WO2013002059A1 - 遷移金属含有ゼオライト - Google Patents
遷移金属含有ゼオライト Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013002059A1 WO2013002059A1 PCT/JP2012/065573 JP2012065573W WO2013002059A1 WO 2013002059 A1 WO2013002059 A1 WO 2013002059A1 JP 2012065573 W JP2012065573 W JP 2012065573W WO 2013002059 A1 WO2013002059 A1 WO 2013002059A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- transition metal
- zeolite
- less
- raw material
- atom
- Prior art date
Links
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 522
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 517
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 509
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 359
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 357
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims abstract description 75
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 52
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 33
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 201
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 111
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 100
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 75
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 55
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 41
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 41
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 40
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 24
- -1 alicyclic heterocyclic compound Chemical class 0.000 claims description 20
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 12
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 10
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 9
- 150000005622 tetraalkylammonium hydroxides Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 118
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 66
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 40
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 31
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 27
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 9
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 8
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 6
- 241000640882 Condea Species 0.000 description 5
- 229910002800 Si–O–Al Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N N-methylbutylamine Chemical compound CCCCNC QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 5-[(1r)-1-hydroxy-2-[4-[(2r)-2-hydroxy-2-(4-methyl-1-oxo-3h-2-benzofuran-5-yl)ethyl]piperazin-1-yl]ethyl]-4-methyl-3h-2-benzofuran-1-one Chemical compound C1=C2C(=O)OCC2=C(C)C([C@@H](O)CN2CCN(CC2)C[C@H](O)C2=CC=C3C(=O)OCC3=C2C)=C1 OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 1,4-dimethylpiperazine Chemical compound CN1CCN(C)CC1 RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- ZSIQJIWKELUFRJ-UHFFFAOYSA-N azepane Chemical compound C1CCCNCC1 ZSIQJIWKELUFRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N isopropylamine Chemical compound CC(C)N JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N tert-butylamine Chemical compound CC(C)(C)N YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N triisopropylamine Chemical compound CC(C)N(C(C)C)C(C)C RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDIAMRVROCPPBK-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpropan-1-amine Chemical compound CC(C)(C)CN XDIAMRVROCPPBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 2-diethylaminoethanol Chemical compound CCN(CC)CCO BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEGMWWXJUXDNJN-UHFFFAOYSA-N 3-methylpiperidine Chemical compound CC1CCCNC1 JEGMWWXJUXDNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JABXEHFBZADRSE-UHFFFAOYSA-N CN1CCCCC1.N12CCN(CC1)CC2 Chemical compound CN1CCCCC1.N12CCN(CC1)CC2 JABXEHFBZADRSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100045694 Caenorhabditis elegans art-1 gene Proteins 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N N-methylethanolamine Chemical compound CNCCO OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Chemical class 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N aluminium triethoxide Chemical compound CCO[Al](OCC)OCC JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- UFZOPKFMKMAWLU-UHFFFAOYSA-N ethoxy(methyl)phosphinic acid Chemical compound CCOP(C)(O)=O UFZOPKFMKMAWLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N n-pentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNCCCCC JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N quinuclidine Chemical compound C1CC2CCN1CC2 SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910021558 transition metal bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021381 transition metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002001 transition metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000319 transition metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000385 transition metal sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B37/00—Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
- C01B37/06—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
- C01B37/08—Silicoaluminophosphates (SAPO compounds), e.g. CoSAPO
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/28—Selection of materials for use as drying agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
- B01J20/28064—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 500-1000 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
- B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
- B01J29/85—Silicoaluminophosphates (SAPO compounds)
-
- B01J35/30—
-
- B01J35/617—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/54—Phosphates, e.g. APO or SAPO compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/206—Ammonium compounds
- B01D2251/2062—Ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
- B01D2253/1085—Zeolites characterized by a silicon-aluminium ratio
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/92—Dimensions
- B01D2255/9207—Specific surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
Abstract
