JPS62297211A - ゼオライト多孔体及びその製造法 - Google Patents
ゼオライト多孔体及びその製造法Info
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- JPS62297211A JPS62297211A JP61138904A JP13890486A JPS62297211A JP S62297211 A JPS62297211 A JP S62297211A JP 61138904 A JP61138904 A JP 61138904A JP 13890486 A JP13890486 A JP 13890486A JP S62297211 A JPS62297211 A JP S62297211A
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Landscapes
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
8、発明の詳細な説明
(産業上の利用分野)
本発明は、一般式Mx/n〔(AlO2)x・(SiO
g)y 〕・ZH2O(M :原子価nの金属陽イオン
、x+y:単位格子当りの四面体数、x/y : 0
<X//≦1.1.2:水分子のモル数)で表わされる
ゼオライトを主成分として60〜95重量%含有し、残
りの5〜40重量%が無機バインダーよりなる見掛密度
0、2〜1.4 f/Cm”、連続気孔率50〜90%
で平均気孔径が1〜500μmの連続したマクロ孔を有
するゼオライト多孔体及びその製造法に関するものであ
り、本発明の多孔体は、酸素、窒素の分離あるいは水素
、−酸化炭素、各種炭化水素の分離精製等の混合ガスの
分離精製、イオン交換体、あるいは、高機能性触媒とし
て、広範な分野への応用が可能であり、特にガスの分離
、精製用の分子篩として極めて優れた特性を有している
。
g)y 〕・ZH2O(M :原子価nの金属陽イオン
、x+y:単位格子当りの四面体数、x/y : 0
<X//≦1.1.2:水分子のモル数)で表わされる
ゼオライトを主成分として60〜95重量%含有し、残
りの5〜40重量%が無機バインダーよりなる見掛密度
0、2〜1.4 f/Cm”、連続気孔率50〜90%
で平均気孔径が1〜500μmの連続したマクロ孔を有
するゼオライト多孔体及びその製造法に関するものであ
り、本発明の多孔体は、酸素、窒素の分離あるいは水素
、−酸化炭素、各種炭化水素の分離精製等の混合ガスの
分離精製、イオン交換体、あるいは、高機能性触媒とし
て、広範な分野への応用が可能であり、特にガスの分離
、精製用の分子篩として極めて優れた特性を有している
。
(従来技術とその問題点)
近年、分子篩を吸着剤とする圧力スイング吸着(P8人
)法による混合ガスの分離技術の進展には目ざましいも
のがあり、特に空気より、酸素と窒素を分離するための
吸着剤としては、主としてゼオライト及びモレキュラー
シービングカーボンが利用されている。
)法による混合ガスの分離技術の進展には目ざましいも
のがあり、特に空気より、酸素と窒素を分離するための
吸着剤としては、主としてゼオライト及びモレキュラー
シービングカーボンが利用されている。
PaA法ガス分離装置の性能、ガスの製造コストは、吸
着塔の形状、大きさ、充填される吸着剤の性能等に大き
く依存しており、吸着剤の性能の改善や効率的な充填方
法等につき種々の検討がなされている。一般に分子篩の
ガス分離能は、分離の対象となる混合ガスの構成成分に
対する吸着容量°、吸脱着速変比等により判定されるが
、実際のPg人装置の吸着塔の性能は、混合ガスを吸着
塔に導入し、加圧下で一定の線流速で流した作動状態で
形成される物質移動帯の長さや、吸着塔内での物質移動
抵抗、ガスの吸着速度あるいは、減圧時のガスの脱着速
度、パージガスの移動速度等の因子により決定され、物
質移動帯が短かく、ガスの吸脱着速度が速く、吸着塔内
での物質移動抵抗が小さい吸着剤が充填された吸着塔で
は、吸着剤の有効利用率を著しく向上させることができ
る。
着塔の形状、大きさ、充填される吸着剤の性能等に大き
く依存しており、吸着剤の性能の改善や効率的な充填方
法等につき種々の検討がなされている。一般に分子篩の
ガス分離能は、分離の対象となる混合ガスの構成成分に
対する吸着容量°、吸脱着速変比等により判定されるが
、実際のPg人装置の吸着塔の性能は、混合ガスを吸着
塔に導入し、加圧下で一定の線流速で流した作動状態で
形成される物質移動帯の長さや、吸着塔内での物質移動
抵抗、ガスの吸着速度あるいは、減圧時のガスの脱着速
度、パージガスの移動速度等の因子により決定され、物
質移動帯が短かく、ガスの吸脱着速度が速く、吸着塔内
での物質移動抵抗が小さい吸着剤が充填された吸着塔で
は、吸着剤の有効利用率を著しく向上させることができ
る。
従って吸着塔の容積を小さくシ、小母の吸着剤で効率よ
く混合ガスを分m精製することが可能となり、動力原単
位が小さく、製造コストの安価な精製ガスを得ることが
できる。
く混合ガスを分m精製することが可能となり、動力原単
位が小さく、製造コストの安価な精製ガスを得ることが
できる。
しかしながらゼオライトを吸着剤とするPgA法暑ζ於
ては、ペレット状あるいは球状等の粒子状ゼオライトを
吸着剤として使用しているのが現状であり、吸着塔内で
のゼオライトの利用効率が低(、大量の吸着剤が必要な
ため、吸着塔容積が大きくなり、昇圧時の投入ガス量及
び減圧時の排気ガス量の増大、パージガス量の増加、分
離ガスの収率の低下等により、コンプレッサー、真空ポ
