JPS5891033A - ゼオライトNu−10の製造方法 - Google Patents

ゼオライトNu−10の製造方法

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JPS5891033A
JPS5891033A JP57183619A JP18361982A JPS5891033A JP S5891033 A JPS5891033 A JP S5891033A JP 57183619 A JP57183619 A JP 57183619A JP 18361982 A JP18361982 A JP 18361982A JP S5891033 A JPS5891033 A JP S5891033A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゼオライト合成に関し、さらにJトしくはゼオ
ライトNu−10の新規な製造方法に関′1−ろ。
我、々の欧州時q(出願、糸82ろ02366.8明細
書には下肥の一般式で表わされイ)モル組成を有し、ま
た下記表1に実質的に示されるX線回折パターンを有す
るゼオライトNu−10が記載されている。
0.5〜15R20:Y2O3;≧20xO3:0〜4
00H20〔ここにRは一価のカチオンであるか、n価
のカチオンの17であり、Xは硅素および/またはゲル
マニウムで、t、、’)、 Yはアルミニウム、鉄、ク
ロム、バナジウム、モリブデン、砒素、アンチモン、マ
ンガン、ガリウムまたは硼素の1種またはそれ以上であ
り、R20はRがHであるときに存在てる水星外の水和
水である〕。
〔表11Cおける相対強度I/Ioを示す各1号は下肥
の通りであろ: W−弱、すなわちI/Io =0〜2 (](IFJ、
m−中度、すなわちI /Io = 20〜40、S−
強、すなわちI/Io=40〜60、vs−非常に強、
すなわち工/工0=60〜100このデータは銅にα線
を用いろ標準的な方法により測定されたものである。〕 上言己のゼオライ)Nu−10の定義の中には、製造し
たままのNu−10’(r製造したままの」とは、以下
に述べるような合成反応および洗浄そして場合により乾
燥を経た生成物な意味する)、ならびに脱水および/ま
たは焼成および/またはイオン交換等の後処理により得
られる種々の型のゼオライトNu−10が包含される。
製造17たま±のNu−1に16いては、Rはアルカリ
金属カチオン(特にナトリウム、カリウム、ルビジウム
またはセシウムのカチオン)を含みうる。アンモニウム
および水素も存在しうろ。普Jm、または窒素化合物か
ら調製されたとき、ゼオライ)Nu−10は辺上に述べ
るよりな9素含有有機カチオンまたは塩基、あるいはそ
のカチオンf1分解生成物またはその前駆体を含む。こ
hらの窒素含有カチオンまたは塩基を以下では「Q」と
称する。
製造(7たままのNu−10は、前i己のNu −10
の組成の定義におけろ1.5モルよりもはるかに多くの
窒素含有化合物を含むことがあり、Jj型的にはその量
はY2O3の1モル当り01〜120モルである。Nu
−10はゼオライトであるので、♀素含有塩基はNu−
10の結晶格子内に物1埋的に捕捉されろはずである。
そのような塩基は、熱処理および/または酸fヒ分解に
より、あるいは適当な小寸法分子での置換1(より除去
さねうる。このように物理的に捕捉された環基物質は、
上記定義の目的のための組成の一部をなさないものであ
る。かくして製造されたままのNu −10は典型的に
は下記のモル組成を有する(物理的捕捉物を含む):0
〜1.5M20:0.1〜120Q:Y2O3:20〜
500xO2:O〜2000H20 (ここにMはアルカリ金属および/またはアンモニウム
であり、水素を含むことがありうる)。
前記の欧州時r「出願明細1Vcは、ゼオライトNu−
10を製j青する方法もn己i’iVさねており、その
方法は、少なくとも1様の酸化物xO3;少t[(とも
1種の酸化合物Y2O3;および下記一般式の少〕、【