高温水熱耐久性の高い、遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを、簡便にかつ効率よく製造する。少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトを製造する方法であって、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料及びポリアミン(但しジアミンを除く)を含む水性ゲルから水熱合成することを特徴とする遷移金属含有ゼオライトの製造方法。ゼオライト原料と共に、遷移金属原料及びポリアミンを含む水性ゲルの水熱合成で製造された遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトは、高い高温水熱耐久性を示し、かつ高い触媒活性を有する。
Description
本発明は、遷移金属を含むシリコアルミノホスフェートゼオライト、並びに該遷移金属含有ゼオライトを含む排ガス処理用触媒、及び水蒸気吸着材に関する。
[背景技術-1]
遷移金属を含むゼオライトを製造するには、合成したゼオライトを遷移金属塩溶液に含浸するか、或いはイオン交換することにより遷移金属をゼオライトに担持させる工程が必要であり、この担持工程において、以下のような課題があった。即ち、ゼオライトの含浸に用いる遷移金属塩溶液としては、一般に遷移金属塩の水溶液が用いられているが、遷移金属塩は水酸化物を形成し易く、浸漬液中で生成した遷移金属水酸化物がゼオライト担体の細孔内ではなく、粒子表面上に多量に付着するという現象がみられ、遷移金属をゼオライトの細孔内に均一に担持させることが困難である。また、この遷移金属担持工程から排出される大量の廃液の処理の問題、ゼオライト浸漬スラリーの濾過、洗浄など、工程数が多いといった課題もある。
遷移金属を含むゼオライトを製造するには、合成したゼオライトを遷移金属塩溶液に含浸するか、或いはイオン交換することにより遷移金属をゼオライトに担持させる工程が必要であり、この担持工程において、以下のような課題があった。即ち、ゼオライトの含浸に用いる遷移金属塩溶液としては、一般に遷移金属塩の水溶液が用いられているが、遷移金属塩は水酸化物を形成し易く、浸漬液中で生成した遷移金属水酸化物がゼオライト担体の細孔内ではなく、粒子表面上に多量に付着するという現象がみられ、遷移金属をゼオライトの細孔内に均一に担持させることが困難である。また、この遷移金属担持工程から排出される大量の廃液の処理の問題、ゼオライト浸漬スラリーの濾過、洗浄など、工程数が多いといった課題もある。
これに対して、特許文献1及び非特許文献1に、遷移金属原料である遷移金属酸化物や遷移金属塩をゼオライト合成工程のゲルに導入することにより、遷移金属を含むシリコアルミノホスフェートゼオライトを一工程で合成するワンポット合成方法が提案された。しかし、この方法で合成された遷移金属を含むシリコアルミノホスフェートゼオライトは、遷移金属がゼオライト骨格元素の一部と置き換えられることにより導入されたものとなるので、触媒や吸着材として使用された場合の性能が十分ではなく、高温水熱処理を行うと、ゼオライトの劣化が起きる課題があった。また、この方法で合成した遷移金属を含むゼオライトには、非結晶物など不純物が含まれているので、触媒性能が低いという問題があった。
特許文献2にもCuをゼオライト合成出発ゲルに仕込んでCuを含むシリコアルミノフォスフェートゼオライトを合成する方法が提案されているが、この方法で合成された遷移金属を含むゼオライトも水熱安定性が低いという問題がある。
特許文献3には、シリコアルミノフォスフェートゼオライトを合成した後、Cuを担持することで、Cuを含むシリコアルミノフォスフェートゼオライトを合成する方法が提案されている。この方法で合成した遷移金属を含むゼオライトは、高い触媒活性及び水熱安定性を有する。さらに、水の吸脱着に対する高い耐久性を有することが記載されている。しかし、この特許文献3で得られたゼオライトは、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後でも、ゼオライト構造を維持することができるが、低温(例えば200℃)での触媒性能の低下が見られ、特に水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後の低温触媒活性が不十分であるという欠点があった。
遷移金属を含むシリコアルミノホスフェートゼオライトを触媒や吸着材として使用する時、ゼオライト上では水の吸脱着を頻繁に行っている場合がある。例えば、自動車に使用されている場合は、自動車を駐車する時、ゼオライト触媒が空気中の水分を吸い込む。一方、自動車を走行するとき、自動車排気ガスの温度の上昇とともにゼオライト触媒は吸い込んだ水分を空気中に排出する。このようにゼオライト触媒上では水の吸脱着を行っている。また、特許文献3に提案された遷移金属を含むゼオライトは、水の吸脱着による骨格元素結合Si-O-Alの結合角や結合長の変化によるSi-O-Al結合サイトに固定化された遷移金属が凝集され、高分散遷移金属触媒活性点の減少による触媒活性が低下することが考えられる。
非特許文献2に記載のシリコアルミノフォスフェートゼオライトは、水の吸脱着により骨格元素結合Si-O-AlやP-O-Al結合角や結合長が変化する。水の吸着、脱着が繰り返されれば、骨格元素結合Si-O-AlやP-O-Alが分解され、ゼオライト骨格の構造が破壊されていく。ゼオライト骨格の構造が破壊されれば、触媒表面積の低下によるさらなる触媒活性の低下を招く。
また、特許文献4に記載のシリコアルミノホスフェートゼオライトは、水を吸着又は脱着することにより、ゼオライトの格子定数が変化し、収縮又は膨張する。特許文献4にはこの収縮又は膨張のために、シリコアルミノホスフェートゼオライトを含むハニカムユニットを有するハニカム構造体は、水の吸脱着でハニカムユニットが破損しやすいという問題があることが記載されており、このため、AlとPの物質量の和に対するSiの物質量の比と酸点を特定量に調整したシリコアルミノフォスフェートにすることが記載されている。しかし、特許文献4に記載される調整のみでは、高温水熱耐久性、及び水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後の排ガス処理用としての触媒活性や水蒸気吸着性能が不充分であった。
[背景技術-2]
遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは、遷移金属による触媒活性の向上効果などの利点を有することから、化学工業や自動車排気浄化など様々な分野において用途が見出されている。
遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは、遷移金属による触媒活性の向上効果などの利点を有することから、化学工業や自動車排気浄化など様々な分野において用途が見出されている。
従来、遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは、含浸法、イオン交換法などでゼオライトに遷移金属を担持させることで合成されている。この方法で調製された遷移金属含有ゼオライトは、遷移金属の担持量が少ない場合(通常3重量%未満)は、遷移金属の分散性が高いが、この場合には、遷移金属の担持量が少ないため、遷移金属に由来する触媒の活性点が少なく、触媒性能が不十分である。
一方、非特許文献3には、遷移金属をゼオライトに導入することでゼオライトの安定性を高める方法が記載されている。この方法では、遷移金属の導入量が不十分であると、ゼオライトの安定性も低い。従って、十分な触媒性能やゼオライトの安定性を得るために、一定の遷移金属の導入量が必要である。
しかし、従来の合成法で遷移金属の導入量を高くすると、ゼオライト中の遷移金属の凝集現象が起き、遷移金属の分散性が悪くなる。例えば、特許文献3では、調製したゼオライトを電子プローブマイクロアナライザーで分析すると、凝集した遷移金属が観測されている。
また、特許文献5では、イオン交換担持回数を増加させることで、3重量%の銅を含むアルミノホスフェートゼオライトを合成しているが、担持回数の増加でゼオライトの一部が分解されてしまう。また、この方法で合成された遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは結晶性が低く、比表面積は350m2/g以下である。また、この方法では、遷移金属の導入量を高くすると、ゼオライト結晶構造の劣化も起きる。
特許文献1では、遷移金属原料をゼオライト合成工程のゲルに導入することで約3.6重量%の銅を含有するアルミノホスフェートゼオライトを合成しているが、生成物中にアモルファス状非結晶不純物が含まれ、ゼオライトの比表面積は500m2/g以下である。
特許文献2にも、遷移金属原料をゼオライト合成工程のゲルに導入することで遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトを合成しているが、合成されたゼオライトは熱安定性が低い。
また、これら方法で合成された遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは、遷移金属の導入量は高いが、ゼオライトの結晶性や安定性が低い欠点がある。
特許文献2にも、遷移金属原料をゼオライト合成工程のゲルに導入することで遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトを合成しているが、合成されたゼオライトは熱安定性が低い。
また、これら方法で合成された遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトは、遷移金属の導入量は高いが、ゼオライトの結晶性や安定性が低い欠点がある。
Journal of Catalysis, 217(2003)100-106
Microporous and Mesoporous Materials 57(2003)157-168
Molecular Sieves、Advances in Chemistry Series、Vol.121,Chapter 22,pp249-257,(1973)AMERICAN CHEMICAL SOCIETY.
背景技術-1に鑑み、本発明は、遷移金属を含むシリコアルミノホスフェートゼオライトであって、触媒や吸着材としての性能に優れており、高温水熱耐久性が高い遷移金属含有ゼオライトを、簡便にかつ効率よく製造することができる方法を提供することを課題とする。
さらに本発明は、水の吸脱着に対する高い安定性、かつ高い触媒性能を有する遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトの提供を課題とする。
また、本発明は、背景技術-2に鑑み、遷移金属の含有量が高く、かつ、遷移金属の分散性、ゼオライトの安定性が高い遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを提供することを課題とする。
さらに本発明は、水の吸脱着に対する高い安定性、かつ高い触媒性能を有する遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトの提供を課題とする。
また、本発明は、背景技術-2に鑑み、遷移金属の含有量が高く、かつ、遷移金属の分散性、ゼオライトの安定性が高い遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、ゼオライト原料と共に、遷移金属原料及びポリアミンを含む水性ゲルから水熱合成された遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトが、従来のワンポット合成方法によって合成された遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトに比べて、高い高温水熱耐久性を示し、かつ高い触媒活性を有するものとなることを見出した。
さらに、本発明者らは、低湿度での水吸着量が多く、かつ高湿度での水吸着量が一定範囲以内になる遷移金属含有ゼオライトは触媒性能が高く、さらに、水の吸脱着に対する高い安定性を有することを見出した。
さらに、本発明者らは、低湿度での水吸着量が多く、かつ高湿度での水吸着量が一定範囲以内になる遷移金属含有ゼオライトは触媒性能が高く、さらに、水の吸脱着に対する高い安定性を有することを見出した。
また、本発明者らは、鋭意検討の結果、電子プローブマイクロアナライザーでゼオライト中の遷移金属の元素マッピングを行ったとき、遷移金属の強度の変動係数が33%以下で、かつ、遷移金属の含有量が3重量%以上であり、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上である遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトが、高い遷移金属含有量、高い遷移金属分散性、かつ高いゼオライト安定性を有することを見出した。
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