ンプその他の必要動力が大型化し、装置の動力原単位が
大きくなってガスの製造単価が割高とならざるを得ない
。従って、製造ガスの利用分野もコスト面から制約され
、用途が制限されているのが現状である。
ては、ペレット状あるいは球状等の粒子状ゼオライトを
吸着剤として使用しているのが現状であり、吸着塔内で
のゼオライトの利用効率が低(、大量の吸着剤が必要な
ため、吸着塔容積が大きくなり、昇圧時の投入ガス量及
び減圧時の排気ガス量の増大、パージガス量の増加、分
離ガスの収率の低下等により、コンプレッサー、真空ポ
ンプその他の必要動力が大型化し、装置の動力原単位が
大きくなってガスの製造単価が割高とならざるを得ない
。従って、製造ガスの利用分野もコスト面から制約され
、用途が制限されているのが現状である。
また、ゼオライトのイオン交換体あるいは触媒としての
利用に於ても同様に流体の透過性を改善し接触面積を増
大させ、利用効率を増大させることにより、経済性を著
しく向上させることが盗まれている。
利用に於ても同様に流体の透過性を改善し接触面積を増
大させ、利用効率を増大させることにより、経済性を著
しく向上させることが盗まれている。
(発明の目的)
本発明者等は既存のゼオライト成型体の上記欠点を改善
した高性能ゼオライトを開発すべく鋭意研究の結果本発
明を完成しtこものであって、その目的とするところは
、流体の透過性に優れ且つ接触面積が大きく、イオン交
換体や高機能性触媒として好適なゼオライト多孔体及び
その製造法を提供するにある。
した高性能ゼオライトを開発すべく鋭意研究の結果本発
明を完成しtこものであって、その目的とするところは
、流体の透過性に優れ且つ接触面積が大きく、イオン交
換体や高機能性触媒として好適なゼオライト多孔体及び
その製造法を提供するにある。
(発明の構成)
上述の目的は、60〜95重量%の一般式%式%
で表わされるゼオライト微粉末乃至粒子を、適宜空隙を
隔して40〜5重量%の無機バインダー焼成体にて結合
一体化したものであって、見掛密度0、2〜1.417
6m”、連続気孔率50〜90%および平均気孔径1〜
500μmの連続したマクロ孔を有するゼオライト多孔
体並びに一般式%式% (”p xa Y e Z及びnは前記に月じ)で表わ
されるゼオライト微粉末乃至粒子60〜95重量%、無
機バインダー5〜40重量%よりなる混合組成物100
重量部に対して気孔形成材を5〜50重ffi部加えて
混合しスラリー状にし・た後成型し、300〜750°
Cの酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とするゼオラ
イト多孔体の製造法により達成される。
隔して40〜5重量%の無機バインダー焼成体にて結合
一体化したものであって、見掛密度0、2〜1.417
6m”、連続気孔率50〜90%および平均気孔径1〜
500μmの連続したマクロ孔を有するゼオライト多孔
体並びに一般式%式% (”p xa Y e Z及びnは前記に月じ)で表わ
されるゼオライト微粉末乃至粒子60〜95重量%、無
機バインダー5〜40重量%よりなる混合組成物100
重量部に対して気孔形成材を5〜50重ffi部加えて
混合しスラリー状にし・た後成型し、300〜750°
Cの酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とするゼオラ
イト多孔体の製造法により達成される。
但し、上記のゼオライトの一般式に於て、Mは単一の金
属イオンを表わすのみでなくイオン交換により複数の金
属イオンが含有されている場合には、M l # M2
p Ma・・・等の複数の金属イオン全体を表示して
いるものとする。
属イオンを表わすのみでなくイオン交換により複数の金
属イオンが含有されている場合には、M l # M2
p Ma・・・等の複数の金属イオン全体を表示して
いるものとする。
本発明の上記一般式で表わされるゼオライトとしては、
シャバサイト、エリオナイト、モルデナイト、クリノブ
チロライト、フォージャサイト等の天然ゼオライト、N
a−A型、Ca−A型などのA型ゼオライト、0a−X
型、Na−X型などのX型ゼオライト、あるいは、Y型
、T型等の各種の合成ゼオライト、またはそれらを更に
S l” s F e s Or sVなどの各厘金属
イオンで変性したゼオライト等が含まれる。
シャバサイト、エリオナイト、モルデナイト、クリノブ
チロライト、フォージャサイト等の天然ゼオライト、N
a−A型、Ca−A型などのA型ゼオライト、0a−X
型、Na−X型などのX型ゼオライト、あるいは、Y型
、T型等の各種の合成ゼオライト、またはそれらを更に
S l” s F e s Or sVなどの各厘金属
イオンで変性したゼオライト等が含まれる。
これらのゼオライトは、分子ふるい効果を有する吸着剤
、イオン交換体、触媒担体等として用いられる。
、イオン交換体、触媒担体等として用いられる。
分子ふるい効果を有する吸着剤としては、例えばA型ゼ
オライトが挙げられる。A型ゼオライトのうち、例えば
Na−A型ゼオライト(モレキュラーシーブ4A)では
細孔の有効半径は約4Xであり、Na+をに+でイオン
交換したK −A型ゼオライト(モレキュラーシーブ8
A)では細孔の有効半径は小さくなり、一方、Na+を
Oa”+でイオン交換した0a−A型ゼオライト(モレ
キュラーシーブ5A)では、分子径5X程度の分子まで
吸着することができる。
オライトが挙げられる。A型ゼオライトのうち、例えば
Na−A型ゼオライト(モレキュラーシーブ4A)では