(とも1種のポリアルキレンポリアミン、または該ポリ
アミンの分解生成物もしくは前駆体;をそれぞれ特定の
割合で含む水I−F混合物を反応させろことからなって
いる。
(ここにR、HよびH2のぞ」1それは相稙に関係なく
、水素またはC1〜C2アルキルノドを表わし、又は2
〜6であり、y+土O〜11Fでル)るが、yかゼロで
、G)るとぎにはXは2〜5でル)ることを条件と1゛
ろ)。
好ましいポリアミンと(7ては、トリエチレンテトラミ
ンおよびテトラエチレン投ンタミンかある。
ここに上tf[:Q)如きポリアミンを省き、そして場
合によりそれを下記に定義てろ有機fヒ合物で置き抑え
た反応混合物からゼオライトNu、−10を製造できろ
ことが判明した。
従って、本発明によれば、少なくとも1種の酸化物x0
2源(材料);少なくとも1極の酸化合物Y2O3源(
材料);ならびに場合により下Mi’、(alおよび(
b) fal  一般式 %式%) (ここにL および■」 のそれぞれは相互に関係)【
<ヒドロギシル基またはアミン基もしくは置換アミノ基
を表わ(〜、nは2〜20の整数であり、ただり、L 
 およびL の両者が置換アミン基であるときにはnは
6〜20の整数であることを条件とする。)の化合物、 (bl  複素環塩基、 から選択される少なくとも1柿のイイ機fヒ合物挿(相
料);からなろ水性混合物を反応させることからなり、
かつ七配反応止合物(工下記のモル組成:xO2/Y2
O3=10〜1〔]00、好ましくは30〜〜15「〕
0、さらに好まl、 <は 50〜60、 MOH/XO□=  10 〜1.0.好ましくは10
〜025、 H20/X02−10〜200、好まし−7<ば15〜
60、 q/Xo−o〜4、好ましくは01〜10− MZ/X02=   O〜4.0、好ましくば0〜10
〔ここにM およびM のそれぞれは、アルカリ金属、
アンモニウムまたは水素を表わし、Qは%il記有機化
合物を表わし、XおよびYは前記定義の通りであり、2
は酸ラジカルを表わす)を有する、 ことを特徴とするゼオライトNu−10の製造方法が提
供される。
一般式に示されるように、有機化合物(alは、ジアミ
ン、アミノアルコールもしくはジオールまたはそれらの
いずれの混合物(例ニジアミンとジオールとの混合物)
であってもよい。適当なジアミンとしては下ンの一般式
の化合物かある。
(ここにR3−R6のそれぞれは、相互に関係なく、水
素または01〜C6アルキル基を表わし、そしてnは前
記定義の通りである)。特に有用なジアミンはへキサメ
チレンである。適当なジオールの例としては1.6−ヘ
キサンジオールがある。
有機fヒ合物[b)は、好ましくは五員もしくは六員の
飽和複素ジアミン(例:ピはラジンまたはトリエチレン
ジアミン)、またはモノアミン(例:ピロリドン、ピは
リジンまたはモルホリン)である。
(atおよび(blの化合物の混合物(例えばヘキサメ
チレンジアミンとピはラジンとの混合物)を使用しても
よい。
本発明の方法に用いるのにil=>に適したアルカリ金
属としては、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよび
セシウムがあり、またこれらの2種またはそれ以上の混
合物、殊に(atルビジウムとナトリウム、および(b
lルビジウムとカリウム、の混合物がある。
好ましい酸化物x02はシリカ(S00゜)であり、好
ましい酸化物Y2O3はアルミナ(Ae203)である
。
シリカ源は、ゼオライトの合成用として一般に考えられ
るいずれの材料でキ)つてもよく、例えば粉末シリカ、
硅酸、コロイド状シリカ、または溶解シリカがある。使
用しうろ粉末シリカのうちでは、沈降シリカ〔特にアル
カリ金属硅vItTh浴液からの沈澱により製造される
もの(例妙ばAKZO社製の[KS  ろOOJのタイ
プのものおよび類似の製品)〕、エーロシルシリカ、発
煙シリカ(例えば商標[CAB−0−3ILJM5で販
売されているもの)、およびシリカゲル(適当にはゴム
