JPH0480855B2 - - Google Patents

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JPH0480855B2
JPH0480855B2 JP59084168A JP8416884A JPH0480855B2 JP H0480855 B2 JPH0480855 B2 JP H0480855B2 JP 59084168 A JP59084168 A JP 59084168A JP 8416884 A JP8416884 A JP 8416884A JP H0480855 B2 JPH0480855 B2 JP H0480855B2
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JP
Japan
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ray diffraction
borosilicate
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diffraction pattern
molar ratio
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JP59084168A
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JPS60231410A (ja
Inventor
Hiroshi Ishida
Hitoshi Nakajima
Original Assignee
Keishitsu Ryubun Shinyoto Kaihatsu Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/1009—Compounds containing boron and oxygen having molecular-sieve properties

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、新規なボロシリケートに関するもの
で、さらに詳しくは、従来から公知のボロシリケ
ートとは異なつたX線回析パターンを示し、かつ
特異な性質を有する結晶性ボロシリケートに関す
るものである。 結晶性ボロシリケートは、一般にゼオライトと
称される結晶性アルミノシリケートと同様な剛性
の三次元構造を有する無機結晶体である。 ゼオライトは、アムミニウム原子とケイ素原子
の和と酸素原子との比が1:2であり、また、ア
ルミニウムを含有する四面体の電子価は、結晶内
に種々のカチオンを含有することによつて平衡が
保たれている。このゼオライトは、その結晶構
造、シリカ/アルミナモル比、含有カチオン等に
より、種々の反応に有効な触媒活性を有すること
が知られている。また、近年、このゼオライトの
アルミニウムおよび/またはケイ素の代りにホウ
素(USP4,269,813)、鉄(特開昭56−22623)、
バナジウム(ドイツ特許出願公開第2,831,631
号)、クロム(特開昭57−7817)をゼオライトの
骨格に組み込んで、特異な触媒性能を出そうとす
る試みがなされている。 本発明者らも、このような試みの一つとして、
アルミニウムおよび/またはケイ素の代りに、ホ
ウ素を含有するゼオライトについて鋭意研究を進
めた結果、結晶化時に特定の有機アミン、すなわ
ち、1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタ
ンを共存させ、特定の製造条件下にて製造するこ
とにより、従来から公知の結晶性ボロシリケート
とは明らかに異なるX線回析パターンを示す新規
な結晶性ボロシリケートが得られることを見い出
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、 (a) 酸化物のモル比で表わされた下記の組成を有
し、 M2/oO・xSiO2・yAl2O3・zB2O3 (ただし、Mはn価の少なくとも1種のカチオ
ンを示し、y+z=1、y≧0、z≧0.3、x
≧5である。) (b) X線回析図において下記の表1に示す特徴的
な回析像を有することを特徴とするボロシリケ
ート(以下AZ−2と呼ぶ)に関するものであ
る。
【表】 ただし、X線回析分析はCuKα線を用いて測定
する。 このものは、シリカ供給物質、アルミナ供給物
質、酸化ホウ素供給物質、ナトリウム供給物質、
水および1,8−ジアミン−4−アミノメチルオ
クタンを含有し、かつそれぞれの成分モル比が下
記の範囲である組成物を100〜250℃の温度に加熱