細孔の有効半径は約4Xであり、Na+をに+でイオン
交換したK −A型ゼオライト(モレキュラーシーブ8
A)では細孔の有効半径は小さくなり、一方、Na+を
Oa”+でイオン交換した0a−A型ゼオライト(モレ
キュラーシーブ5A)では、分子径5X程度の分子まで
吸着することができる。
X型及びY型ゼオライトは天然のホージャサイトと基本
的に同一の結晶構造を有している。X型とY型は同じ結
晶構造を示すがSlとAIの比率が異なる。即ち、X型
はSi/AJ?原子比が1.2程度であるが、Y型では
2.5程度と大きい。このためY型の方が耐酸性、耐熱
性に優れているが、イオン交換容量は、X型の方が大き
い。
的に同一の結晶構造を有している。X型とY型は同じ結
晶構造を示すがSlとAIの比率が異なる。即ち、X型
はSi/AJ?原子比が1.2程度であるが、Y型では
2.5程度と大きい。このためY型の方が耐酸性、耐熱
性に優れているが、イオン交換容量は、X型の方が大き
い。
モルデナイトは天然ゼオライトの中では、AI!含有率
の最も少ないものの一つであり、耐熱性、耐酸性にすぐ
れ、また、窒素平衡吸着量が極めて大きいという特徴を
有している。
の最も少ないものの一つであり、耐熱性、耐酸性にすぐ
れ、また、窒素平衡吸着量が極めて大きいという特徴を
有している。
ZSM−5型ゼオライトは高シリカ合成ゼオライトの代
表的なもので81/AI原子比15以上からAIを殆ん
ど含まない範囲まで合成される。
表的なもので81/AI原子比15以上からAIを殆ん
ど含まない範囲まで合成される。
A型ゼオライトでは、通常、Na、Oa 1K。
X型では、Na、Oa 、8r %Ba 、
Y型ではNa % K sモルデナイト型では、Att
+、H+、ZSM−5型では、Na+などがイオン交
換カチオンとしてよ(用いられるが、本発明のゼオライ
トはこれらのイオン交換カチオンの種類について何ら限
定するものではなく、ここに例示した以外の金属イオン
についてもイオン交換カチオンとして利用できる。
Y型ではNa % K sモルデナイト型では、Att
+、H+、ZSM−5型では、Na+などがイオン交
換カチオンとしてよ(用いられるが、本発明のゼオライ
トはこれらのイオン交換カチオンの種類について何ら限
定するものではなく、ここに例示した以外の金属イオン
についてもイオン交換カチオンとして利用できる。
本発明のゼオライト多孔体は、主成分としてゼオライト
を60〜95重量%含有し、残りの5〜40重量%が無
機バインダーよりなる。
を60〜95重量%含有し、残りの5〜40重量%が無
機バインダーよりなる。
ゼオライト含有屋が多く、無機バインダーが少ない程、
ゼオライト多孔体の吸着、分離特性や触媒作用、イオン
交換能などの機能性は向上するが、機械的強度が低下し
て形態保持性が劣るようになる。従って無機バインダー
は5〜40重量%必要であるが、好ましくは10〜85
重量%、最も好ましくは15〜80重量%である。
ゼオライト多孔体の吸着、分離特性や触媒作用、イオン
交換能などの機能性は向上するが、機械的強度が低下し
て形態保持性が劣るようになる。従って無機バインダー
は5〜40重量%必要であるが、好ましくは10〜85
重量%、最も好ましくは15〜80重量%である。
また、無機バインダーの種類としては、カオリン、ベン
トナイト、珪藻土、木節粘土、蛙目粘土等の粘土鉱物あ
るいはアルミナゾル、シリカゾル、水酸化アル主ニウム
、水ガラス等が好適であり、特にカオリン、ベントナイ
ト、アル【ナゾル、シリカゾル、水ガラスは、ゼオライ
ト本来の機能性を損うことなく、優れたバインダー効果
を発揮するので最も好ましい。
トナイト、珪藻土、木節粘土、蛙目粘土等の粘土鉱物あ
るいはアルミナゾル、シリカゾル、水酸化アル主ニウム
、水ガラス等が好適であり、特にカオリン、ベントナイ
ト、アル【ナゾル、シリカゾル、水ガラスは、ゼオライ
ト本来の機能性を損うことなく、優れたバインダー効果
を発揮するので最も好ましい。
ゼオライト多孔体の見掛密度は、ゼオライトの種類及び
用いるバインダーの種類と量及び気孔率により異なるが
、ゼオライト多孔体の機能性を発揮するには気孔率が高
い程好ましく、通常、見掛密度0.2〜1.4 f/C
m”、気孔率50〜90%であり、好ましくは気孔率6
0〜85%、最も好ましくは気孔率70〜86%である
。気孔率が50%未満の場合には、多孔体としての利点
が十分にいかされず、また、気孔率が90%を越えると
多孔体の強度が著しく低下して好ましくない。
用いるバインダーの種類と量及び気孔率により異なるが
、ゼオライト多孔体の機能性を発揮するには気孔率が高
い程好ましく、通常、見掛密度0.2〜1.4 f/C
m”、気孔率50〜90%であり、好ましくは気孔率6
0〜85%、最も好ましくは気孔率70〜86%である
。気孔率が50%未満の場合には、多孔体としての利点
が十分にいかされず、また、気孔率が90%を越えると
多孔体の強度が著しく低下して好ましくない。
また、網状構造を有する連続したマクロ孔はガスの吸着
分離に於ける有効表面積の増大と大きい吸脱着速度、短
かい物質移動帯の形成等効率的な吸着分離に重要な役割
を果たしており、その気孔径の制御は極めて重要である
。効率的吸着分離の操作条件は、対象となる流体の組成
や採用する分離方法、装置等によっても異なるが、ゼオ
ライト多孔体を用いる吸着分離法では、通常多孔体のマ
クロ孔の平均気孔径が1〜500μmの場合に効率的分
離が可能であり、好ましくは2O〜400μm、最も好
ましくは100〜400μmである。
分離に於ける有効表面積の増大と大きい吸脱着速度、短