またはシリコーンゴム用補強用肘1料に使用される品位
のもの)がある。種々の粒子寸法のコロイド状シリカも
使用することかでき、例えばPS’+標rLIUDOX
J、[NALCOAGJおよび[sY’I’ONJ  
で販売されている10〜15ミクロンのものや4〔〕〜
5[]ミクロンのものがある。使用しうる溶解シリカ類
と(〜ては、アルカリ金属酸化物の1モル当り0.5〜
60モル、特VC2,o〜40モルのS00□を含む市
販の水ガラス硅酸塩類、英国特許11193254号明
細書1(定義されている[活性1アルカリ金稙硅酸地類
、およびアルカリ金属水酸1ヒ物もしくは第4級水酸化
アンモニウムまたはそれらの混合物中にシリカを俗解て
ろことにより作られろ硅酸塩類がある。
アルミナυとして&」゛可溶性アルミン酸塩が11jも
好適であるが、アルミニウム、アルミニウム塩(例えば
塩化物、不肖酸塩、硫酸塩)、アルミニウムアルコキシ
ド 好ましくは、コロイド状アルミナ、擬ベーマイト、ベー
マイト、ガンマアルミナまたはガンマアルミナのアルフ
ァもしくはは一夕三水和物のような水和されだべりまた
は水和されうる型であるべきである)、等がある。
合成反応混合物は、舊通、随意にガス、例えは窒素を除
却して85〜250℃の温度で自己発生圧下にゼオライ
)Nu−10の結晶が生成てるまで反応させるが、その
反応時間は、反応原料の組成および実施温度に依存して
1時間から数ケ月の間になりうる。好ましい反応湯度は
130〜220℃である。撹拌は随意であるが、攪拌は
反応混合物の均質化をうながし反応時間を短縮するので
攪拌を行うのが好ましい。反応混合部にNu − 1 
0の種子(核)を添加するのも有利である。
反応終了時に、固相をフィルターーヒに捕集し、洗浄す
ると、それは乾燥、焼成およびイオン交換等の後処理を
すぐに行いうる状態に))ろ。
合成反応生成物がアルカリ金属イオンを含むならば、触
媒活性の水素型のNu−10を作るためにはそのような
イオンを少なくとも部分的に除去しなければならない。
アルカリ金属イオンの除去は、酸、特に塩酸のような強
酸でのイオン交換により;あるいは塩化アンモニウムの
ようなアンモニウム塩の溶液とのイオン交換で作られる
アンモニウム化合物を経て;行うことかできる。イオン
交換は、イオン交換溶液と一回ないし数回スラリー化す
ることにより行うことができる。ゼオライトは普通、イ
オン交換前に焼成されるか、焼成はイオン交換後に行−
ってもよく、あるいはイオン交換を数段階で行う場合に
はイオン交換工程中に焼成A・行ってもよい。
本発明の方法で:J、Ia製したゼオライトNo−10
は、触媒と17て、例えば炭化水素転ずし触媒と1〜て
、および小分子量の酸素含有有機分子を炭化水素へ転1
ヒする反応におけろ触媒として、有用である。ゼオライ
トNu−10のその他の用途は、我々の欧州特許出願上
82302366.8明細書に記載されている。ゼオラ
イト触媒について先行文献に記載された一般的技術を用
いてゼオライ1−Nu−10を11川できろ。
本発明を以下実施例により説明1−ろが、本発明はこれ
に限定されろものではブ「い。
実施例1 下記のモル組成の合)rV反応混合物を次のようにして
作った。
5F(b20: 1.0OA#203; 6OS、O□
; 3000H20: 10 HMD(HMD−ヘキサ
メチレンジアミンf7cわちヘキサン−1,6−ジアミ
ン) ビーカー中の1009の蒸留水に溶解した806gの水
酸化ルビジウム−水和物の溶液中に104gのアルミナ
三水和物をホットプレート磁気攪拌機を用いて溶解して
アルミン酸塩浴液を作った。
このアルミン酸塩溶液を、240gのl’−CAB−0
−3ILJ M 5シリカ、15.5gのヘキサン−1
,6−ジアミンおよび300 gの水の混合物中へ添加
した。さらに48!?の水を用いてそのアルミン酸塩溶
液をビカーからN応?N合物へ洗い入れた。このように
して得た混合物を、均TIと眼で認められるようになる
まで攪拌した。
この物質化混合物をステンレス鋼製オートクレーブに入