[1] 少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトを製造する方法であって、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料及びポリアミン(但しジアミンを除く)を含む水性ゲルから水熱合成することを特徴とする遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[2] 前記水性ゲルが、少なくともヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物、アルキルアミン、シクロアルキルアミン、及びテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドよりなる群から選ばれる少なくとも一つを更に含む[1]に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[3] 前記ポリアミンが、一般式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中、nは2~6の整数、xは2~10の整数)で表されるポリアミンである[1]又は[2]に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[4] 前記遷移金属が鉄及び/又は銅である[1]ないし[3]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[5] 前記水性ゲルの組成におけるアルミニウム原子原料、ケイ素原子原料、リン原子原料及び遷移金属(M)原料を酸化物で表したときのモル比が、
SiO2/Al2O3の値が0.1以上0.8以下であり、
P2O5/Al2O3の値が0.6以上1.2以下であり、
MaOb/Al2O3の値が0.05以上1以下(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)である
[1]ないし[4]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
SiO2/Al2O3の値が0.1以上0.8以下であり、
P2O5/Al2O3の値が0.6以上1.2以下であり、
MaOb/Al2O3の値が0.05以上1以下(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)である
[1]ないし[4]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[6] 前記水性ゲルにおいて、前記遷移金属原料及びポリアミンの少なくとも一部が錯体を形成している[1]ないし[5]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[7] 前記遷移金属原料及びポリアミンの少なくとも一部を予め混合した後、他の原料を混合して水性ゲルを調製する[1]ないし[6]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[8] 遷移金属原料とリン原子原料を予め混合した後、他の原料を混合して水性ゲルを調製する[1]ないし[5]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[9] 前記遷移金属が銅である[1]ないし[8]のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[10] 前記遷移金属原料が酸化銅(II)及び/又は酢酸銅(II)である[1]ないし[9]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
[11] [1]ないし[10]のいずれかに記載の製造方法により得られた遷移金属含有ゼオライト。
[12] 25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Si以上、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/g以上300mg/g以下であり、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライト。
[13] [1]ないし[10]のいずれか1項に記載の製造方法により得られた[12]に記載の遷移金属含有ゼオライト。
[14] アルミニウム原子、ケイ素原子、リン原子及び遷移金属(M)を酸化物で表したときのモル比が、SiO2/Al2O3の値が0.1以上0.8以下であり、P2O5/Al2O3の値が0.6以上1.2以下であり、MaOb/Al2O3の値が0.05以上1以下(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)である[11]ないし[13]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライト。
[15] 遷移金属Mを3重量%以上含むアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザーで該ゼオライト中の遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、遷移金属Mの強度の変動係数が33%以下であり、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることを特徴とする遷移金属含有ゼオライト。
[16] 遷移金属Mを3重量%以上含み、骨格構造に8員環構造を有するアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザーで該ゼオライト中の遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、遷移金属Mの強度の変動係数が33%以下であり、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることを特徴とする遷移金属含有ゼオライト。
[17] 前記遷移金属が鉄及び/又は銅である[11]ないし[16]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライト。
[18] BET比表面積が500m2/g以上であることを特徴とする[11]ないし[17]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライト。
[19] ゼオライトがInternational Zeolite Association(IZA)が定めるゼオライト構造においてフレームワーク密度が10.0T/1000Å3以上16.0T/1000Å3以下である[11]ないし[18]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライト。
[20] ゼオライトがInternational Zeolite Association(IZA)が定めるゼオライト構造においてCHAである[11]ないし[19]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライト。
[21] [11]ないし[20]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトを含む排ガス処理用触媒。
[22] [11]ないし[20]のいずれかに記載の遷移金属含有ゼオライトを含む水蒸気吸着材。
本発明によれば、ゼオライト原料と共に、遷移金属原料及びポリアミンを含む水性ゲルを水熱合成することにより、ゼオライトの水熱合成工程でゼオライトの合成と共にゼオライト細孔内への遷移金属の高分散化を行って、高温水熱耐久性が高く、触媒活性に優れた遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを、簡便にかつ効率よく製造することができる。
また、本発明によれば、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Si以上、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/g以上、300mg/g以下であり、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトが得られる。
従来の遷移金属含有ゼオライトと比べ、本発明の遷移金属含有ゼオライトは、触媒活性及び水熱耐久性が高く、さらに、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後でも触媒活性が高く、水の吸脱着に対して優れた安定性を有する。
従来の遷移金属含有ゼオライトと比べ、本発明の遷移金属含有ゼオライトは、触媒活性及び水熱耐久性が高く、さらに、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後でも触媒活性が高く、水の吸脱着に対して優れた安定性を有する。
また、本発明によれば、従来の遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトと比べて、ゼオライト中の遷移金属導入量が高く、かつ遷移金属分散性も高く、しかも高いゼオライト安定性を有することで、より多い遷移金属触媒活性点を生成させることができ、触媒性能や耐水性、高温水熱耐久性、水蒸気繰り返し吸脱着耐久性に優れた遷移金属含有ゼオライトが提供される。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に特定はされない。
[第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法]
以下、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法について説明する。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法は、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトを、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料及びポリアミン(但し、ジアミンを除く。以下、第1発明においては、単に「ポリアミン」と称した場合は、特に断らない限り、「ジアミンを除くもの」とする)を含む水性ゲルから水熱合成することにより製造することを特徴とする。
以下、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法について説明する。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法は、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトを、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料及びポリアミン(但し、ジアミンを除く。以下、第1発明においては、単に「ポリアミン」と称した場合は、特に断らない限り、「ジアミンを除くもの」とする)を含む水性ゲルから水熱合成することにより製造することを特徴とする。
即ち、第1発明の方法は、水熱合成に供する水性ゲルが、遷移金属源とポリアミンを含有することに特徴を有する。
第1発明において、水熱合成に供する水性ゲルが、遷移金属源とポリアミンを含有すること以外のその他の製造条件は特に限定されず、公知のゼオライトの水熱合成方法に従うことができる。通常、アルミニウム原子原料、ケイ素原子原料、リン原子原料、遷移金属原料、及びポリアミンを混合して水性ゲルを調製し、得られた水性ゲルを水熱合成に供する。なお、この水性ゲルに、更に公知のテンプレートを添加しても良い。該水性ゲルから通常の方法で水熱合成を行い、その後焼成等によりポリアミンや他のテンプレートを除去して遷移金属含有ゼオライトを得る。
第1発明において、水熱合成に供する水性ゲルが、遷移金属源とポリアミンを含有すること以外のその他の製造条件は特に限定されず、公知のゼオライトの水熱合成方法に従うことができる。通常、アルミニウム原子原料、ケイ素原子原料、リン原子原料、遷移金属原料、及びポリアミンを混合して水性ゲルを調製し、得られた水性ゲルを水熱合成に供する。なお、この水性ゲルに、更に公知のテンプレートを添加しても良い。該水性ゲルから通常の方法で水熱合成を行い、その後焼成等によりポリアミンや他のテンプレートを除去して遷移金属含有ゼオライトを得る。
第1発明の方法によると、高温水熱耐久性の高い遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを製造することができる理由の詳細は明らかではないが、以下のようなことが推察される。
即ち、水性ゲル中に遷移金属原料と共にポリアミンを含むため、ゼオライトを合成する際に、水性ゲル中の遷移金属がポリアミンと強く相互作用して安定化すると共に、ゼオライト骨格元素と反応しにくくなる。このため、特許文献1及び非特許文献1に記載されるような従来の遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトの合成法とは異なり、遷移金属がゼオライトの骨格に入りにくく(ゼオライト骨格元素が遷移金属によって置換されにくく)、ゼオライトの骨格外、主としてゼオライトの細孔に遷移金属を分散させて存在させることができる。このようなことから、第1発明によれば、高い触媒性能と吸着性能、並びに高い高温水熱耐久性を有する遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを合成できることが考えられる。
即ち、水性ゲル中に遷移金属原料と共にポリアミンを含むため、ゼオライトを合成する際に、水性ゲル中の遷移金属がポリアミンと強く相互作用して安定化すると共に、ゼオライト骨格元素と反応しにくくなる。このため、特許文献1及び非特許文献1に記載されるような従来の遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトの合成法とは異なり、遷移金属がゼオライトの骨格に入りにくく(ゼオライト骨格元素が遷移金属によって置換されにくく)、ゼオライトの骨格外、主としてゼオライトの細孔に遷移金属を分散させて存在させることができる。このようなことから、第1発明によれば、高い触媒性能と吸着性能、並びに高い高温水熱耐久性を有する遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを合成できることが考えられる。