かい物質移動帯の形成等効率的な吸着分離に重要な役割
を果たしており、その気孔径の制御は極めて重要である
。効率的吸着分離の操作条件は、対象となる流体の組成
や採用する分離方法、装置等によっても異なるが、ゼオ
ライト多孔体を用いる吸着分離法では、通常多孔体のマ
クロ孔の平均気孔径が1〜500μmの場合に効率的分
離が可能であり、好ましくは2O〜400μm、最も好
ましくは100〜400μmである。
また、これらの平均気孔径の範囲は、ゼオライト多孔体
を、イオン交換体あるいは触媒担体として用いる場合(
ζも同様である。
を、イオン交換体あるいは触媒担体として用いる場合(
ζも同様である。
次に本発明のゼオライト多孔体の製造法1こついて説明
する。
する。
本発明に用いるゼオライト微粉末は、通常、平均粒子径
100μm以下、好ましくは50μm以下、最も好まし
くは10μm以下の天然ゼオライトまたは合成ゼオライ
トである。
100μm以下、好ましくは50μm以下、最も好まし
くは10μm以下の天然ゼオライトまたは合成ゼオライ
トである。
本発明の連続気孔を賦与するための気孔形成材としては
、小麦粉澱粉、馬鈴薯澱粉等の澱粉及びカルボキシメチ
ル澱粉、ジアルデヒド澱粉等の澱粉誘導体、デキストリ
ン等のデンプン変性体あるいはその他の天然または合成
の水溶性高分子微粉末を用いることができる。水溶性高
分子微粉末は、本発明の多孔体製造時に吸水して膨潤し
、あるいは水に溶解して分散し、連続気孔を生成させる
役割を果たす。
、小麦粉澱粉、馬鈴薯澱粉等の澱粉及びカルボキシメチ
ル澱粉、ジアルデヒド澱粉等の澱粉誘導体、デキストリ
ン等のデンプン変性体あるいはその他の天然または合成
の水溶性高分子微粉末を用いることができる。水溶性高
分子微粉末は、本発明の多孔体製造時に吸水して膨潤し
、あるいは水に溶解して分散し、連続気孔を生成させる
役割を果たす。
澱粉、その誘導体及び変性体は、粒径や種類が豊富でか
つ、熱処理により特性をコントロールすることが容易で
あり、多孔体の気孔径や気孔形態の制御に好適で気孔形
成材として最も好ましい。
つ、熱処理により特性をコントロールすることが容易で
あり、多孔体の気孔径や気孔形態の制御に好適で気孔形
成材として最も好ましい。
また、澱粉、その誘導体及びその変性体の他に、MMA
ビーズ、スチレンビーズ、フェノール樹脂球状微粒子等
の高分子小球体、セルロール短繊維、ナイロン短m!A
、アクリル短m維等の繊維長が短かくて混合容易な繊維
あるいは、ポリプロピレン樹脂粉末、フェノール樹脂微
粉末等を単独または2種類以上組合せて用いることもで
きる。
ビーズ、スチレンビーズ、フェノール樹脂球状微粒子等
の高分子小球体、セルロール短繊維、ナイロン短m!A
、アクリル短m維等の繊維長が短かくて混合容易な繊維
あるいは、ポリプロピレン樹脂粉末、フェノール樹脂微
粉末等を単独または2種類以上組合せて用いることもで
きる。
本発明の多孔体の製造時には無機バインダーの他に有機
バインダーとしてメチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコール等を用いることがで
きる。特にポリビニルアルコールは気孔形成材の澱粉と
の相互作用により、特有の高気孔率の網状構造を賦与す
るため、最も好ましい有機バインダーである。
バインダーとしてメチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコール等を用いることがで
きる。特にポリビニルアルコールは気孔形成材の澱粉と
の相互作用により、特有の高気孔率の網状構造を賦与す
るため、最も好ましい有機バインダーである。
上記の気孔形成材及び有機バインダーは、多孔体の酸化
雰囲気中での焼成時に熱分解により除去される。
雰囲気中での焼成時に熱分解により除去される。
本発明に於て使用する気孔形成材の爪は、用いる気孔形
成材の捕類により異なるが、澱粉の場合には、通常、ゼ
オライト及び無機バインダーの合計100重量部に対し
、5〜50重量部であり、好ましくは7〜80M量部、
最も好ましくは10〜25重量部である。気孔形成材と
して澱粉を使用する場合には、未糊化のまま使用しても
よいし60〜90℃の温水で糊化した後使用してもよい
。
成材の捕類により異なるが、澱粉の場合には、通常、ゼ
オライト及び無機バインダーの合計100重量部に対し
、5〜50重量部であり、好ましくは7〜80M量部、
最も好ましくは10〜25重量部である。気孔形成材と
して澱粉を使用する場合には、未糊化のまま使用しても
よいし60〜90℃の温水で糊化した後使用してもよい
。
未糊化の場合には#Iv9jの使用量を多くし、糊化し
た場合には少なくした方が好ましい。
た場合には少なくした方が好ましい。
さて、本発明のゼオライト多孔体は、上述のゼオライト
微粉末に無機バインダー等を加えボールミル等で均一に
混合した後、更に気孔形成材を加えて十分に混合する。
微粉末に無機バインダー等を加えボールミル等で均一に
混合した後、更に気孔形成材を加えて十分に混合する。
気孔形成材は乾式混合あるいは湿式混合のどちらかで混
合する。気孔形成材として澱粉を用いるときには、未糊
化の場合には、ゼオライト微粉末及び無機バインダーと
ともに乾式・混合し、あらかじめ60〜90℃の温水で
糊化した場合には、適量の水を加えて湿式混合する。
合する。気孔形成材として澱粉を用いるときには、未糊
化の場合には、ゼオライト微粉末及び無機バインダーと
ともに乾式・混合し、あらかじめ60〜90℃の温水で
糊化した場合には、適量の水を加えて湿式混合する。
更に、ゼオライト微粉末、無機バインダー、気孔形成材