れ、30 [1rpmで攪拌(2て180 ’Cで反応
させた。結晶化は49時間で梵結し7た。
次いでこのゼオライトを反応混合物からc 1tt=s
 t、、蒸留水で洗浄1..120℃で乾燥した。
実施例2〜5 実施例1の操作を用いて、下山ジのモル組成の反応混合
物からゼオライ)Nu−ioを作った。アルカリ金属M
としては、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセ
シウムを用いた。
5M20;o、35&g203;60s□O□; 20
HMD; 3000H20これらの生成物のX線回折デ
ータを表2に示す。
上記カリウム・HMD−Nu−10を空気中で550 
′Gにおいて72時間焼成し、8日間飽和食塩水上の水
蒸気で平衡化させた。この焼成生成物のxH回折パター
ンを表6に示す。
実施例6〜8 表4に示した反応混合物および反応条件を用いて別のカ
リウム・HMD−Nu−10の試料を作つブこ。
表6 表4 ヘキサメチレンジアミン(実施例9)とその他の種々の
ジアミン〔α、ω−ジアミンNH2(CH2〕11NH
2〕を用い実施例1と同様にして下記のモル組成の合成
反応混合物を作った。
5に20;n65Ne203;60S102;ろ000
H20;20CoDM(ここK CnDMとはn個の炭
素原子を有するジアミンを示−1t−)。
調製混合物の詳細の詳細および得られた生成物の詳細を
表5に示す。
表5 」二記の結味から、反応湯度け150°Cよりも180
℃であるのが好ましいことが判る。しかし以下の実施例
からも判るように、反応淵度は存在するカチオン、に大
きく依イrするものである。伯って、アルカリ金属の一
部またはてべてがルビジウムであるときには、C1□ジ
アミンを用いて150°CであってもNu−10ゼオラ
イトを生成しうる。
実施例14〜19 実施例1のようにして下記モル組成の合成反応混合物を
いくつか作った。
xRb20;  (5−x)K2O:  0.ろ5Ae
203; 60S102;3000HO; 20 CC
12D 〔ここにO≦X≦5そしてCl2DはNu2(CH2)
、2NH2’]。
調製混合物の詳細および生成物の訂pHiを表6に示す
。
表6 表6から判るように、この反応混合物は150℃におい
て、x = 0のときにZSM−5を生成しそしてx=
5のときにNu−10を生成する。Xの値が中間である
ときにはNu−10以外のゼオライトを生成せず、非常
に少量のルビジウムの存在(実施例19においては、存
在するアルカリ金属の2%程の少量)によってZSM−
5ゼオライトの生成が充分に防止されることが判る。現
在まで、なぜルビジウムがNu−10の生成反応を導(
のにそのように効果を表わすのかは明確ではないか、ル
ビジウムはNu−10の種子核の形成に特に効果を示す
ことによって、Nu−10形成の誘導期間を短縮し、こ
の特定の場合にはその誘導期をZSM−5についての誘
導期辺上に旬縮したものであろう。
実施例20−32 種々の異なる条件下でNu−10を与えるようにした一
連の反応混合物を調製した。それらの組成および生成物
を表7に装状して示−f。
実施例20の反応混合物は、表6の各混合物と無機カチ
オンを含まない点を除いて同一であった。
この混合物は246時間後にも結晶化しなかったが、5
に20に相当する量の水e(ヒカリウムを反応混合物(
180℃に維持)に晧加したときには、Nu−10、Z
SM −5およびクリストバライトからなる混合物が1
5時間で生成した。これは、同一組成物からZSM−5
を生成させた表6の比軟実施例Aと著しい対照を示して
いる。その−理由は、アルカリを含まない混合物では、
X&試験でアモルファス(無定形)を示す種子板が形成
されるが、アルミノシリケート固形物を借分子量化させ
る水酸基イオンの欠如によりその種子板が生長しえない
ことで、あるといえる。
実施例21および22は、Nu−10と共に痕跡量のク
リストバライトを与えた実施例19と類イυしている。
実施例21は、有隈成物が省略されても、いく分かのN