以下、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法の一例を説明する。
{原料}
第1発明に係る水性ゲルの調製に用いられる各原料について説明する。
第1発明に係る水性ゲルの調製に用いられる各原料について説明する。
<アルミニウム原子原料>
第1発明におけるゼオライトのアルミニウム原子原料は特に限定されず、通常、擬ベーマイト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等のアルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、アルミン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。取り扱いが容易な点及び反応性が高い点で、アルミニウム原子原料としては擬ベーマイトが好ましい。
第1発明におけるゼオライトのアルミニウム原子原料は特に限定されず、通常、擬ベーマイト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等のアルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、アルミン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。取り扱いが容易な点及び反応性が高い点で、アルミニウム原子原料としては擬ベーマイトが好ましい。
<ケイ素原子原料>
第1発明におけるゼオライトのケイ素原子原料は特に限定されず、通常、fumed(ヒュームド)シリカ、シリカゾル、コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸エチル、ケイ酸メチル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。高純度で、反応性が高い点で、ケイ素原子原料としてはfumedシリカが好ましい。
第1発明におけるゼオライトのケイ素原子原料は特に限定されず、通常、fumed(ヒュームド)シリカ、シリカゾル、コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸エチル、ケイ酸メチル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。高純度で、反応性が高い点で、ケイ素原子原料としてはfumedシリカが好ましい。
<リン原子原料>
第1発明におけるゼオライトのリン原子原料は、通常、リン酸であるが、リン酸アルミニウムを用いてもよい。リン原子原料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
第1発明におけるゼオライトのリン原子原料は、通常、リン酸であるが、リン酸アルミニウムを用いてもよい。リン原子原料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
<遷移金属原料>
第1発明において、ゼオライトに含有させる遷移金属原料は特に限定されず、通常、遷移金属の硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩化物、臭化物等の無機酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩、ペンタカルボニル、フェロセン等の有機金属化合物などが使用される。これらのうち、水に対する溶解性の観点からは無機酸塩、有機酸塩が好ましい。場合によってはコロイド状の酸化物、あるいは微粉末状の酸化物を用いても良い。
第1発明において、ゼオライトに含有させる遷移金属原料は特に限定されず、通常、遷移金属の硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩化物、臭化物等の無機酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩、ペンタカルボニル、フェロセン等の有機金属化合物などが使用される。これらのうち、水に対する溶解性の観点からは無機酸塩、有機酸塩が好ましい。場合によってはコロイド状の酸化物、あるいは微粉末状の酸化物を用いても良い。
遷移金属としては、特に限定されるものではないが、吸着材用途や触媒用途での特性の点から、通常、鉄、コバルト、マグネシウム、亜鉛、銅、パラジウム、イリジウム、白金、銀、金、セリウム、ランタン、プラセオジウム、チタン、ジルコニウム等の周期表3-12族の遷移金属が挙げられ、好ましくは鉄、コバルト、銅などの周期表8、9、11族、より好ましくは周期表8、11族である。ゼオライトに含有させる遷移金属は、これらの1種であってもよく、2種以上の遷移金属を組み合わせてゼオライトに含有させてもよい。これらの遷移金属のうち、特に好ましくは、鉄及び/又は銅であり、とりわけ好ましくは銅である。
第1発明において、遷移金属原料は銅酸化物又は銅の酸塩、好ましくは酸化銅(II)又は酢酸銅(II)であり、より好ましくは酸化銅(II)である。
遷移金属原料としては、遷移金属種、或いは化合物種の異なるものの2種以上を併用してもよい。
<ポリアミン>
第1発明で用いるポリアミンとしては、一般式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中、nは2~6の整数、xは2~10の整数)で表されるポリアミンが好ましい。
第1発明で用いるポリアミンとしては、一般式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中、nは2~6の整数、xは2~10の整数)で表されるポリアミンが好ましい。
上記式において、nは2~5の整数が好ましく、2~4の整数がより好ましく、2又は3がさらに好ましく、2が特に好ましい。xは2~6の整数が好ましく、2~5の整数がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、4が特に好ましい。
このようなポリアミンとしては、中でもジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンが安価であり、好ましく、中でもトリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンが特に好ましい。これらのポリアミンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を含んでいてもよい。また、分岐状のポリアミンを含んでいてもよい。
<テンプレート>
第1発明に係る水性ゲルには、ゼオライト製造の際のテンプレートとして一般に使用される、アミン、イミン、四級アンモニウム塩等を更に含んでいてもよい。
第1発明に係る水性ゲルには、ゼオライト製造の際のテンプレートとして一般に使用される、アミン、イミン、四級アンモニウム塩等を更に含んでいてもよい。
テンプレートとしては、好ましくは
(1)ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物
(2)アルキル基を有するアミン(アルキルアミン)
(3)シクロアルキル基を有するアミン(シクロアルキルアミン)
及び
(4)テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド
からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を用いることが好ましい。これらは入手しやすく安価であり、さらに、製造されたシリコアルミノホスフェートゼオライトの取り扱いが容易で構造破壊も起きにくいという点において好適である。中でも(1)ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物、(2)アルキルアミン、及び(3)シクロアルキルアミンが好ましく、これら3つの群のうち、2つ以上の群から各群につき1種以上の化合物を選択して用いることがより好ましい。
(1)ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物
(2)アルキル基を有するアミン(アルキルアミン)
(3)シクロアルキル基を有するアミン(シクロアルキルアミン)
及び
(4)テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド
からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を用いることが好ましい。これらは入手しやすく安価であり、さらに、製造されたシリコアルミノホスフェートゼオライトの取り扱いが容易で構造破壊も起きにくいという点において好適である。中でも(1)ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物、(2)アルキルアミン、及び(3)シクロアルキルアミンが好ましく、これら3つの群のうち、2つ以上の群から各群につき1種以上の化合物を選択して用いることがより好ましい。
(1)ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物
ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物の複素環は通常5~7員環であって、好ましくは6員環である。複素環に含まれるヘテロ原子の個数は通常3個以下、好ましくは2個以下である。窒素原子以外のヘテロ原子は任意であるが、窒素原子に加えて酸素原子を含むものが好ましい。ヘテロ原子の位置は特に限定されないが、ヘテロ原子が相互に隣り合わないものが好ましい。
ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物の複素環は通常5~7員環であって、好ましくは6員環である。複素環に含まれるヘテロ原子の個数は通常3個以下、好ましくは2個以下である。窒素原子以外のヘテロ原子は任意であるが、窒素原子に加えて酸素原子を含むものが好ましい。ヘテロ原子の位置は特に限定されないが、ヘテロ原子が相互に隣り合わないものが好ましい。
また、ヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物の分子量は、通常250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下であり、また通常30以上、好ましくは40以上、さらに好ましくは50以上である。
このようなヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物として、モルホリン、N-メチルモルホリン、ピペリジン、ピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン、1,4-ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン、N-メチルピペリジン、3-メチルピペリジン、キヌクリジン、ピロリジン、N-メチルピロリドン、ヘキサメチレンイミンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらのうち、モルホリン、ヘキサメチレンイミン、ピペリジンが好ましく、モルホリンが特に好ましい。
(2)アルキルアミン
アルキルアミンのアルキル基は、通常、鎖状アルキル基であって、アルキルアミンの1分子中に含まれるアルキル基の数は特に限定されるものではないが、3個が好ましい。
また、アルキルアミンのアルキル基は一部水酸基等の置換基を有していてもよい。
アルキルアミンのアルキル基の炭素数は4以下が好ましく、1分子中の全アルキル基の炭素数の合計は5以上30以下がより好ましい。
また、アルキルアミンの分子量は通常250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。
アルキルアミンのアルキル基は、通常、鎖状アルキル基であって、アルキルアミンの1分子中に含まれるアルキル基の数は特に限定されるものではないが、3個が好ましい。
また、アルキルアミンのアルキル基は一部水酸基等の置換基を有していてもよい。
アルキルアミンのアルキル基の炭素数は4以下が好ましく、1分子中の全アルキル基の炭素数の合計は5以上30以下がより好ましい。
また、アルキルアミンの分子量は通常250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。
このようなアルキルアミンとしては、ジ-n-プロピルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-イソプロピルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、ジ-n-ブチルアミン、ネオペンチルアミン、ジ-n-ペンチルアミン、イソプロピルアミン、t-ブチルアミン、エチレンジアミン、ジ-イソプロピル-エチルアミン、N-メチル-n-ブチルアミン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらのうち、ジ-n-プロピルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-イソプロピルアミン、トリエチルアミン、ジ-n-ブチルアミン、イソプロピルアミン、t-ブチルアミン、エチレンジアミン、ジ-イソプロピル-エチルアミン、N-メチル-n-ブチルアミンが好ましく、トリエチルアミンが特に好ましい。
(3)シクロアルキルアミン
シクロアルキルアミンとしては、アルキル基の炭素数が4以上10以下であるものが好ましく、中でもシクロヘキシルアミンが好ましい。シクロアルキルアミンは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
