JPH0672009B2 - 大結晶モルデナイト及びその製造方法 - Google Patents

大結晶モルデナイト及びその製造方法

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JPH0672009B2
JPH0672009B2 JP18888285A JP18888285A JPH0672009B2 JP H0672009 B2 JPH0672009 B2 JP H0672009B2 JP 18888285 A JP18888285 A JP 18888285A JP 18888285 A JP18888285 A JP 18888285A JP H0672009 B2 JPH0672009 B2 JP H0672009B2
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正人 栗原
幸三 高津
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新燃料油開発技術研究組合
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大結晶モルデナイトおよびその製造方法に関
し、詳しくは触媒,触媒担体,吸着剤や分離剤等として
有効に利用できる新規な構造の大結晶モルデナイトおよ
びその効率のよい製造方法に関する。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕
天然鉱物中に存在するモルデナイトは、従来から様々な
方法によって合成されている(特開昭55-95612号公報,
同56-160316号公報,同58-88118号公報,同58-88119号
公報,同58-91032号公報,同58-217425号公報,同59-39
715号公報,同59-39717号公報,同59-64520号公報,同5
9-73424号公報など)。
しかし、これら従来の方法により製造されるモルデナイ
トはいずれも結晶が小さく、使用上あるいは性能上様々
な制約があった。
本発明者らは、大きな結晶のモルデナイトを開発すべく
鋭意研究を重ねた。
〔問題点を解決するための手段〕
その結果、ケイ素源やアルミニウム源とともに、ナトリ
ウム源,カリウム源,アミノアルコールのうちの少なく
とも二種類を含んだ水性混合物を水熱反応することによ
り、目的とする新たな結晶構造の大結晶モルデナイトが
得られることを見出した。本発明はこのような知見に基
いて完成したものである。
すなわち本発明は、焼成後のモル比で表わした組成が 一般式xNa2O・yK2O・Al2O3・zSiO2 …(I) 〔式中、x,y,zは次の関係を満たす実数である。
x≧0,y≧0,x+y=1,5<z<30〕で表わされ、かつX
線回折パターンが、第1表に示される大結晶モルデナイ
トを提供するものである。また、本発明は、 (A)ケイ素源, (B)アルミニウム源 および (C)(i)ナトリウム源,(ii)カリウム源および
(iii)アミノアルコールよりなる群から選ばれた少な
くとも二種の化合物 を含有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧20 ナトリウム/シリカ=0〜3.0 カリウム/シリカ=0〜3.0 アミノアルコール/シリカ=0〜10 水酸イオン/シリカ=0.05〜0.50(但し、水酸イオンの
量は添加した無機塩基の量から無機酸の量を除いたも
の。) である水性混合物を、150〜300℃にてモルデナイトが生
成するまで反応させることを特徴とする、焼成後のモル
比で表わした組成が、前記一般式(I)で表わされ、か
つX線回折パターンが第1表に示される大結晶モルデナ
イトの製造方法を提供するものである。
なお、上記第1表の相対強度は、「非常に強い」を80〜
100%としたときに、50〜80%の範囲を「強い」,10〜50
%の範囲を「中程度」,0〜10%の範囲を「弱い」として
定めた。
本発明の方法によれば、水に(A)ケイ素源と(B)ア
ルミニウム源ならびに(C)(i)ナトリウム源,(i
i)カリウム源,(iii)アミノアルコールのうちの少な
くとも二つを加えて水性混合物を調製し、これを加熱下
で反応させればよい。ここで(A)ケイ素源としては、
特に制限はなく、シリカ粉末,ケイ酸,コロイド状シリ