、必要ならば有機バインダーと適量の水により十分に湿
式混合した後円柱、円筒、板状等の随意の形状の型枠に
注型し、通常50〜90℃の湿熱雰囲気中で数時間〜2
日間程度養生する。
、必要ならば有機バインダーと適量の水により十分に湿
式混合した後円柱、円筒、板状等の随意の形状の型枠に
注型し、通常50〜90℃の湿熱雰囲気中で数時間〜2
日間程度養生する。
本発明の湿式混合後のスラリー中の水の1は、ゼオライ
ト微粉末の種類や粒度、無機及び有機バインダーや気孔
形成材の種類や量、目的とするゼオライト多孔体の見掛
密度等により異なるが、通常、スラリー中の固形分(気
孔形成材を含む)100重量部に対し、水50〜400
重量部である。
ト微粉末の種類や粒度、無機及び有機バインダーや気孔
形成材の種類や量、目的とするゼオライト多孔体の見掛
密度等により異なるが、通常、スラリー中の固形分(気
孔形成材を含む)100重量部に対し、水50〜400
重量部である。
上述の如くしてスラリーを注型、養生した後乾燥型中で
60〜90℃の温度範囲で数時間〜数十時間乾燥した後
脱型し、更に乾燥型中で十分に乾燥し、焼成用の前駆体
を得る。
60〜90℃の温度範囲で数時間〜数十時間乾燥した後
脱型し、更に乾燥型中で十分に乾燥し、焼成用の前駆体
を得る。
こうして得られた前駆体を1気炉、ガス炉等の焼成炉に
入れ、酸化性雰囲気中で300〜750℃で焼成する。
入れ、酸化性雰囲気中で300〜750℃で焼成する。
焼成温度が300°C未満の場合には、有機バインダー
や気孔形成材の除去に長時間を要し、また、無機バイン
ダーによる結合強度が弱く、ゼオライト多孔体の形態保
持特性が低く好ましくない。また、焼成温度の上限は、
ゼオライト微粉末の1頭によっても異なり、そのゼオラ
イトの結晶構造が崩壊し、特性劣化が著しく起らない温
度以下であり、通常、750°C以下である。従って、
ゼオライト多孔体の焼成温度範囲は通常300〜750
℃、好ましくは350〜650’01最も好ましくは4
00〜600℃である。
や気孔形成材の除去に長時間を要し、また、無機バイン
ダーによる結合強度が弱く、ゼオライト多孔体の形態保
持特性が低く好ましくない。また、焼成温度の上限は、
ゼオライト微粉末の1頭によっても異なり、そのゼオラ
イトの結晶構造が崩壊し、特性劣化が著しく起らない温
度以下であり、通常、750°C以下である。従って、
ゼオライト多孔体の焼成温度範囲は通常300〜750
℃、好ましくは350〜650’01最も好ましくは4
00〜600℃である。
ゼオライト多孔体の焼成時の昇温速度は特に制限するも
のではないが通常10〜2O0℃/H。
のではないが通常10〜2O0℃/H。
好ましくは80〜100°C/Hである。
こうした焼成条件下で焼成することにより本発明の高機
能性ゼオライト多孔体を得ることができる。
能性ゼオライト多孔体を得ることができる。
(発明の効果)
上述の如くして得られた本発明のゼオライト多孔体は、
分子ゑるい効果を利用した吸着法によるガスの分離精製
に於て浸れた特性を発揮する。例えば、(a−A型ゼオ
ライト多孔体を用いる圧力スイング吸着(PSA)法に
よる酸素と窒素の分離に於ては、ペレット状、あるいは
球状等の公知のゼオライト成型体を吸着剤に用いた場合
に比較し、吸着工程での物質移動帯(Mass Tra
nsfer Zone )が著しく短かくなり、充填塔
内の吸着剤の有効利用率を大幅に向とさせることが可能
で、極めて少ない吸着剤量で多量の酸素を効率よく得る
ことができる。
分子ゑるい効果を利用した吸着法によるガスの分離精製
に於て浸れた特性を発揮する。例えば、(a−A型ゼオ
ライト多孔体を用いる圧力スイング吸着(PSA)法に
よる酸素と窒素の分離に於ては、ペレット状、あるいは
球状等の公知のゼオライト成型体を吸着剤に用いた場合
に比較し、吸着工程での物質移動帯(Mass Tra
nsfer Zone )が著しく短かくなり、充填塔
内の吸着剤の有効利用率を大幅に向とさせることが可能
で、極めて少ない吸着剤量で多量の酸素を効率よく得る
ことができる。
また、吸着工程、脱着工程での吸脱着速度を著しく向上
させることができ、PSA装置の動力原単位を低減し、
安価に目的のガスを得ることができる。
させることができ、PSA装置の動力原単位を低減し、
安価に目的のガスを得ることができる。
本発明は、例えばNa−人型ゼオライド多孔体、あるい
はモルデナイト多孔体による28人法での窒素ガスの製
造、あるいは、0a−A型ゼオライト多孔体CζよるC
O濃縮、パラフィン異性体の分離、0a−A型ゼオライ
ト多孔体、クリノブチロライト多孔体重ζよるメタン濃
縮等各種ガスの分離fJ製、濃縮に於ても空気分離の場
合と同様、装置の著しい小型化、省エネルギー化を可能
にするものである。
はモルデナイト多孔体による28人法での窒素ガスの製
造、あるいは、0a−A型ゼオライト多孔体CζよるC
O濃縮、パラフィン異性体の分離、0a−A型ゼオライ
ト多孔体、クリノブチロライト多孔体重ζよるメタン濃
縮等各種ガスの分離fJ製、濃縮に於ても空気分離の場
合と同様、装置の著しい小型化、省エネルギー化を可能
にするものである。
本発明のゼオライト多孔体を用いてPgA法により製造
された酸素ガスは、製造単価が安く、各種焼成炉の支燃
用、排水処理での酸素富化空気曝気、あるいはバイオリ
アクターへの酸素富化空気゛の吹き込み等極めて広範囲
の用途に応用することができ、また、窒素ガスの場合に
も各種の防爆シールや熱処理、バイオリアクターでの嫌
気性雰囲気の形成等に利用することが可能である。