シクロアルキルアミンとしては、アルキル基の炭素数が4以上10以下であるものが好ましく、中でもシクロヘキシルアミンが好ましい。シクロアルキルアミンは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(4)テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド
テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとしては、4個のアルキル基が炭素数4以下のアルキル基であるテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとしては、4個のアルキル基が炭素数4以下のアルキル基であるテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
テンプレートとして2種以上のものを組み合わせて用いる場合、その組み合わせは任意であるが、モルホリン、トリエチルアミン及びシクロヘキシルアミンのうちの2種以上、中でもモルホリンとトリエチルアミンを併用することが好ましい。
これらのテンプレート各群の混合比率は、条件に応じて選択する必要がある。2種のテンプレートを混合させるときは、通常、混合させる2種のテンプレートのモル比が1:20から20:1、好ましくは1:10から10:1、さらに好ましくは1:5から5:1である。3種のテンプレートを混合させるときは、通常、3種目のテンプレートのモル比は、上記のモル比で混合された2種のテンプレートに対して1:20から20:1、好ましくは1:10から10:1、さらに好ましくは1:5から5:1である。
第1発明においては、このような公知のテンプレートを使用しなくても良いが、使用した方が、高温水熱耐久性が優れた遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを製造することができ、好ましい。
{水性ゲルの調製}
水性ゲルは、上述のケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料、及びポリアミン、必要に応じて用いられるその他のテンプレートを水と混合して調製される。
水性ゲルは、上述のケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料、及びポリアミン、必要に応じて用いられるその他のテンプレートを水と混合して調製される。
第1発明で用いる水性ゲルの組成は、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、及び遷移金属原料を酸化物として表したときのモル比で、以下のような組成となることが好ましい。
SiO2/Al2O3の値は、通常0より大きく、好ましくは0.1以上であり、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.4以下、特に好ましくは0.3以下である。
また、P2O5/Al2O3の値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、通常1.3以下、好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。
MaOb/Al2O3(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)の値は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上であり、通常1以下、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。
また、P2O5/Al2O3の値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、通常1.3以下、好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。
MaOb/Al2O3(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)の値は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上であり、通常1以下、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。
SiO2/Al2O3が上記上限よりも大きいと、結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
P2O5/Al2O3が上記下限よりも小さいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であったりし、上記上限よりも大きいと同様に結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
水熱合成によって得られるゼオライトの組成は、水性ゲルの組成と相関があり、従って、所望の組成のゼオライトを得るためには、水性ゲルの組成を上記の範囲において適宜設定すればよい。
P2O5/Al2O3が上記下限よりも小さいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であったりし、上記上限よりも大きいと同様に結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
水熱合成によって得られるゼオライトの組成は、水性ゲルの組成と相関があり、従って、所望の組成のゼオライトを得るためには、水性ゲルの組成を上記の範囲において適宜設定すればよい。
また、MaOb/Al2O3が上記下限よりも小さいとゼオライトに遷移金属の導入量が不十分であり、上記上限よりも大きいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
水性ゲル中のポリアミンの量は、テンプレートを使用する場合には、遷移金属原料を安定化させるに足りる量にすれば良いが、テンプレートを使用しない場合は、ポリアミンがテンプレートの作用も兼ねるので、テンプレートとして機能するための量にする必要がある。
具体的には、以下のような使用量とすることが好ましい。
<テンプレートを使用する場合>
テンプレートを使用する場合は、水性ゲル中のポリアミンとテンプレートの総量は、水性ゲル中のアルミニウム原子原料の酸化物換算のAl2O3に対するポリアミン及びテンプレートの合計のモル比で、通常0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上であって、通常4以下、好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下である。
ポリアミンとテンプレートの総量が上記下限より少ないと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であり、上記上限より多いとゼオライトの収率が不十分である。
また、ポリアミンは、遷移金属原料の酸化物換算のMaObに対するポリアミンのモル比で、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.8以上であって、通常10以下、好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下となる量で用いることが好ましい。
水性ゲル中のポリアミンの量が上記下限よりも少ないとポリアミンを用いることによる本発明の効果を十分に得ることができず、上記上限よりも多いとゼオライトの収率が不十分である。
テンプレートを使用する場合は、水性ゲル中のポリアミンとテンプレートの総量は、水性ゲル中のアルミニウム原子原料の酸化物換算のAl2O3に対するポリアミン及びテンプレートの合計のモル比で、通常0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上であって、通常4以下、好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下である。
ポリアミンとテンプレートの総量が上記下限より少ないと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であり、上記上限より多いとゼオライトの収率が不十分である。
また、ポリアミンは、遷移金属原料の酸化物換算のMaObに対するポリアミンのモル比で、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.8以上であって、通常10以下、好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下となる量で用いることが好ましい。
水性ゲル中のポリアミンの量が上記下限よりも少ないとポリアミンを用いることによる本発明の効果を十分に得ることができず、上記上限よりも多いとゼオライトの収率が不十分である。
<テンプレートを使用しない場合>
テンプレートを使用しない場合は、上記と同様の理由から、水性ゲル中のポリアミンの量は、水性ゲル中のアルミニウム原子原料の酸化物換算のAl2O3に対するポリアミンのモル比で、通常0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上、通常4以下、好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下であって、遷移金属原料の酸化物換算のMaObに対するポリアミンのモル比で、通常1以上、好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上で、通常50以下、好ましくは30以下、さらに好ましくは20以下となる量で用いることが好ましい。
テンプレートを使用しない場合は、上記と同様の理由から、水性ゲル中のポリアミンの量は、水性ゲル中のアルミニウム原子原料の酸化物換算のAl2O3に対するポリアミンのモル比で、通常0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上、通常4以下、好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下であって、遷移金属原料の酸化物換算のMaObに対するポリアミンのモル比で、通常1以上、好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上で、通常50以下、好ましくは30以下、さらに好ましくは20以下となる量で用いることが好ましい。
なお、前述の如く、テンプレートは条件に応じて適宜選ぶ必要があるが、例えば、テンプレートとしてモルホリンとトリエチルアミンを併用する場合、モルホリン/トリエチルアミンのモル比は0.05~20、特に0.1~10、とりわけ0.2~9となるように用いることが好ましい。
前記2つ以上の群から各群につき1種以上選択されたテンプレートを混合する順番は特に限定されず、テンプレート同士を混合した後その他の物質と混合してもよいし、各テンプレートをそれぞれ他の物質と混合してもよい。
前記2つ以上の群から各群につき1種以上選択されたテンプレートを混合する順番は特に限定されず、テンプレート同士を混合した後その他の物質と混合してもよいし、各テンプレートをそれぞれ他の物質と混合してもよい。
また、水性ゲル中の水の割合は、合成のし易さ及び生産性の高さの観点から、アルミニウム原子原料を酸化物で表したとき、Al2O3に対する水のモル比で、通常3以上、好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上であって、通常200以下、好ましくは150以下、さらに好ましくは120以下である。
水性ゲルのpHは通常5以上、好ましくは6以上、さらに好ましくは6.5以上であって、通常11以下、好ましくは10以下、さらに好ましくは9以下である。
なお、水性ゲル中には、所望により、上記以外の成分を含有していてもよい。このような成分としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や塩、アルコール等の親水性有機溶媒が挙げられる。水性ゲル中のこれらの他の成分の含有量としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や塩は、アルミニウム原子原料を酸化物で表したとき、Al2O3に対するモル比で、通常0.2以下、好ましくは0.1以下であり、アルコール等の親水性有機溶媒は、水性ゲル中の水に対してモル比で通常0.5以下、好ましくは0.3以下である。
水性ゲルの調製の際の各原料の混合順序は制限がなく、用いる条件により適宜選択すればよいが、通常は、まず水にリン原子原料、アルミニウム原子原料を混合し、これにケイ素源、及びテンプレートを混合する。遷移金属原料、ポリアミンは、これらを混合する際の何れのタイミングで添加しても良いが、遷移金属原料とポリアミンを予め混合すると、ポリアミンによる遷移金属原料の錯体化による安定化の効果が有効に発揮され、好ましい。
また、少量の水及びリン酸等のリン原子原料に、遷移金属原料を溶解させた後、他の原料を加える方法も採用することができる。この方法は、水の量を減らすことにより、収率を挙げることができ、遷移金属量を増やすことができるので、遷移金属量を遷移金属含有ゼオライトの4重量%以上とする場合の製造方法として好ましい。また得られる遷移金属含有ゼオライトを触媒や吸着材として使用した場合の性能にも優れるものとなるので好ましい。ここで「少量の水」とは、Al2O3換算のアルミニウム原子原料に対する水のモル比で、50以下であることが好ましく、より好ましくは40以下、さらに好ましくは35以下である。