して、結晶が生成するのに十分な時間反応させる
ことによつて製造される。 Na/SiO2=0.01〜0.5 H2O/SiO2=2〜100 1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン/
SiO2=0.1〜10 Al2O3/SiO2=0〜0.05 B2O3/SiO2=0.005〜0.5 このようにして得られる結晶性ボロシリケート
AZ−2は、従来知られているボロシリケート、
例えば、ゼオライトZSM−5類似のボロシリケ
ート(特開昭53−55500参照)とは明らかに異な
るX線回析パターンを有する。 第2表に、上記の方法により製造される結晶性
ボロシリケートAZ−2と、特開昭53−55500号に
基づいて製造したゼオライトZSM−5類似の結
晶性ボロシリケートのX線回析データの一例を示
した。
【表】 表2から明らかなように、本発明のAZ−2は、
ZSM−5類似の結晶性ボロシリケートと比較し
て、各ピークの相対強度が顕著に異なることがわ
かる。特にAZ−2の最強ピークが2θ=8.9゜である
のに対して、ZSM−5類似ボロシリケートのそ
れは23.2゜であり、両者の各X線回析パターンに
おける2θ=8.9゜と23.2゜の強度比を求めると、AZ
−2はZSM−5類似ボロシリケートの約5倍と
なる。また、両者の回析角(2θ)7.9゜と8.9゜の強
度比が顕著に異なつている。すなわち、ZSM−
5類似ボロシリケートの2θ=7.9゜に対する8.9゜の
強度比が約0.8であるのに対し、AZ−2のそれは
約5であり、両者の強度比の差異は約6倍となつ
ている。 このように、AZ−2が特異なX線回析パター
ンを示すことは、ZSM−5類似ボロシリケート
とは異なつた特異かつ新規な結晶構造を持つたも
のであることを示している。 前記の方法において製造される結晶性ボロシリ
ケートは、水熱合成によつて合成された段階にお
いては、カチオンとしてナトリウムイオン、水素
イオン、1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオ
クタンのアンモニウムカチオンを含んでいるが、
300℃以上の高温で空気中で焼成することによつ
て、このアミンのアンモニウムカチオンは水素イ
オンに転化することができる。また、上記以外の
カチオンについても、通常の結晶性アルミノシリ
ケートにおけるイオン交換と同じ方法によつて周
期律表上のすべての金属のカチオンを導入する事
ができる。特に触媒として使用する場合には、周
期律表(短周期型)上のa、b、a、
b、a、b、b、族、希土類族のカチオ
ンが好ましい。 また、イオン交換してもX線回析パターンはほ
とんど変化しない。 本発明のAZ−2は、シリカ供給物質、アルミ
ナ供給物質、酸化ホウ素供給物質、ナトリウム供
給物質、水および1,8−ジアミノ−4−アミノ
メチルオクタンを原料として合成される。 上記の方法で用いるシリカ供給物質としては、
シリカ粉末、ケイ酸、シリカゾル、ケイ酸ナトリ
ウム水溶液等が用いられるが、好ましいのはシリ
カゾルである。 上記の方法で用いるナトリウム供給物質として
は、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム等が用いられるが、好ましいのは水酸
化ナトリウムである。また、ナトリウム供給物質
の使用量は、Na/SiO2モル比で0.01〜0.5、好ま
しくは0.05〜0.3の範囲である。 上記の方法におけるアルミナ供給物質は、積極
的に加える場合と加えない場合がある。積極的に
加える場合に用いられるアルミナ供給物質として
は、従来の結晶性アルミノシリケートの製造に通
常使用されているものであれば特に制限はなく、
例えば、アルミナ粉末、硫酸アルミニウム、アル
ミン酸ナトリウムなどが用いられる。また、積極
的に加えない場合でも、特に特殊な精造法によつ
て原料のシリカ源、ナトリウム源を精製しない限
り、不純物として数百ppm程度のアルミニウムが
原料中に混入する。 上記の方法における酸化ホウ素供給物質として
は、ホウ素粉末、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム等が
用いられるが、好ましいのはホウ酸である。 これらのシリカ供給物質とアルミナ供給物質お
よび酸化ホウ素供給物質の使用割合は、Al2O3/
SiO2モル比が0〜0.05、好ましくは0〜0.02の範
囲であり、B2O3/SiO2モル比が0.005〜0.5、好ま
しくは0.01〜0.1の範囲である。 本発明においては、結晶化の際、1,8−ジア
ミノ−4−アミノメチルオクタンを共存させる必