された酸素ガスは、製造単価が安く、各種焼成炉の支燃
用、排水処理での酸素富化空気曝気、あるいはバイオリ
アクターへの酸素富化空気゛の吹き込み等極めて広範囲
の用途に応用することができ、また、窒素ガスの場合に
も各種の防爆シールや熱処理、バイオリアクターでの嫌
気性雰囲気の形成等に利用することが可能である。
更に本発明のゼオライト多゛孔体は、流体の透過性に優
れかつ接触面積が大キク、イオン交換体や高機能性触媒
として好適である。
れかつ接触面積が大キク、イオン交換体や高機能性触媒
として好適である。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1
平均粒子径6μmの0a−A型ゼオライトと平均粒子径
8μmのカオリンを所定量の割合でボールミルで18時
間混合し、各割合の混合物を6Kyずつ作製した。
8μmのカオリンを所定量の割合でボールミルで18時
間混合し、各割合の混合物を6Kyずつ作製した。
一方、重合度1700、けん化度99%のポリビニルア
ルコール2O0fを水に分散させて加熱溶解後、馬鈴薯
澱粉400Fを加えて撹拌し澱粉を糊化した。このPT
A/澱粉混合液と上記のゼオライト/カオリン混合粉末
に更に所定量のコロイダルシリカ(日産化学■製品、商
品名ニスノーテックス−50、シリカ濃度50重1%)
を加え適量の水とともにミキサーで減圧下で80分間撹
拌混合した。該混合組成物の水比は、スラリー固形分1
00ffiffi部に対し、水180重量部とした。
ルコール2O0fを水に分散させて加熱溶解後、馬鈴薯
澱粉400Fを加えて撹拌し澱粉を糊化した。このPT
A/澱粉混合液と上記のゼオライト/カオリン混合粉末
に更に所定量のコロイダルシリカ(日産化学■製品、商
品名ニスノーテックス−50、シリカ濃度50重1%)
を加え適量の水とともにミキサーで減圧下で80分間撹
拌混合した。該混合組成物の水比は、スラリー固形分1
00ffiffi部に対し、水180重量部とした。
混合組成物の無機バインダー含有量は第1表に示す如く
である。
である。
上記の如くして得られた混合組成物を内径95φX90
0mmLの塩化ビニル製型枠に注型し、60°Cの湿潤
状態で48時間養生した後、60°Cの乾熱下で18時
間乾燥して脱型し、更に80℃で48時間乾燥して円柱
状の混合組成物成型体を得た。
0mmLの塩化ビニル製型枠に注型し、60°Cの湿潤
状態で48時間養生した後、60°Cの乾熱下で18時
間乾燥して脱型し、更に80℃で48時間乾燥して円柱
状の混合組成物成型体を得た。
こうして得られた混合組成物成型体を電気炉に入れ空気
雰囲気中で、80℃/Hの昇温速度で450℃まで昇温
し、460℃で10時間焼成してゼオライト多孔体を得
た。該ゼオライト多孔体法に第1表の各試料を成形加工
して2Oφ×500mff1Lの吸着塔に充填し、真空
ポンプで1時間減圧脱気後81Cf/Cm2に加圧し、
一定量の空気を流通させ重塔式P8A装置での製品ガス
取出し量と、製品酸素濃度(流通開始後80〜1分間で
の最高酸素濃度)との関係を調べた。その結果を第1図
に示す。比較例として、市販の0a−A型ゼオライト(
柱状晶、1.5mmφ)の測定結果もあわせて第1図に
示す。
雰囲気中で、80℃/Hの昇温速度で450℃まで昇温
し、460℃で10時間焼成してゼオライト多孔体を得
た。該ゼオライト多孔体法に第1表の各試料を成形加工
して2Oφ×500mff1Lの吸着塔に充填し、真空
ポンプで1時間減圧脱気後81Cf/Cm2に加圧し、
一定量の空気を流通させ重塔式P8A装置での製品ガス
取出し量と、製品酸素濃度(流通開始後80〜1分間で
の最高酸素濃度)との関係を調べた。その結果を第1図
に示す。比較例として、市販の0a−A型ゼオライト(
柱状晶、1.5mmφ)の測定結果もあわせて第1図に
示す。
第1図より、本発明のゼオライト多孔体を用いる仁とに
よりガス流量を多(しても高濃度の酸素を得ることが可
能となり、PEA装置を小型化し、省力化することが判
明した。
よりガス流量を多(しても高濃度の酸素を得ることが可
能となり、PEA装置を小型化し、省力化することが判
明した。
実施例2
平均粒子径8μmのNa−X型ゼオライト4.13Ky
と平均粒子径6μmのベントナイト1.2KF、コーン
澱粉2 Kg及び平均粒子径100μmのMMAビーズ
300fをボールミルで2O時間混合した後、アル主ナ
ゾル(住友化学工業■製品、ARK−110、アルミナ
分10重量%) 2 Kyと水7Kyを加えミキサーで
減圧下で80分間撹拌混合した。
と平均粒子径6μmのベントナイト1.2KF、コーン
澱粉2 Kg及び平均粒子径100μmのMMAビーズ
300fをボールミルで2O時間混合した後、アル主ナ
ゾル(住友化学工業■製品、ARK−110、アルミナ
分10重量%) 2 Kyと水7Kyを加えミキサーで
減圧下で80分間撹拌混合した。
上記の如くして得られた混合組成物を2O0×2O0
mm角の塩化ビニルli!型枠に注型し、60℃の湿潤
状態で24時間養生した後、60℃の乾熱下で48時間
乾燥し、更に脱型後80℃で24時間乾燥してブロック
状の混合組成物成型体を得た。
mm角の塩化ビニルli!型枠に注型し、60℃の湿潤
状態で24時間養生した後、60℃の乾熱下で48時間
乾燥し、更に脱型後80℃で24時間乾燥してブロック
状の混合組成物成型体を得た。
こうして得られた混合組成物成型体を50X50X10
0FF!mJ、に切断後、電気炉に入れ空気中で40℃
/Hの昇温速度で250℃、460℃。
0FF!mJ、に切断後、電気炉に入れ空気中で40℃