カ,溶解シリカなどを任意に使用できる。この溶解シリ
カとしては、Na2OまたはK2Oを1モルに対してSiO21〜
5モルを含有する水ガラスケイ酸塩,アルカリ金属ケイ
酸塩などがあげられる。
また、(B)アルミニウム源としては、様々なものが使
用可能であるが、例えば硫酸アルミニウム,アルミン酸
ナトリウム,コロイド状アルミナ,アルミナなどがあげ
られる。
本発明の方法では、水性混合物中の(A)ケイ素源と
(B)アルミニウム源の比は適宜定めればよいが、通常
はシリカ(SiO2)/アルミナ(Al2O3)モル比として20以
上、好ましくは20〜100の範囲で選定すべきである。
また、本発明の方法では、上述の(A),(B)成分と
ともに(C)成分を加えた水性混合物を原料として用い
るが、ここで(C)成分としては、(i)ナトリウム
源,(ii)カリウム源および(iii)アミノアルコール
のうち、少なくとも二つ、即ちナトリウム源とカリウ
ム源,ナトリウム源とアミノアルコール,カリウム
源とアミノアルコール,あるいはナトリウム源,カリ
ウム源とアミノアルコールのいずれかの組合せで用いる
ことが必要である。(C)成分として(i)ナトリウム
源,(ii)カリウム源あるいは(iii)アミノアルコー
ルを単独で用いた場合には、目的とする大結晶モルデナ
イトを得ることができない。
この(C)成分中の(i)ナトリウム源としては、水酸
化ナトリウム,炭酸ナトリウム,塩化ナトリウム,硝酸
ナトリウム,硫酸ナトリウムなどが用いられ、またケイ
酸ナトリウム,アルミン酸ナトリウムとして(A)ケイ
素源や(B)アルミニウム源を兼ねることもできる。一
方、(ii)カリウム源としては、水酸化カリウム,炭酸
カリウム,塩化カリウム,硝酸カリウム,硫酸カリウム
などがあげられる。さらに、(iii)アミノアルコール
としては、ピペラジンエタノール,ピリジンエタノー
ル,モノエタノールアミン,モノプロパノールアミン,
ジエタノールアミンなどがあげられる。この(iii)ア
ミノアルコールは生成する大結晶モルデナイトの構成成
分としては含有されていないが、その製造過程において
結晶構造を形成する上で重要な結晶化調節剤としての役
割を演ずる。しかし、原料である水性混合物中にナトリ
ウム源とカリウム源の両者が存在するときは、このアミ
ノアルコールは必ずしも必要とせず、アミノアルコール
不存在でも目的とする大結晶モルデナイトを製造するこ
とができる。
水性混合物中における(C)成分の割合は、(i)ナト
リウム源としてはナトリウム/シリカモル比で0〜3.
0、好ましくは0.05〜1.0、(ii)カリウム源としてはカ
リウム/シリカ モル比で0〜3.0、好ましくは0.05〜
1.0、(iii)アミノアルコールとしてはアミノアルコー
ル/シリカ モル比で0〜10、好ましは0〜0.6とすべ
きである。
本発明の方法では、これら(A),(B)および(C)
成分を前述した割合で水に加えて水性混合物として、こ
れを反応させる。ここで反応系である水性混合物中の水
酸イオン/シリカのモル比は0.05〜0.50、好ましくは0.
15〜0.45とすべきである。ただし、この水酸イオンは、
添加した無機塩基の量から無機酸の量を除いたものであ
る。
さらに水性混合物を反応させるにあたっては、結晶モル
デナイトが生成するに必要な温度および時間加熱すれば
よいが、具体的には反応温度150〜300℃、好ましくは17
0〜200℃にて5時間〜30日間、好ましくは1〜7日間、
自己圧力下もしくは加圧下において反応させればよい。
また、反応系は通常は攪拌下におき、雰囲気は必要によ
り不活性ガスで置換してもよい。なお、pHは中性〜アル
カリ性に調節することが好ましい。
上述の結晶化の反応は、ナトリウム源とカリウム源の存
在下、あるいはナトリウム源,カリウム源の少なくとも
一方とアミノアルコールの存在下で進行するものであっ
て、これらの条件を満たさない場合は大結晶化に至ら
ず、目的とする大結晶モルデナイトは得られない。この
反応において、上記(A),(B),(C)の各成分の
混合順序については特に制限はないが、好ましい態様と
しては、まず(A)ケイ素源を含む水溶液と(B)アル
ミニウム源を含む水溶液を混合し、次いでこの混合液に
(C)(i)ナトリウム源を含む水溶液および/あるい
は(ii)カリウム源を含む水溶液を加え、さらに必要に
応じて(iii)アミノアルコール((i)ナトリウム
