JPH0747485B2 - Method for producing Ga-silicate containing macropores made from diatomaceous earth - Google Patents
Method for producing Ga-silicate containing macropores made from diatomaceous earthInfo
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- JPH0747485B2 JPH0747485B2 JP31159990A JP31159990A JPH0747485B2 JP H0747485 B2 JPH0747485 B2 JP H0747485B2 JP 31159990 A JP31159990 A JP 31159990A JP 31159990 A JP31159990 A JP 31159990A JP H0747485 B2 JPH0747485 B2 JP H0747485B2
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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、ケイソウ土を素材としマクロ細孔を包含する
通気性の高いGa−シリケートを形成する方法に関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a highly permeable Ga-silicate containing diatomaceous earth as a raw material and containing macropores.
従来技術、発明が解決しようとする課題 従来、石油化学の触媒として有用なGa−シリケートは、
ミクロ細孔への反応成分の拡散抵抗が大きいのでコーク
析出による触媒性能の劣化が問題である。これを解決す
るには、通気抵抗の小さい多孔性の結晶体を合成できれ
ば実用触媒として有用であると考えられるが、GaはAlよ
りイオン半径が大きいので結晶化が困難であり、合成時
間が遅延し担体が溶解するなどの問題があった。Conventional technology, the problems to be solved by the invention Conventionally, Ga-silicate useful as a catalyst of petrochemical,
Since the diffusion resistance of the reaction components into the micropores is large, the deterioration of the catalyst performance due to coke deposition is a problem. In order to solve this, it is considered that it is useful as a practical catalyst if a porous crystalline body with low ventilation resistance can be synthesized, but Ga has a larger ionic radius than Al, so crystallization is difficult, and the synthesis time is delayed. However, there was a problem that the carrier was dissolved.
本発明は、水分を極度に減らしたペンタシル型ゼオライ
トの合成液をケイソウ土に混合して、まずZSM−5ゼオ
ライトの種結晶を合成させた後にGa源を添加しGa−シリ
ケートを結晶化する二段結晶化法により、ケイソウ土を
素材としてマクロ細孔を包含する通気性の高いGa−シリ
ケートを形成する方法を提供するものである。In the present invention, a synthetic solution of a pentasil-type zeolite whose water content is extremely reduced is mixed with diatomaceous earth to first synthesize a seed crystal of ZSM-5 zeolite, and then a Ga source is added to crystallize a Ga-silicate. It is intended to provide a method for forming highly permeable Ga-silicate containing macropores by using a diatomaceous earth as a raw material by a step crystallization method.
課題を解決するための手段 本発明は、水酸化ナトリウムの水溶液に、TPAB(テトラ
アルキルアンモニウムブロミド)例えばテトラプロピル
アンモニウムブロミドおよびNaAlO2を順次溶解して化学
組成(当量比)が0.30TPA:0.20Na:0.0025Al:7.5H2Oに相
当する水性混合溶液を作り、この溶液にケイソウ土を混
合捏和して室温から150℃〜250℃までプログラム昇温
し、ケイソウ土の表面を僅かに溶解させた後これをシリ
カ源として利用しZSM−5ゼオライトの種結晶を生成さ
せた後0.001〜0.025Gaの化学組成に相当する量のGa2(SO
4)3を加えGa−シリケートを結晶化する二段結晶化を行
った後、得られた試料を水洗し、乾燥後空気気流中で50
0〜600℃にて焼成し、次にGa−シリケートのナトリウム
イオンをアンモニウムイオンでイオン交換した後500〜6
00℃にて焼成することを特徴とする、ケイソウ土を素材
とするマクロ細孔を包含するGa−シリケートの製造方法
に関するものである。Means for Solving the Problems The present invention provides a chemical composition (equivalent ratio) of 0.30TPA: 0.20Na by sequentially dissolving TPAB (tetraalkylammonium bromide) such as tetrapropylammonium bromide and NaAlO 2 in an aqueous solution of sodium hydroxide. : 0.0025Al: 7.5H 2 O equivalent aqueous solution was prepared, and diatomaceous earth was mixed and kneaded in this solution, and the temperature was programmed from room temperature to 150 ℃ ~ 250 ℃ to slightly dissolve the surface of diatomaceous earth. After using this as a silica source to generate a seed crystal of ZSM-5 zeolite, an amount of Ga 2 (SO 2) corresponding to a chemical composition of 0.001 to 0.025 Ga was obtained.