/Hの昇温速度で250℃、460℃。
550“C,650°C,300℃の各a度に昇温し、
8時間保持した後炉冷し、ゼオライト多孔体を得た。
8時間保持した後炉冷し、ゼオライト多孔体を得た。
各試料の物性値と窒素及び酸素平衡吸着量比を第2表に
示す。
示す。
第2表より試料No、2.8.4の窒素/酸素吸着量比
が大きく窒素と酸素の分離に適していることがわかる。
が大きく窒素と酸素の分離に適していることがわかる。
実施例8
平均粒子径5μmのNa−A型ゼオライト4 Kgと平
均粒子径8μmのカオリン500F、平均粒子径2Oμ
mの本節粘土toorをボール【ルで18時間混合した
後、馬鈴薯澱粉2O01と平均粒子径500μmに調整
したミジンコ300fを加え更に8時間ボールミルで乾
式混合した。該混合組成物に500fの温水で溶解した
ポリビニルアルコール150f1及びコロイダルシリカ
(日産化学■製品、商品名ニスノーテックス−50、シ
リカ濃度50重量%)2O0Fとアル又ナゾル(住友化
学工業側製品、ASK−1101アルミナ分10重量%
)IKyと水6Kyを加えて減圧下で30分間撹拌混合
した。
均粒子径8μmのカオリン500F、平均粒子径2Oμ
mの本節粘土toorをボール【ルで18時間混合した
後、馬鈴薯澱粉2O01と平均粒子径500μmに調整
したミジンコ300fを加え更に8時間ボールミルで乾
式混合した。該混合組成物に500fの温水で溶解した
ポリビニルアルコール150f1及びコロイダルシリカ
(日産化学■製品、商品名ニスノーテックス−50、シ
リカ濃度50重量%)2O0Fとアル又ナゾル(住友化
学工業側製品、ASK−1101アルミナ分10重量%
)IKyと水6Kyを加えて減圧下で30分間撹拌混合
した。
こうして得られた混合組成物を2O0X2O0mm角の
塩化ビニル製型枠に注型し、60℃の湿潤状態で24時
間養生した後、60°Cの乾熱状態で24時間乾燥して
脱型し、更に80℃で42時間乾燥してブロック状の混
合組成物成型体を得た。
塩化ビニル製型枠に注型し、60℃の湿潤状態で24時
間養生した後、60°Cの乾熱状態で24時間乾燥して
脱型し、更に80℃で42時間乾燥してブロック状の混
合組成物成型体を得た。
該混合組成物成型体を90X90X160mmの大きさ
に切断後、電気炉に入れ80″C/Hで400°Cまで
昇温し、400 ’Cで24時間保持してゼオライト多
孔体を得た。該ゼオライト多孔体は、見掛密度0.51
f/cm”、連続気孔率74%、平均気孔径400
pm、曲げ強度45 Ky/cm であった。
に切断後、電気炉に入れ80″C/Hで400°Cまで
昇温し、400 ’Cで24時間保持してゼオライト多
孔体を得た。該ゼオライト多孔体は、見掛密度0.51
f/cm”、連続気孔率74%、平均気孔径400
pm、曲げ強度45 Ky/cm であった。
第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)60〜95重量%の一般式 M_x_/_n・〔(AlO_2)_x・(SiO_2
)_y〕・ZH_2O〔M:原子価nの金属陽イオン、
x+y:単位格子当りの四面体数、x/y:0<x/y
≦1.1、Z:水分子のモル数〕 で表わされるゼオライトの微粉末乃至粒子を、適宜空隙
を隔して40〜5重量%の無機バインダー焼成体にて結
合一体化したものであって、見掛密度0.2〜1.4g
/cm^3、連続気孔率50〜90%および平均気孔径
1〜500μmの連続したマクロ孔を有するゼオライト
多孔体。 (2)一般式Mx/n・〔(AlO_2)_x・(Si
O_2_)_y〕・ZH_2Oで表わされるゼオライト
がアリオサイト、クリノブチロライト、フォージャサイ
ト、モルデナイト等の天然ゼオライトまたは、A型、X
型、Y型、T型、L型、モルデナイト型の合成ゼオライ
トである特許請求の範囲第(1)項記載のゼオライト多
孔体。 (3)無機バインダー焼成体が粘土鉱物を焼結したもの
である特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項に記載
のゼオライト多孔体。 (4)粘土鉱物がカオリン、ベントナイト、珪藻土、木
節粘土又は蛙目粘土を焼結したものである特許請求の範
囲第(3)項に記載のゼオライト多孔体。 (6)無機バインダー焼成体がアルミナゾル、シリカゾ
ル、水酸化アルミニウム又は水ガラスを焼結したもので
ある特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項に記載の
ゼオライト多孔体。 (6)一般式Mx/n・〔(AlO_2)_x・(Si
O_2)_y〕・ZH_2Oで表わされるゼオライト微
粉末乃至粒子60〜95重量%、無機バインダー5〜4
0重量%よりなる混合組成物100重量部に対し、気孔
形成材を5〜50重量部加えて混合しスラリー状にした
後、成型し、300〜750℃の酸化性雰囲気中で焼成
することを特徴とするゼオライト多孔体の製造法。 (7)気孔形成材が澱粉、澱粉誘導体、澱粉変性体であ
る特許請求の範囲第(6)項記載のゼオライト多孔体の
製造法。 (8)気孔形成材が5〜50重量部である特許請求の範
囲第(6)項記載のゼオライト多孔体の製造法。 (9)ゼオライト微粉末の平均粒子径が50μm以下で
ある特許請求の範囲第(6)項記載のゼオライト多孔体