源,(ii)カリウム源の両者を加えたときは必須ではな
い)を加えて混合する方法をあげることができる。
上記結晶化反応後、水洗し、80〜150℃で乾燥し、さら
に300〜800℃にて焼成すれば、前記一般式(I)で表わ
される組成であり、かつX線回折パターンが第1表で示
される大結晶モルデナイトが得られる。なお、この大結
晶モルデナイトのX線回折パターンは焼成前後において
基本的に変化がなく、したがって乾燥後、焼成前の大結
晶モルデナイトのX線回折パターンも第1表に示される
ものとなる。
また、このようにして得られる本発明の大結晶モルデナ
イトは大きさが30〜50μであって、細孔方向に成長した
ものであり、このX線回折パターンは従来のモルデナイ
トに比べ回折の強度比が大きく異なるものである。
〔発明の効果〕
叙上の如き組成ならびに結晶構造を有する本発明の大結
晶モルデナイトは、従来のモルデナイトに比べて大きな
結晶であるとともに結晶構造自体にも相違があり、全く
新たなものであり、触媒あるいは触媒担体として様々な
反応に有効に利用できるものである。また、吸着剤,分
離剤としても有効であり、特に形状選択性にすぐれてい
るため、吸着剤等として使用するとその利用価値は著し
く大きい。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例1 硫酸アルミニウム(18水塩)21.1gおよび水200mlを混合
したものをa液とし、コロイダルシリカ(SiO230重量%
および水70重量%)253gをb液とし、水酸化ナトリウム
15.2g,水酸化カリウム21.3gおよび水500mlを混合したも
のをC液とし、ピペラジンエタノール91mlをd液とし
た。
上記C液中にa液とb液を同時に徐々に滴下混合した。
次いで得られた混合液にd液を加えて均質になるまで充
分に混合し、水性混合物を調製した。この水性混合物中
の各成分の割合は、SiO2/Al2O3=40(モル比)、OH-
SiO2=0.45(モル比)(但し、OH-は添加した無機塩基
の量から無機酸の量を除いたもの。)、ピペラジンエタ
ノール/SiO2=0.6(モル比),ナトリウム/SiO2=0.3
(モル比),カリウム/SiO2=0.3(モル比)であっ
た。
次に、この水性混合物を1容のオートクレーブに移
し、攪拌しながら190℃,自己圧力下にて4日間反応を
行なった。その後、反応混合物を冷却し、得られた生成
物を1.5lの水で5回洗浄した。
続いて、濾過して固形分を分離し、120℃で15時間乾燥
し、大結晶モルデナイトを得た。このもののX線回折パ
ターンを第1図に示す。また、このものを550℃で焼成
したところ、組成は0.1Na2O・0.9K2O・Al2O3・21.1SiO2
であった。なお、この大結晶モルデナイトの電子顕微鏡
写真を第3図に示す。また、市販品のモルデナイト10
(SiO2/Al2O3モル比10)のX線回折パターンを第2図
に、その電子顕微鏡写真を第4図に、市販品のモルデナ
イト20(SiO2/Al2O3モル比20)の電子顕微鏡写真を第
5図に参考として示す。
実施例2 実施例1において、ピペラジンエタノールを加えなかっ
たこと以外は、実施例1と同様の操作を行なって大結晶
モルデナイトを得た。このものの焼成後の組成は0.1Na2
O・0.9K2O・Al2O3・21.0SiO2であった。
実施例3 実施例1において、C液として水酸化ナトリウム30.4g
および水500mlを混合したものを用いたこと以外は、実
施例1と同様の操作を行なって大結晶モルデナイトを得
た。このものの焼成後の組成は0.9Na2O・Al2O3・19.7Si
O2であった。
実施例4 実施例1において、C液として水酸化カリウム42.2gお
よび水500mlを混合したものを用いたこと以外は、実施
例1と同様の操作を行なって大結晶モルデナイトを得
た。このものの焼成後の組成は1.0K2O・Al2O3・23.6SiO
2であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた大結晶モルデナイトのX線
回折パターン、第2図はモルデナイト10のX線回折パタ
ーン、第3図は実施例1で得られた大結晶モルデナイト
の電子顕微鏡写真、第4図はモルデナイト10の電子顕微
鏡写真、第5図はモルデナイト20の電子顕微鏡写真であ
る。なお、第1図および第2図中のθはブラッグ角を示