4 ) 3 was added to carry out two-step crystallization for crystallizing Ga-silicate, and then the obtained sample was washed with water, dried, and dried in an air stream at 50
After calcination at 0 ~ 600 ℃, then exchange the sodium ion of Ga-silicate with ammonium ion, then 500 ~ 6
It relates to a method for producing a Ga-silicate including macropores made of diatomaceous earth, which is characterized by firing at 00 ° C.
本発明の形成方法(二段結晶化法)と合成液中にNaAlO2
を加えず最初からGa源を添加する結晶化法(一段結晶化
法)において、Ga−シリケートの結晶化度の結晶化時間
依存性を調べ、その結果を第1表に示した。The formation method (two-stage crystallization method) of the present invention and NaAlO 2 in the synthesis solution
The crystallization time dependence of the crystallinity of Ga-silicate was investigated by a crystallization method (single-step crystallization method) in which a Ga source was added from the beginning without addition of Ga, and the results are shown in Table 1.
使用装置:理学電気製X線回折装置Geigerflex-2013、
線源CuKα、2θ=5〜70°であった。Equipment used: Rigaku Denki X-ray diffractometer Geigerflex-2013,
The radiation source was CuKα, 2θ = 5 to 70 °.
第1表は、2θ=24°付近のペンタシル型ゼオライトに
特徴的X線回折のピークパターンのピーク強度により結
晶化度を算出したものである。二段結晶化法では4時間
を過ぎたあたりから結晶化が始まり、32時間前後でほぼ
完全な結晶化が起こることがわかった。これに対し、一
段結晶化法では8時間を過ぎた頃よりようやく結晶化が
始まり、32時間後でもまだ完全に結晶化が起こっていな
いことがわかった。 Table 1 shows the crystallinity calculated from the peak intensity of the X-ray diffraction peak pattern characteristic of the pentasil-type zeolite around 2θ = 24 °. In the two-stage crystallization method, it was found that crystallization started around 4 hours and almost complete crystallization occurred around 32 hours. On the other hand, in the one-step crystallization method, it was found that the crystallization finally started after about 8 hours and the crystallization did not completely occur even after 32 hours.
これらの結果から、ケイソウ土を素材としてマクロ細孔
包含Ga−シリケート結晶を形成する場合は、二段結晶化
法を用いた場合が明らかに迅速に結晶化することがわか
った。From these results, it was found that when forming a macropore-containing Ga-silicate crystal using diatomaceous earth as a raw material, the two-stage crystallization method was used to obviously crystallize rapidly.
実施例 H−Ga−シリケート(Ga化学組成比0.025)の場合 NaAlO20.0068g、NaOH2.63g、TPAB26.59gの試薬及び水45
gを用いて先ずNaOHの水溶液を作り、これにTPAB(テト
ラプロピルアンモニウムブロミド)、NaAlO2の順序で添
加し水性混合液を作り、この溶液にケイソウ土30gを少
量ずつ添加し、よく混合捏和して指で触っても付着しな
い粘土状態にした後、オートクレーブに封入し室温から
120℃まで1時間、120℃から180℃まで2時間かけてプ
ログラム昇温し、ZSM−5ゼオライトの種結晶を生成さ
せた。100℃以下まで冷却後、10mlのH2Oに溶解したGa
2(SO4)31.780gを添加し180℃に保持してGa−シリケート
を4〜32時間結晶化した。次に得られたケイソウ土を水
洗後、120℃で4時間乾燥した。乾燥後空気気流中で室
温から540℃まで1時間で昇温後、3.5時間焼成した。焼
成後1規定NH4NO3溶液で80℃、1時間イオン交換した。
次に水洗、乾燥後焼成してケイソウ土を素材とするH−
Ga−シリケートを得た。Example H-Ga-silicate (Ga chemical composition ratio 0.025) NaAlO 2 0.0068 g, NaOH 2.63 g, TPAB 26.59 g reagent and water 45
First, make an aqueous solution of NaOH using g, add TPAB (tetrapropylammonium bromide) and NaAlO 2 in this order to make an aqueous mixed solution, add 30 g of diatomaceous earth to this solution little by little, and mix well. Then, after making it a clay state that does not adhere even if you touch it with your finger, put it in an autoclave and keep it from room temperature.