u−10が生成されることを示す。
実施例26は非常に微結晶の形のNu−10を与え、ナ
トリウムイオンおよびルビジウムイオンの組合せがNu
−10の結晶(ヒに特に適当であることについてほとん
ど疑がない。
実施例26および27は、アルミニウムを含まない反応
混合物から180℃および150’Cにおいて比]−1
0を製造しようとてろ二つの試行を示す。両方の反応と
もに、ZSM−48を与えたが、Nu−10もその低い
方の温LWで形成さねた。
アルミニウムを含まな(・混合物に少量のアルミニウム
な漕入てろと180℃でもNu−10を形成させる(実
施例28および29)。カリウムの代り1(ルビジウム
を用いろ場合(実施例60)、生成物中のNu−10の
割合が大巾に増加する。
特許用1矩人 イン纜リアル・ケミカル・インダストリ
ーズ・ピーエルシー 外4名 手  続  補  正  書 昭和5 年 12月λア日 特許庁長官若杉和夫 殿 2発明の名称 ゼオライトNu −10の製造方法 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 4代理人 5、補正の対象 明細書の〔特許請求の範囲〕と〔発明の詳細な説明〕の
欄6補正の内容 別紙の通り (別紙) (1)特許請求の範囲を下記の通りに補正する。
「(1)少なくとも1種の酸化物X02原料;少なくと
も1種の酸化物Y2O3原利;ならびに場合により下記
(a)および(1)) (a、)  =般式 %式%) (ここにLlおよびL2のそれぞれは相tfに関係なく
ヒト゛ロギシル基、またはアミノ基もしくは置換アミン
基を表わし、nは2〜20の整数であり、ただしLlお
よびL2の両者が置換アミン基であるときにはnは6〜
20の整数であることを条件とする。)の化合物、 (b)複素環塩基 、から選択される1種の有機化合物原料:からなる水性
混合物を反応させることからなり、かつに記反応混合物
は下記のモル組成 xO2/Y2O3−1()−10000゜M10H/X
○2−10−8〜10゜ (1) H20/X02−10〜200゜ Q/X02=0〜4゜ M2z/xO2−0〜4.O2 〔ここにMlおよびM2のそれぞれはアルカリ金属、ア
ンモニウムまたは水素を表わし、Qは前記有機化合物を
表わし、Xは硅素および/またはゲルマニウムであり、
Yはアルミニウム、鉄、クロム、バナジウム、モリブデ
ン、砒素・アンチモン、マンガン、ガリウムまたは硼素
の1種またはそれ以上であり、Zは酸ラジカルを表わす
。〕を有する、 ことを特徴とするゼオライトNu−10の製造方法。
(2)反応混合物は下記のモル組成 XO2/Y2O3−ろ0〜1500 M10H/X02= 10−6〜0.25H20/X0
2−15〜60 Q/XO2= 0.1〜1.0 M2z/X02−O〜1.0 を有する特許請求の範囲第1項に記載の方法。
(3)反応混合物は (R3−R6のそれぞれは相互に関係なく水素またはC
1〜C6アルキル基を表わし、ηは6〜20の整数) のジアミン化合物を含む特許請求の範囲第1または2項
に記載の方法。
(4)  ジアミン化合物はへキサメチレンジアミンで
ある特許請求の範囲第6項に記載の方法。
(5)反応混合物は1,6−ヘキサンジオールを含む特
許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。
(6)  アルカリ金属はすトリウム、カリウム、ルビ
ジウムおよびセシウムから選択される特許請求の範囲第
1〜5項のいずれかに記載の方法。
(7)反応混合物は(a)ルビジウムおよびすトリウム
、ならびに(b)ルビジウムおよびカリウム、から選択
されるアルカリ金属化合物の混合物を含む特許請求の範
囲第6頂に記載の方法。
(8)酸化物XO3はシリカであり、そして酸化物Y2
O3は、アルミナである特許請求の範囲第1〜7項のい
ずれかに記載の方法。
(9)反応温度は1ろO〜220Cの範囲内である特許
請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の方法。」 (2)明細書中丁記個所の記載を訂正する。
