が H2O/Na2O=50 Na2O/SiO2=0.25 SiO2/Al2O3=40 になるように水性混合物を調製した。 この水性混合物を90℃で1時間熟成したのち、
種晶をゼオライト理論生成量に対して1重量%及
びn−プロピルアルコールを該水性混合物中の水
に対して5モル%添加し、110℃で加熱処理を行
つた。23時間反応後の結晶化度は102.7%であつ
た。同じ組成の水性混合物においてアルコールの
無添加のものでは、64時間加熱処理後の結晶化度
は8.2%であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 H2O/Na2O、Na2O/SiO2及びSiO2/Al2O3
    の各酸化物換算モル比がそれぞれ20〜200、0.1〜
    0.5及び20〜80である、可溶性シリカ、アルミン
    酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを含む水性混
    合物を熟成処理したのち、又は熟成処理したする
    ことなく、これに種晶及び該水性混合物中の水に
    対して0.1〜10モル%のアルコールを添加し、温
    度90〜200℃において3〜30時間加熱処理するこ
    とを特徴とするモルデナイト型ゼオライトの製造
    方法。 2 アルコールが水溶性低級アルコールである特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 3 水溶性低級アルコールがn−プロピルアルコ
    ールである特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 種晶添加量がモルデナイト型ゼオライト理論
    生成量に対して0.1〜10重量%である特許請求の
    範囲第1項、第2項又は第3項記載の方法。
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