The temperature was programmed up to 120 ° C. for 1 hour and from 120 ° C. to 180 ° C. for 2 hours to generate seed crystals of ZSM-5 zeolite. After cooling to below 100 ℃, Ga dissolved in 10 ml of H 2 O
2 (SO 4 ) 3 1.780 g was added and kept at 180 ° C. to crystallize the Ga-silicate for 4 to 32 hours. Next, the obtained diatomaceous earth was washed with water and then dried at 120 ° C. for 4 hours. After drying, the temperature was raised from room temperature to 540 ° C. in an air stream in 1 hour, and then firing was performed for 3.5 hours. After firing, ion exchange was performed with a 1N NH 4 NO 3 solution at 80 ° C. for 1 hour.
Next, wash with water, dry, and fire to make H-based diatomaceous earth.
A Ga-silicate was obtained.
物性測定: 実施例の方法で得られたH−Ga−シリケートのX線回折
パターンを第1図に示した。使用装置、線源および2θ
の値は前記と同じであった。Measurement of physical properties: The X-ray diffraction pattern of H-Ga-silicate obtained by the method of Example is shown in FIG. Equipment used, radiation source and 2θ
Was the same as above.
第1図において、(a)はGa−シリケートのパターン、
(b)はケイソウ土のパターン、(c)はケイソウ土を
素材とするGa−シリケートのパターンである。パターン
(a)および(c)を比較した場合明らかなように、2
θの値が8〜9°付近および24°付近に特徴的なピーク
が現われており、このことは(c)が(a)と同様のペ
ンタシル構造を有していることを示している。このこと
からケイソウ土を素材としてペンタシル型Ga−シリケー
トが合成されていることが確認された。In FIG. 1, (a) is a Ga-silicate pattern,
(B) is a diatomaceous earth pattern, and (c) is a Ga-silicate pattern made from diatomaceous earth. As is clear when comparing patterns (a) and (c), 2
Characteristic peaks appear at θ values of around 8 to 9 ° and around 24 °, which indicates that (c) has the same pentasil structure as (a). From this, it was confirmed that pentasil-type Ga-silicate was synthesized from diatomaceous earth.
次に、実施例で得られた試料と二段結晶化を行わない方
法(1段結晶化法)で合成した試料およびケイソウ土の
SEM(Scanning electron microscope)写真を第2図
(A)、(B)および(C)に示した。使用装置は、MS
M4C-102(日立−明石製)である。第2図において、
(A)は実施例1で合成した二段結晶化法によるGa−シ
リケート、(B)は一段結晶化法によるGa−シリケー
ト、(C)はケイソウ土である。Next, the sample obtained in the example and a sample synthesized by a method not performing two-step crystallization (one-step crystallization method) and diatomaceous earth were prepared.
SEM (Scanning electron microscope) photographs are shown in FIGS. 2 (A), (B) and (C). The device used is MS
It is M4C-102 (Hitachi-Made by Akashi). In FIG.
(A) is Ga-silicate by the two-step crystallization method synthesized in Example 1, (B) is Ga-silicate by the one-step crystallization method, and (C) is diatomaceous earth.
第2図(C)より、ケイソウ土表面には約1μm程度の
マクロ細孔があるのが認められた。(A)の二段結晶化
によって合成した試料は、約5μm程度のGa−シリケー
ト粒子が、同程度のマクロ細孔を包含した状態で集塊し
ているのが認められた。この結果から、ケイソウ土を素
材としてマクロ細孔包含したペンタシル型Ga−シリケー
トの合成が行われた事が確認された。(B)の一段結晶
化法で合成した試料では、ケイソウ土粒子の間にGa−シ
リケートの粒子が点在しており、ケイソウ土表面にはま
ったく付着していなかった。このことは、マクロ細孔包
含Ga−シリケートを生成させるには二段結晶化法が極め
て有効であることを示している。From FIG. 2 (C), it was confirmed that the diatomaceous earth surface had macropores of about 1 μm. In the sample synthesized by the two-step crystallization of (A), it was found that Ga-silicate particles of about 5 μm were aggregated in a state of including macropores of the same size. From this result, it was confirmed that pentasil-type Ga-silicate containing macropores was synthesized from diatomaceous earth. In the sample (B) synthesized by the one-step crystallization method, particles of Ga-silicate were scattered between the diatomaceous earth particles and were not attached to the diatomaceous earth surface at all. This indicates that the two-stage crystallization method is extremely effective for producing Ga-silicate containing macropores.