また、少量の水及びリン酸等のリン原子原料に、遷移金属原料を溶解させた後、他の原料を加える方法も採用することができる。この方法は、水の量を減らすことにより、収率を挙げることができ、遷移金属量を増やすことができるので、遷移金属量を遷移金属含有ゼオライトの4重量%以上とする場合の製造方法として好ましい。また得られる遷移金属含有ゼオライトを触媒や吸着材として使用した場合の性能にも優れるものとなるので好ましい。ここで「少量の水」とは、Al2O3換算のアルミニウム原子原料に対する水のモル比で、50以下であることが好ましく、より好ましくは40以下、さらに好ましくは35以下である。
{水熱合成}
水熱合成は、上記のようにして調製された水性ゲルを耐圧容器に入れ、自己発生圧力下、又は結晶化を阻害しない程度の気体加圧下で、攪拌又は静置状態で所定温度を保持する事により行われる。
水熱合成は、上記のようにして調製された水性ゲルを耐圧容器に入れ、自己発生圧力下、又は結晶化を阻害しない程度の気体加圧下で、攪拌又は静置状態で所定温度を保持する事により行われる。
水熱合成の際の反応温度は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、さらに好ましくは150℃以上であって、通常300℃以下、好ましくは250℃以下、さらに好ましくは220℃以下である。反応時間は通常2時間以上、好ましくは3時間以上、さらに好ましくは5時間以上であって、通常30日以下、好ましくは10日以下、さらに好ましくは4日以下である。反応温度は反応中一定でもよいし、段階的又は連続的に変化させてもよい。
{テンプレート等を含有したゼオライト}
水熱合成後、生成物であるポリアミン及び必要に応じて用いられたテンプレート(以下、ポリアミン又はポリアミンとテンプレートとを「テンプレート等」と称す。)を含有したゼオライトを水熱合成反応液より分離する。水熱合成反応液からのテンプレート等を含有したゼオライトの分離方法は特に限定されない。通常、濾過又はデカンテーション等により分離し、水洗後、室温から150℃以下の温度で乾燥して生成物であるテンプレート等を含有したゼオライトを得ることができる。
水熱合成後、生成物であるポリアミン及び必要に応じて用いられたテンプレート(以下、ポリアミン又はポリアミンとテンプレートとを「テンプレート等」と称す。)を含有したゼオライトを水熱合成反応液より分離する。水熱合成反応液からのテンプレート等を含有したゼオライトの分離方法は特に限定されない。通常、濾過又はデカンテーション等により分離し、水洗後、室温から150℃以下の温度で乾燥して生成物であるテンプレート等を含有したゼオライトを得ることができる。
次いで、通常、水熱合成反応液から分離されたテンプレート等を含有したゼオライトからテンプレート等を除去する。テンプレート等の除去方法は特に限定されない。通常、空気又は酸素含有の不活性ガス、あるいは不活性ガスの雰囲気下に300℃から1000℃の温度で焼成したり、エタノール水溶液、HCl含有エーテル等の抽出溶剤による抽出等の方法により、含有される有機物(テンプレート等)を除去することができる。
好ましくは製造性の面で焼成によるテンプレート等の除去が好ましい。この場合、焼成温度については、好ましくは、400℃から900℃、より好ましくは450℃から850℃、さらに好ましくは500℃から800℃である。
好ましくは製造性の面で焼成によるテンプレート等の除去が好ましい。この場合、焼成温度については、好ましくは、400℃から900℃、より好ましくは450℃から850℃、さらに好ましくは500℃から800℃である。
[第2発明の遷移金属含有ゼオライト]
次に、特定の水吸着性能を有する第2発明の遷移金属含有ゼオライトについて説明する。
次に、特定の水吸着性能を有する第2発明の遷移金属含有ゼオライトについて説明する。
例えば、遷移金属を含むゼオライトを排ガス処理用触媒として使用する場合は、自動車などのディーゼルエンジンの排ガスは5~15体積%の水を排ガス中に含む。自動車では走行中、排ガスが200℃以上の高温となり、相対湿度は5%以下に低下し、触媒は水分を脱着した状態になる。しかし、停止時に空気の相対湿度が30%以上、特に夏には空気の相対湿度が50%以上となり、触媒は空気中の水を吸着する。このように自動車の走行と駐停車により、遷移金属含有ゼオライト触媒ではゼオライトが水の吸脱着を行っている。
これに対して、低湿度(5%以下)での水吸着量が多く、高湿度(50%以上)での水吸着量が少ないゼオライトは、使用環境の湿度変化により吸脱着する水の量が少ない。従って、水の吸脱着による骨格元素結合Si-O-Al及びAl-O-Pの結合角や結合長の変化が少なくなる。これによって、ゼオライトの安定性が高くなると共に、水の吸脱着によるゼオライトの格子定数の変化やゼオライトの体積変化を抑制することができる。従って、シリコアルミノホスフェートゼオライトを含むハニカムユニットにおいて、水の吸脱着によるハニカムユニットの破損の問題も解決することができる。
25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01(相対湿度1%)における水の吸着量は、ゼオライト中のSiの量により大きく影響を受ける。通常、Siが多くなると、相対蒸気圧0.01における水の吸着量が多くなる。相対蒸気圧0.01での水吸着は、ゼオライト中のSiに由来するSi-O(H)-Al結合中のHと水分子との水素結合による生じる水吸着と考えられる。そのため、第2発明の遷移金属含有ゼオライトの相対蒸気圧0.01での水吸着量は、ゼオライト中の1molのSiに対してゼオライトに吸着された水のモル数を規定する(mol/mol-Si)、すなわち、相対蒸気圧0.01(相対湿度1%)における水の吸着量が1.3mol/mol-Si以上であることが好ましく、1.4mol/mol-Si以上であることがさらに好ましい。相対蒸気圧0.01における水の吸着量の上限は特に制限はない。この吸着量が上記下限より少ないと、ゼオライトは低湿度での水脱着が激しいために、ゼオライト骨格元素結合の安定性が低くなる。
また、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.7(相対湿度70%)におけるゼオライトの水吸着はほぼ一定になり、水吸着の飽和状態になると言われる。この飽和状態でのゼオライトの水吸着量は、ゼオライト中のSiの量と関係なく、ゼオライトの細孔容積や表面の親水性などによって定まる。
第2発明の遷移金属含有ゼオライトの相対蒸気圧0.7での水吸着量は、1gのゼオライトに対して150mg/g以上、300mg/g以下が好ましく、より好ましくは200mg/g以上であり、260mg/g以上、290mg/g以下がさらに好ましい。
相対蒸気圧0.7(相対湿度70%)における遷移金属含有ゼオライトの水の吸着量が上記上限より多いと、使用環境が高湿度から低湿度に転換する時、ゼオライト上での水脱着が激しく、ゼオライト骨格元素結合の安定性が低くなる。
相対蒸気圧0.7(相対湿度70%)における遷移金属含有ゼオライトの水の吸着量が上記上限より多いと、使用環境が高湿度から低湿度に転換する時、ゼオライト上での水脱着が激しく、ゼオライト骨格元素結合の安定性が低くなる。
また、水の吸脱着によるゼオライトの格子定数の変化やゼオライトの体積変化が大きい、シリコアルミノホスフェートゼオライトを含むハニカムユニットは、水の吸脱着により破損しやすい。一方、ゼオライト結晶中にメソ孔などを形成する場合は、相対蒸気圧0.7におけるゼオライトの水の吸着量は上記上限より多い場合があるが、この場合はゼオライトの水熱安定性が低い恐れがある。相対蒸気圧0.7(相対湿度70%)における遷移金属含有ゼオライトの水の吸着量が上記下限より少ないと、ゼオライトの結晶性が低く、触媒性能が不十分である。
以上、自動車排ガス処理への適用を前提に説明したが、上記の特性を満足するものであれば、第2発明の遷移金属含有ゼオライトは、定置用、即ち、定置発電・船舶・農業機械・建設機械・二輪車・航空機用の各種ディーゼルエンジン、ボイラー、ガスタービン等から排出される多種多様の排ガスに含まれる窒素酸化物の浄化にも十分適用可能であることは言うまでもない。
また、第2発明の遷移金属含有ゼオライトを適用する排ガスとしては、NOx(窒素酸化物)を含有するものが好ましく、該排ガスには窒素酸化物以外の成分が含まれていてもよく、例えば炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、窒素、酸素、硫黄酸化物、水が含まれていてもよい。また、炭化水素、アンモニア、尿素等の窒素含有化合物等の公知の還元剤を使用してNOx(窒素酸化物)を浄化する場合、これらは排ガス中に含まれていてもよい。
また、第2発明の遷移金属含有ゼオライトを適用する排ガスとしては、NOx(窒素酸化物)を含有するものが好ましく、該排ガスには窒素酸化物以外の成分が含まれていてもよく、例えば炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、窒素、酸素、硫黄酸化物、水が含まれていてもよい。また、炭化水素、アンモニア、尿素等の窒素含有化合物等の公知の還元剤を使用してNOx(窒素酸化物)を浄化する場合、これらは排ガス中に含まれていてもよい。
このような第2発明の遷移金属含有ゼオライト及び前述の第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法より製造された遷移金属含有ゼオライト(以下、本発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法により製造された本発明の遷移金属含有ゼオライトを「第1発明の遷移金属含有ゼオライト」と称す。)は、ゼオライト骨格構造のアルミニウム原子、リン原子、及びケイ素原子のモル比が下記の存在割合のゼオライトに、以下の割合で遷移金属を含む遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトであることが好ましい。
第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライトの骨格構造に含まれるアルミニウム原子、リン原子及びケイ素原子の存在割合は、下記式(I)、(II)及び(III)を満たすことが好ましい。
0.001≦x≦0.3 ・・・(I)
(式中、xは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比を示す)
0.3≦y≦0.6 ・・・(II)
(式中、yは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比を示す)
0.3≦z≦0.6 ・・・(III)
(式中、zは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するリン原子のモル比を示す)
0.001≦x≦0.3 ・・・(I)
(式中、xは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比を示す)
0.3≦y≦0.6 ・・・(II)
(式中、yは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比を示す)
0.3≦z≦0.6 ・・・(III)
(式中、zは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するリン原子のモル比を示す)
xの値としては、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上であり、通常0.3以下、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.18以下である。xの値が上記下限値より小さいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。xの値が上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、yは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下である。yの値が上記下限値より小さい又は上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、zは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.50以下である。zの値が上記下限値より小さいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向があり、zの値が上記上限値より大きいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。
さらに、yは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下である。yの値が上記下限値より小さい又は上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、zは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.50以下である。zの値が上記下限値より小さいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向があり、zの値が上記上限値より大きいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。
遷移金属としては、特に限定されるものではないが、吸着材用途や触媒用途での特性の点から、通常、鉄、コバルト、マグネシウム、亜鉛、銅、パラジウム、イリジウム、白金、銀、金、セリウム、ランタン、プラセオジウム、チタン、ジルコニウム等の周期表3-12族の遷移金属が挙げられ、好ましくは鉄、コバルト、銅などの周期表8、9、11族、より好ましくは周期表8、11族である。ゼオライトに含有させる遷移金属は、これらの1種であってもよく、2種以上の遷移金属を組み合わせてゼオライトに含有させてもよい。これらの遷移金属のうち、特に好ましくは、鉄及び/又は銅であり、とりわけ好ましくは銅である。