す。また、この際に用いたX線の波長は1.5418Åであ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焼成後のモル比で表わした組成が 一般式xNa2O・yK2O・Al2O3・zSiO2 〔式中、x,y,zは次の関係を満たす実数である。 x≧0,y≧0,x+y=1,5<z<30〕で表わされ、かつX
    線回折パターンが、格子面間隔d(Å) 相対強度 13.75±0.2 中程度 10.36±0.2 中程度 9.14±0.2 非常に強い 6.61±0.15 中程度 6.42±0.15 中程度 6.10±0.15 弱い 5.92±0.15 中程度 4.60±0.15 中程度 格子面間隔d(Å) 相対強度 4.01±0.15 強い 3.84±0.1 中程度 3.80±0.1 弱い 3.48±0.07 中程度 3.40±0.07 中程度 3.23±0.07 強い 3.21±0.07 強い 2.90±0.07 中程度 2.50±0.05 弱い で表わされることを特徴とする大結晶モルデナイト。
  2. 【請求項2】(A)ケイ素源, (B)アルミニウム源 および (C)(i)ナトリウム源,(ii)カリウム源および
    (iii)アミノアルコールよりなる群から選ばれた少な
    くとも二種の化合物 を含有し、かつ各成分のモル比が シリカ/アルミナ≧20 ナトリウム/シリカ=0〜3.0 カリウム/シリカ=0〜3.0 アミノアルコール/シリカ=0〜10 水酸イオン/シリカ=0.05〜0.50(但し、水酸イオンの
    量は添加した無機塩基の量から無機酸の量を除いたも
    の。) である水性混合物を、150〜300℃にてモルデナイトが生
    成するまで反応させることを特徴とする、焼成後のモル
    比で表わした組成が 一般式xNa2O・yK2O・Al2O3・zSiO2 〔式中、x,y,zは次の関係を満たす実数である。 x≧0,y≧0,x+y=1,5<z<30〕で表わされ、かつX
    線回折パターンが、格子面間隔d(Å) 相対強度 13.75±0.2 中程度 10.36±0.2 中程度 9.14±0.2 非常に強い 6.61±0.15 中程度 格子面間隔d(Å) 相対強度 6.42±0.15 中程度 6.10±0.15 弱い 5.92±0.15 中程度 4.60±0.15 中程度 4.01±0.15 強い 3.84±0.1 中程度 3.80±0.1 弱い 3.48±0.07 中程度 3.40±0.07 中程度 3.23±0.07 強い 3.21±0.07 強い 2.90±0.07 中程度 2.50±0.05 弱い で表わされる大結晶モルデナイトの製造方法。
  3. 【請求項3】(C)成分が(i)ナトリウム源および
    (ii)カリウム源である特許請求の範囲第2項記載の製
    造方法。
  4. 【請求項4】(C)成分が(i)ナトリウム源および
    (iii)アミノアルコールである特許請求の範囲第2項
    記載の製造方法。
  5. 【請求項5】(C)成分が(ii)カリウム源および(ii
    i)アミノアルコールである特許請求の範囲第2項記載
    の製造方法。
  6. 【請求項6】(C)成分が(i)ナトリウム源,(ii)
    カリウム源および(iii)アミノアルコールである特許
    請求の範囲第2項記載の製造方法。
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CN106315611A (zh) * 2016-08-24 2017-01-11 山东齐鲁华信高科有限公司 一种ssz‑13分子筛的制备方法
AU2016431572B2 (en) * 2016-12-09 2020-05-21 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Method for synthesizing mordenite MOR molecular sieve, and product and use thereof
CN106770887A (zh) * 2017-02-09 2017-05-31 陕西省食品药品检验所 一种利用离子色谱法检测盐杜仲中盐含量的方法

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