要があるが、その際のアミンの使用量は、シリカ
1モル当り0.1〜1モル、好ましくは0.5〜5モル
の範囲である。 また、上記の方法における結晶性ボロシリケー
トの製造は、水の共存下で行なわれるが、この際
の水の量は、H2O/SiO2モル比で2〜100、好ま
しくは5〜50の範囲である。 本発明においては、前記のシリカ供給物質、ア
ルミナ供給物質、酸化ホウ素供給物質、ナトリウ
ム供給物質、1,8−ジアミノ−4−アミノメチ
ルオクタンおよび水を、前記したような組成比を
有する原料組成物として使用する必要があり、ま
た、本発明の特異なX線回析パターンを示す結晶
性ボロシリケートを得るためには、さらに次に示
すような条件下で製造することが重要である。 まず、前記の原料組成物を、結晶化の前に回転
ミキサーやホモジナイザーなどを用いてよく混合
することが好ましい。さらに、この原料組成物の
pHを、例えば酸を添加して11〜13の範囲に調整
することが好ましい。 次に、このようにして調製された原料組成物
を、常圧または自己発生圧力下で100〜250℃、好
ましくは120〜200℃の温度に加熱して、結晶性ボ
ロシリケートを結晶化させる。この時の反応時間
は、温度や圧力によつて左右されるが、通常5〜
200時間である。 このようにして得られた結晶性ボロシリケート
は、触媒の用途として、例えば、炭化水素のクラ
ツキング反応、アルキル化反応、不均化反応、メ
タノールからの炭化水素合成反応などに用いるこ
とができる。特に本発明の結晶性ボロシリケート
は、アルキル化反応による1,4−ジ置換ベンゼ
ンの製造や、メタノールからの低級オレフインの
製造用触媒として好適である。 例えば、エチルベンゼンとエチレンからパラジ
エチルベンゼンを製造する場合、塩化アルミニウ
ム等を用いる従来の方法では、オルソ、メタ、パ
ラの異性体の割合が約10:60:30で得られるのに
対し、AZ−2を触媒として用いる場合、ジエチ
ルベンゼン中のパラ体の割合が60%以上という高
い割合になることが見い出された。 また、メタノールからの低級オレフインの製造
に関しては、従来のZSM−5等の結晶性アルミ
ノシリケートでは芳香族化活性が高いため、C4
以下の低級オレフインの選択率が約40%であつた
のが、AZ−2を触媒として用いる場合、60%以
上の非常に高い割合で低級オレフインが得られ
る。 なお、本発明における結晶性ボロシリケートの
X線回析データは、X線回析計としてガイガーフ
レツクス(理学電気製)を、X線としてCuKα線
を使用した。この測定において、結晶性ボロシリ
ケート自体のバラツキおよび測定誤差などにより
数%程度の相対誤差を生じることがあるが、回析
角相互の相対的位置および相対的強度に関しては
ほとんど変化しない。 次に、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例 1 1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン
20g、ホウ酸(H3BO3)0.5g、水酸化ナトリウ
ム1gを水34gに溶かし、さらにシリカゾル(30
重量%SiO2)40gを加えて均質な溶液を得た。
この溶液に、かきまぜながら20%硫酸8gを滴下
して均質なゲルを得た。さらに、このゲルをホモ
ジナイザー中で10000rpmで高速撹拌した後、テ
フロン内張り耐圧容器中で180℃、70時間静置し
て結晶化を行つた。 得られた生成物を過洗浄した後、120℃で5
時間乾燥して、さらに500℃で6時間空気中で焼
成した後のX線回析パターンを第1図に、電子顕
微鏡写真を第2図に示す。 また、化学分析から求めたSiO2/B2O3、
SiO2/Al2O3モル比は、それぞれ30と500であつ
た。 実施例 2 1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン
640g、ホウ酸16g、水酸化ナトリウム32gを水
1100gに加えて均質な溶液を得た。この溶液にシ
リカゾル(30重量%SiO2)1300gを撹拌しなが
ら加え、均質な溶液を得た。さらに、この溶液に
20%硫酸260gを加え、ミキサー中で5000rpmで
高速撹拌して均質なゲルを得た。得られたゲルを
テフロン内張りオートクレーブに仕込み、170℃
で90時間結晶化させた。 得られた生成物を過洗浄した後、120℃で5
時間乾燥し、500℃で8時間空気中で焼成した後
のX線回析パターンを第3図に示す。 また、化学分析によつて求めたこの生成物の
SiO2/B2O3モル比は30、SiO2/Al2O3モル比は
300であつた。 実施例 3 1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン