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138904A JPS62297211A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | ゼオライト多孔体及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138904A JPS62297211A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | ゼオライト多孔体及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297211A true JPS62297211A (ja) | 1987-12-24 |
Family
ID=15232847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61138904A Pending JPS62297211A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | ゼオライト多孔体及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62297211A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256615A (en) * | 1989-06-21 | 1993-10-26 | Toagosei Chemical Industry, Co., Ltd. | Granular inorganic exchangers |
| WO1995003256A1 (en) * | 1993-07-19 | 1995-02-02 | Merck Patent Gmbh | Inorganic porous material and process for making same |
| EP0707360A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-17 | Corning Incorporated | Impurity getters in laser enclosures |
| US5770473A (en) * | 1993-07-14 | 1998-06-23 | Corning Incorporated | Packaging of high power semiconductor lasers |
| JP2000325782A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-28 | Boc Group Inc:The | 吸着材および吸着分離方法 |
| JP2000336356A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-05 | Okutama Kogyo Co Ltd | 団粒構造ゼオライトおよびそれを用いた育苗培土 |
| WO2007105557A1 (ja) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Kyodo Printing Co., Ltd. | 吸着剤含有成形体の製造方法及び吸着剤含有成形体 |
| JP2009000621A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Kyodo Printing Co Ltd | 吸着剤含有成形体の製造方法及び吸着剤含有成形体 |
| JP2010131557A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排水処理装置 |
| WO2010089654A1 (en) | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Silica structure and method of producing the same, and heat insulating material |
| JP2011231007A (ja) * | 2011-08-02 | 2011-11-17 | Tosoh Corp | クリノプチロライト及びそれを用いた窒素吸着剤 |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP61138904A patent/JPS62297211A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8496871B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-07-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Silica structure and method of producing the same, and heat insulating material |
| DE112010000282B4 (de) | 2009-02-05 | 2018-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur Herstellung einer Silica-Struktur |
| JP2011231007A (ja) * | 2011-08-02 | 2011-11-17 | Tosoh Corp | クリノプチロライト及びそれを用いた窒素吸着剤 |
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