頁    行    訂正前     訂正後Z 下か
ら2   500     50008 丁から7  
 C2C6 9末    1000     1000010   
2   60      600224CD     
 CDM 12              12(3)明細書第
18頁の1表26−1を「表2」と訂正する。
(4)明細書第21頁、表5の反応時間(Hr )の欄
の第1番目の数値r16.8Jを1r16.Ojと31
正する。
以       −f二 193−

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1種の酸化物XO2原料:少なくとも
    1種の酸化物Y2O3原料;ならびに場合により下言i
    i! fatおよびfb) (al  一般式 %式%) (ここKL  およびL のそれぞれは相互に関係なく
    ヒドロキシル基、またはアミン基もしくは置換アミノ基
    を表わし、nは2〜20の整数であり、ただしL およ
    びL の両者が置換アミノ基であるときにはnは6〜2
    0の整数であることを条件とする。)の化合物、 (bl  複素環塩基 から選択される1種の有機化合物原料;からなろ水性混
    合物を反応させることからなり、かつ上記反応混合物は
    下記のモル組成 XO2/Y2O3=10〜1000゜ M OH/X02=10−8〜1.0゜H20AO2−
    10〜200゜ Q/X02−0〜4゜ M Z/X02=0〜4.0゜ 〔ここにM およびM のそれぞれはアルカリ全屈、ア
    ンモニウムまたは水素を表わし、Qは#■記有機化合物
    を表わし、Xは硅素および/またはゲルマニウムであり
    、Yはアルミニウム、鉄、クロム、バナジウム、モリブ
    デン、砒素、アンチモン、マンガン、ガリウムまたは硼
    素の1枠またはそれ以上であり、2は酸ラジカルを表わ
    す。〕 を有する、ことを特徴とするゼオライトNu−10の製
    造方法。
  2. (2)反応混合物は下言弓のモル組成 xO2/Y2O3−60〜1500 M OH/X02= 10 〜0.25H20/xO2
    −15〜60 Q/X02= 0.1〜1.0 M2Z/XO=0〜1.0 を有する特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)  反応混合物は (R3〜R6のそれぞれは相互に関係なく水素またはC
    □〜G6アルキル基を表わし、nば6〜20の整数) のジアミン化合物を含む% fr請求の範囲鉋1または
    2項に記載の方法。
  4. (4)ジアミン化合物はへキサメチレンジアミンである
    時/を請求の範囲第6項icJ[載の方法。
  5. (5)  反応混合物は1.6−ヘキサンジオールを含
    ム特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。
  6. (6)アルカリ金属はナトリウム、カリウム、ルビジウ
    ムおよびセシウムから選択されろ特許請求の範囲第1〜
    5項のいずれかに盲f1載の方法。
  7. (7)反応混合物は(alルビジウムおよびナトリウム
    、ならびにfblルビジウムおよびカリウム、がら選択
    されろアルカリ金属1ヒ合物を含む特許請求の範囲第6
    ]JJに記載の方法。
  8. (8)  酸化物xO2はシリカであり、そして酸化物
    Y2O3は、アルミナである特許請求の範囲第1〜7項
    のいずれかに記載の方法。
  9. (9)反応湛[qは130〜220 ’Cの範囲内であ
    る特許請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の方法。
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