20g、ホウ酸0.5g、硫酸アルミニウム〔Al2
(SO4)3・18H2O〕0.3g、水酸化ナトリウム1.0g
を水45gに加えて均質な溶液を得た。この溶液に
シリカゾル(30重量%SiO2)40gを撹拌しなが
ら滴下し、さらに20%硫酸を加えてpH11.5に調
整し、均質なゲルを得た。このゲルをホモジナイ
ザーに入れ、15000rpmで10分間高速撹拌した後、
テフロン内張り耐圧容器中で180℃で50時間結晶
化させた。 得られた生成物を過洗浄した後、120℃で5
時間乾燥した後、500℃で8時間空気中で焼成し
た後のX線回析パターンを第4図に示す。 また、化学分析より求めたSiO2/B2O3モル比
は60、SiO2/Al2O3モル比は90であつた。 比較例 特開昭53−55500号の実施例にしたがつて、
ZSM−5類似の結晶性ボロシリケートを合成し
た。 0.25gのホウ酸と1.6gの水酸化ナトリウムを
60gの水にとかし、これに9.4gのテトラプロピ
ルアンモニウムブロマイドと12.7gのシリカゾル
(30重量%SiO2)を加えて均質な溶液を得た。こ
の溶液をテフロン内張り耐圧容器に入れ、165℃
で7日間結晶化させた。得られた生成物を過洗
浄した後、120℃で5時間乾燥し、500℃で8時間
空気中で焼成した後のX線回析パターンを第5図
に示す。 実施例 4 実施例1で得られたAZ−2を、1N塩化アンモ
ニウム水溶液中で24時間イオン交換した後、過
洗浄乾燥して500℃で5時間空気中で焼成し、エ
チルベンゼンとエチレンからのジエチルベンゼン
合成反応の触媒として用いた。 反応条件は、エチレンベンゼン/エチレンモル
比3.0、AZ−2 2g、WHSV4.0hr-1、反応温
度350℃、常圧で行つた。 反応開始後2〜3時間の成績は、エチルベンゼ
ン軽化率23%、ジエチルベンゼン選択率94%、ジ
エチルベンゼン中のパラ体の割合72%であつた。 実施例 5 実施例3で得られたAZ−2を用いて、トルエ
ンとエチレンからのエチルトルエンの合成反応を
行つた。反応条件は、トルエン/エチレン/H2
モル比8/1/6、SV1200hr-1、圧力3.0Kg/cm2
(ゲージ圧)反応温度400℃で行つた。 反応開始後2〜3時間、18〜19時間の成績を表
3に示す。
【表】 実施例 6 実施例2で合成したAZ−2を、1N塩化アンモ
ニウム水溶液中で24時間イオン交換した後、過
洗浄、乾燥し、500℃で5時間空気中で焼成して、
メタノールからの炭化水素の合成反応を行つた。
反応条件は、メタノール/N2モル比1/3、反
応温度350℃、SV3000hr-1、常圧で行つた。 反応開始後5〜6時間の結果は、メタノール転
化率100%、炭化水素選択率90%、得られた炭化
水素中の生成物分布は以下のとおりであつた。
【表】 生成炭化水素の炭素数の総和
実施例 7 実施例1で得られたAZ−2を、1NのLa
(NO3)3・6H2O水溶液で24時間イオン交換した
後、過洗浄、120℃で5時間乾燥した後のX線
回析パターンは、実施例1の第1図と同じであつ
た。 実施例 8 実施例1で得られたAZ−2を、1NのCuCl2・
2H2O水溶液で24時間イオン交換した後、過洗
浄、120℃で5時間乾燥した後のX線回析パター
ンは、実施例1の第1図と同じであつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1において得られた生成物のX
線回析パターン、第2図は実施例1において得ら
れた生成物の結晶の構造を示す電子顕微鏡写真、
第3図は実施例2において得られた生成物のX線
回析パターン、第4図は実施例3において得られ
た生成物のX線回析パターン、第5図は比較例に
おいて得られた生成物のX線回析パターンであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 酸化物のモル比で表わされた下記の組成
    を有し、 M2/oO・xSiO2.yAl2O3・zB2O3 (ただし、Mはn価の少なくとも1種のカチオ
    ンを示し、y+z=1、y≧0、z≧0.3、x
    ≧5である。) (b) X線回析図において下記の表に示す特徴的な
    回析像を有することを特徴とするボロシリケー
    ト。 【表】 ただし、X線回析分析はCuKα線を用いて測定
    する。
JP8416884A 1984-04-27 1984-04-27 新規なボロシリケート Granted JPS60231410A (ja)

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