また、第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライト中の遷移金属原子の存在割合は、下記式(IV)を満たすことが好ましい。
0.001≦m≦0.3 ・・・(IV)
(式中、mはゼオライト骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する遷移金属のモル比を示す)
mの値としては、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.08以上、特に好ましくは0.1以上であり、通常0.3以下、好ましくは0.25以下、より好ましくは0.2以下である。mの値が上記下限値より小さいと、活性点が少なくなる傾向があり、触媒性能を発現しない場合がある。mの値が上記上限より大きいと、遷移金属の凝集が著しくなる傾向があり、触媒性能が低下する場合がある。
0.001≦m≦0.3 ・・・(IV)
(式中、mはゼオライト骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する遷移金属のモル比を示す)
mの値としては、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.08以上、特に好ましくは0.1以上であり、通常0.3以下、好ましくは0.25以下、より好ましくは0.2以下である。mの値が上記下限値より小さいと、活性点が少なくなる傾向があり、触媒性能を発現しない場合がある。mの値が上記上限より大きいと、遷移金属の凝集が著しくなる傾向があり、触媒性能が低下する場合がある。
第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライトは、アルミニウム原子、ケイ素原子、リン原子、及び遷移金属を酸化物として表したときのモル比で、以下のような組成となることが好ましい。
SiO2/Al2O3の値は、通常0より大きく、好ましくは0.1以上であり、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.4以下、特に好ましくは0.3以下である。
また、P2O5/Al2O3の値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、通常1.3以下、好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。
MaOb/Al2O3(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)の値は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上であり、通常1以下、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。
また、P2O5/Al2O3の値は、通常0.6以上、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、通常1.3以下、好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。
MaOb/Al2O3(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)の値は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上であり、通常1以下、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。
SiO2/Al2O3が上記上限よりも大きいと、結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
P2O5/Al2O3が上記下限よりも小さいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であったりし、上記上限よりも大きいと同様に結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
P2O5/Al2O3が上記下限よりも小さいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分であったりし、上記上限よりも大きいと同様に結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
また、MaOb/Al2O3が上記下限よりも小さいとゼオライトに遷移金属の導入量が不十分であり、上記上限よりも大きいと結晶化しにくかったり、水熱耐久性が不十分である。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法で製造される第1発明の遷移金属含有ゼオライトについても、前述の如く、好ましくは上記と同様の組成でアルミニウム原子原料、ケイ素原子原料、リン原子原料及び遷移金属原料を含む水性ゲルから製造されるため、この場合には上記の割合でアルミニウム原子、ケイ素原子、リン原子及び遷移金属を含むものとなる。
なお、上記のゼオライト骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量は、元素分析により決定されるが、本発明における元素分析は、試料を塩酸水溶液で加熱溶解させた後誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析により、或は試料を打錠成形した後蛍光X線分析法(XRF)により、ゼオライト骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量W1(重量%)を求め、一方、熱重量分析(TG)により試料中の水分WH2O(重量%)を求め、下記式(V)で、無水状態下での遷移金属含有ゼオライト中の骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量W(重量%)を算出したものである。
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
また、第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライトを自動車排気浄化触媒や水蒸気吸着材として用いる場合には、第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライトのなかでも、以下の構造及びフレームワーク密度を有するものが好ましい。
ゼオライトの構造は、XRD(X線回折法:X-ray diffraction)により決定するが、International Zeolite Association(IZA)が定めるコードで示すと、AEI、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、CHA、DFO、ERI、FAU、GIS、LEV、LTA、VFIであり、AEI、AFX、GIS、CHA、VFI、AFS、LTA、FAU、AFYが好ましく、CHA構造を有するゼオライトが最も好ましい。
また、フレームワーク密度は結晶構造を反映したパラメータであるが、IZAがATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001において示してある数値で、好ましくは10.0T/1000Å3以上であって、通常16.0T/1000Å3以下、好ましくは15.0T/1000Å3以下である。
なお、フレームワーク密度(T/1000Å3)は、ゼオライトの単位体積1000Å3あたりに存在するT原子(ゼオライトの骨格構造を構成する酸素原子以外の原子(T原子))の数を意味し、この値はゼオライトの構造により決まるものである。
ゼオライトのフレームワーク密度が上記下限値未満では、構造が不安定となる場合があったり、耐久性が低下する傾向があり、一方、上記上限値を超過すると吸着量、触媒活性が小さくなる場合があったり、触媒としての使用に適さない場合がある。
ゼオライトのフレームワーク密度が上記下限値未満では、構造が不安定となる場合があったり、耐久性が低下する傾向があり、一方、上記上限値を超過すると吸着量、触媒活性が小さくなる場合があったり、触媒としての使用に適さない場合がある。
第1発明及び第2発明の遷移金属含有ゼオライトの粒子径について特に限定はないが、通常0.1μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であり、通常30μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下である。
なお、本発明における遷移金属含有ゼオライトの粒子径とは、電子顕微鏡で遷移金属含有ゼオライトを観察した際の、任意の10~30点のゼオライト粒子の一次粒子径の平均値をいい、前述の本発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法においては、テンプレート等を除去した後の粒子径として測定される。
なお、本発明における遷移金属含有ゼオライトの粒子径とは、電子顕微鏡で遷移金属含有ゼオライトを観察した際の、任意の10~30点のゼオライト粒子の一次粒子径の平均値をいい、前述の本発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法においては、テンプレート等を除去した後の粒子径として測定される。
第2発明の遷移金属含有ゼオライトは、前述の特徴的な水蒸気吸着等温線を有するものであれば、いずれの方法で得られたものでも良いが、前述の第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法によって製造するのが簡便かつ効率よく製造することができるので好ましい。
[第3発明の遷移金属含有ゼオライト]
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、第3発明で規定される遷移金属含有量において、第3発明で規定される特徴的な遷移金属の分散状態を有するものであれば、いずれの方法で製造されたものであってもよい。
従って、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、前述の第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法によって製造されたものであってもよいが、第3発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法の製造方法は、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法に何ら制限されるものではない。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、第3発明で規定される遷移金属含有量において、第3発明で規定される特徴的な遷移金属の分散状態を有するものであれば、いずれの方法で製造されたものであってもよい。
従って、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、前述の第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法によって製造されたものであってもよいが、第3発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法の製造方法は、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法に何ら制限されるものではない。
<ゼオライトの骨格構造>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、ゼオライトの骨格構造に、少なくともリン原子及びアルミニウム原子を含むアルミノホスフェートゼオライトに遷移金属を含有させたものであり、好ましくはゼオライトの骨格構造に更にケイ素原子をも含むものである。特に、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、ゼオライト骨格構造のアルミニウム原子、リン原子、及びケイ素原子のモル比が下記の存在割合のゼオライトに、以下の割合で遷移金属Mを含む遷移金属含有シリコンアルミノホスフェートゼオライトであることが好ましい。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、ゼオライトの骨格構造に、少なくともリン原子及びアルミニウム原子を含むアルミノホスフェートゼオライトに遷移金属を含有させたものであり、好ましくはゼオライトの骨格構造に更にケイ素原子をも含むものである。特に、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、ゼオライト骨格構造のアルミニウム原子、リン原子、及びケイ素原子のモル比が下記の存在割合のゼオライトに、以下の割合で遷移金属Mを含む遷移金属含有シリコンアルミノホスフェートゼオライトであることが好ましい。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの骨格構造に含まれるアルミニウム原子、リン原子及びケイ素原子の存在割合は、下記式(I)、(II)、(III)及び(IV)を満たすことが好ましい。
0.001≦x≦0.3 ・・・(I)
(式中、xは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比を示す)