組成分析: 実施例1で得られた試料の原子吸光法による組成分析結
果を第2表に示した。第2表より結晶化時間4〜32時間
まですべてSi/Gaは、ほとんど一定であることがみとめ
られた。このことは、二段結晶化法においてZSM−5ゼ
オライトの種結晶が成長する際に、初期の段階からGaイ
オンが結晶内に取り込まれていることを示している。Composition analysis: Table 2 shows the composition analysis results of the sample obtained in Example 1 by the atomic absorption method. From Table 2, it was found that Si / Ga was almost constant during the crystallization time of 4 to 32 hours. This indicates that when the ZSM-5 zeolite seed crystal grows in the two-stage crystallization method, Ga ions are incorporated into the crystal from the initial stage.
(発明の効果) (1)本発明方法で得られたマクロ細孔包含Ga−シリケ
ートは、H−Gaシリケートの特徴を生かしつつ拡散抵抗
を小さくすることができ、新規な高性能触媒材料として
利用が期待できる。 (Effects of the Invention) (1) The macropore-containing Ga-silicate obtained by the method of the present invention can be used as a novel high-performance catalyst material because the diffusion resistance can be reduced while making the most of the characteristics of H-Ga silicate. Can be expected.
(2)Ga−シリケートのケイソウ土への担持率は、Ga−
シリケート水性混合液の濃度、ケイソウ土の混合量など
で容易に制御できる。(2) The loading rate of Ga-silicate on diatomaceous earth is Ga-
It can be easily controlled by the concentration of the silicate aqueous mixture and the amount of diatomaceous earth mixed.
第1図はGa−シリケートのX線回折パターンを示す図、
第2図(A),(B)および(C)は本願発明の構成の
二段結晶化法および前述の一段結晶化法によるGa−シリ
ケートおよびケイソウ土の表面の粒子構造を示した走査
電顕写真である。FIG. 1 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of Ga-silicate,
FIGS. 2 (A), (B) and (C) are scanning electron microscopes showing the grain structure on the surface of Ga-silicate and diatomaceous earth by the two-step crystallization method of the constitution of the present invention and the above-mentioned one-step crystallization method. It is a photograph.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−163112(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-61-163112 (JP, A)
Claims (1)
アルキルアンモニウムブロミド)およびNaAlO2を順次溶
解して、化学組成(当量比)が0.30TPA(テトラアルキ
ルアンモニウム):0.20Na:0.0025Al:7.5H2Oに相当する
水性混合液を作り、この溶液にケイソウ土を混合捏和し
て室温から150℃〜250℃までプログラム昇温し、ケイソ
ウ土表面を僅かに溶解させた後これをシリカ源としてZS
M−5ゼオライトの種結晶を生成させたのち、0.001〜0.
025Gaの化学組成に相当するGa2(SO4)3を加えて結晶化
後、空気気流中で500〜600℃にて焼成し、次にGa−シリ
ケートのナトリウムイオンをアンモニウムイオンでイオ
ン交換した後乾燥し、500〜600℃にて焼成することを特
徴とする、ケイソウ土を素材とするマクロ細孔包含Ga−
シリケートの製造方法。1. TPAB (tetraalkylammonium bromide) and NaAlO 2 are sequentially dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide to give a chemical composition (equivalent ratio) of 0.30 TPA (tetraalkylammonium): 0.20Na: 0.0025Al: 7.5H. Make an aqueous mixed solution corresponding to 2 O, knead and knead diatomaceous earth into this solution, raise the program temperature from room temperature to 150 ℃ ~ 250 ℃, dissolve the diatomaceous earth surface slightly, and use this as a silica source. ZS
After producing seed crystals of M-5 zeolite, 0.001-0.
After crystallization by adding Ga 2 (SO 4 ) 3 corresponding to the chemical composition of 025Ga, firing at 500 to 600 ° C. in an air stream, and then ion-exchange of sodium ions of Ga-silicate with ammonium ions Dry pores and calcinations at 500-600 ° C, macropore inclusion Ga-based on diatomaceous earth
Method for producing silicate.
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| JP31159990A JPH0747485B2 (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Method for producing Ga-silicate containing macropores made from diatomaceous earth |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH04187513A JPH04187513A (en) | 1992-07-06 |
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1990
- 1990-11-19 JP JP31159990A patent/JPH0747485B2/en not_active Expired - Fee Related
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