0.3≦y≦0.6 ・・・(II)
(式中、yは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比を示す)
0.3≦z≦0.6 ・・・(III)
(式中、zは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するリン原子のモル比を示す)
0.9≦y/(x+z)≦1.5 ・・・(IV)
(式中、y/(x+z)は骨格構造中のケイ素原子とリン原子の合計に対するとアルミニウム原子のモル比を示す)
0.001≦x≦0.3 ・・・(I)
(式中、xは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比を示す)
0.3≦y≦0.6 ・・・(II)
(式中、yは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比を示す)
0.3≦z≦0.6 ・・・(III)
(式中、zは骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するリン原子のモル比を示す)
0.9≦y/(x+z)≦1.5 ・・・(IV)
(式中、y/(x+z)は骨格構造中のケイ素原子とリン原子の合計に対するとアルミニウム原子のモル比を示す)
xの値としては、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上であり、通常0.3以下、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.18以下である。xの値が上記下限値より小さいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。xの値が上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、yは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下である。yの値が上記下限値より小さい又は上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、zは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.50以下である。zの値が上記下限値より小さいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向があり、zの値が上記上限値より大きいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。
さらに、yは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下である。yの値が上記下限値より小さい又は上記上限値より大きいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向がある。
さらに、zは通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.50以下である。zの値が上記下限値より小さいと、合成時に不純物が混入しやすくなる傾向があり、zの値が上記上限値より大きいと、ゼオライト結晶化しにくい場合がある。
さらに、y/(x+z)は通常0.9以上、好ましくは0.93以上、より好ましくは0.96以上、さらに好ましくは0.98以上であり、通常1.5以下、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下である。遷移金属M原料をゼオライト合成工程のゲルに導入することで遷移金属を含むアルミノホスフェートゼオライトを合成する場合、y/(x+z)が上記下限値未満であると、遷移金属Mをゼオライトの骨格構造に取り込んで、ゼオライトの構造が不安定になる。また、上記上限値を超える場合にも、ゼオライト構造が不安定になる傾向がある。従って、骨格構造に遷移金属Mを取り込んだゼオライトは高温水熱処理に対しての水熱安定性や水蒸気繰り返し吸脱着に対しての耐久性が悪くなる。
<遷移金属M>
遷移金属Mとしては、特に限定されるものではないが、吸着材用途や触媒用途での特性の点から、通常、鉄、コバルト、マグネシウム、亜鉛、銅、パラジウム、イリジウム、白金、銀、金、セリウム、ランタン、プラセオジウム、チタン、ジルコニウム等の周期表第3-12族の遷移金属が挙げられ、好ましくは鉄、コバルト、銅などの周期表第8、9、11族、より好ましくは8、11族の遷移金属である。ゼオライトに含有させる遷移金属は、これらの1種であってもよく、2種以上の遷移金属を組み合わせてゼオライトに含有させてもよい。これらの遷移金属のうち、特に好ましくは、鉄及び/又は銅であり、とりわけ好ましくは銅である。
遷移金属Mとしては、特に限定されるものではないが、吸着材用途や触媒用途での特性の点から、通常、鉄、コバルト、マグネシウム、亜鉛、銅、パラジウム、イリジウム、白金、銀、金、セリウム、ランタン、プラセオジウム、チタン、ジルコニウム等の周期表第3-12族の遷移金属が挙げられ、好ましくは鉄、コバルト、銅などの周期表第8、9、11族、より好ましくは8、11族の遷移金属である。ゼオライトに含有させる遷移金属は、これらの1種であってもよく、2種以上の遷移金属を組み合わせてゼオライトに含有させてもよい。これらの遷移金属のうち、特に好ましくは、鉄及び/又は銅であり、とりわけ好ましくは銅である。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの遷移金属Mの含有量は、無水状態下での遷移金属含有ゼオライトの重量に対する遷移金属Mの重量割合で、3%以上、好ましくは3.5%以上、より好ましくは4%以上であり、通常10%以下、好ましくは8%以下、より好ましくは6%以下である。遷移金属Mの含有量が上記下限値より少ないと、高分散遷移金属活性点が不十分であり、上記上限値より多いと、ゼオライトが結晶化しにくい場合がある。
なお、上記のゼオライト骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量は、元素分析により決定されるが、本発明における元素分析は、前述の通り、試料を塩酸水溶液で加熱溶解させた後誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析により、或は試料を打錠成形した後蛍光X線分析法(XRF)により、ゼオライト骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量W1(重量%)を求め、一方、熱重量分析(TG)により試料中の水分WH2O(重量%)を求め、下記式(V)で、無水状態下での遷移金属含有ゼオライト中の骨格構造の原子や遷移金属Mの含有量W(重量%)を算出したものである。
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
<遷移金属Mの強度の変動係数>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)で遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、金属元素Mの強度の変動係数が通常33%以下であることを特徴とし、この変動係数は、好ましくは31%以下であり、さらに好ましくは29%以下である。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトにおける遷移金属Mの強度の変動係数の下限は特に制限はない。遷移金属Mの強度の変動係数が小さいほど、ゼオライト中の遷移金属Mがより均一にSiに由来する交換サイトに分散していることを表す。遷移金属Mの強度の変動係数が上記上限値を超過すると、ゼオライト中の遷移金属Mの分散性が悪くなり、遷移金属含有ゼオライトの触媒活性が不十分である、或はゼオライトの安定性が低い、という問題を生じる。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)で遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、金属元素Mの強度の変動係数が通常33%以下であることを特徴とし、この変動係数は、好ましくは31%以下であり、さらに好ましくは29%以下である。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトにおける遷移金属Mの強度の変動係数の下限は特に制限はない。遷移金属Mの強度の変動係数が小さいほど、ゼオライト中の遷移金属Mがより均一にSiに由来する交換サイトに分散していることを表す。遷移金属Mの強度の変動係数が上記上限値を超過すると、ゼオライト中の遷移金属Mの分散性が悪くなり、遷移金属含有ゼオライトの触媒活性が不十分である、或はゼオライトの安定性が低い、という問題を生じる。
なお、第3発明において、変動係数は、3点以上の複数の視野で測定した強度の変動係数の平均値である。EPMAによる元素マッピングは、具体的には後掲の実施例の項に記載される方法で実施される。
<BET比表面積>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトのBET比表面積の上限は特に制限はないが、下限については500m2/g以上であることが好ましく、より好ましくは550m2/g以上、特に好ましくは600m2/g以上である。BET比表面積が上記下限値未満ではゼオライトの結晶性が低く、触媒活性などの性能が不十分となる傾向がある。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトのBET比表面積の上限は特に制限はないが、下限については500m2/g以上であることが好ましく、より好ましくは550m2/g以上、特に好ましくは600m2/g以上である。BET比表面積が上記下限値未満ではゼオライトの結晶性が低く、触媒活性などの性能が不十分となる傾向がある。
<構造・フレームワーク密度>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトを自動車排気浄化触媒や水蒸気吸着材として用いる場合には、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、以下の構造及びフレームワーク密度を有することが好ましい。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトを自動車排気浄化触媒や水蒸気吸着材として用いる場合には、第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、以下の構造及びフレームワーク密度を有することが好ましい。
ゼオライトの構造は、XRD(X線回折法:X-ray diffraction)により決定するが、本発明の遷移金属含有ゼオライトは、骨格構造に8員環構造を有するゼオライトは構造安定性が高い点において好ましく、International Zeolite Association(IZA)が定めるコードで示すと、AEI、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、CHA、DFO、ERI、FAU、GIS、LEV、LTA、VFIであり、AEI、AFX、GIS、CHA、VFI、AFS、LTA、FAU、AFYが好ましく、CHA構造を有するゼオライトが最も好ましい。
また、フレームワーク密度は結晶構造を反映したパラメータであるが、IZAがATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001において示されている数値で、好ましくは10.0T/1000Å3以上であって、通常16.0T/1000Å3以下、好ましくは15.0T/1000Å3以下である。
なお、フレームワーク密度(T/1000Å3)は、ゼオライトの単位体積1000Å3あたりに存在するT原子(ゼオライトの骨格構造を構成する酸素原子以外の原子(T原子))の数を意味し、この値はゼオライトの構造により決まるものである。
ゼオライトのフレームワーク密度が上記下限値未満では、構造が不安定となる場合があったり、耐久性が低下する傾向があり、一方、上記上限値を超過すると吸着量、触媒活性が小さくなる場合があったり、触媒としての使用に適さない場合がある。
ゼオライトのフレームワーク密度が上記下限値未満では、構造が不安定となる場合があったり、耐久性が低下する傾向があり、一方、上記上限値を超過すると吸着量、触媒活性が小さくなる場合があったり、触媒としての使用に適さない場合がある。
<粒子径>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの粒子径について特に限定はないが、通常0.1μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であり、通常30μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下である。
なお、本発明における遷移金属含有ゼオライトの粒子径とは、電子顕微鏡で遷移金属含有ゼオライトを観察した際の、任意の10~30点のゼオライト粒子の一次粒子径の平均値をいう。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの粒子径について特に限定はないが、通常0.1μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であり、通常30μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下である。
なお、本発明における遷移金属含有ゼオライトの粒子径とは、電子顕微鏡で遷移金属含有ゼオライトを観察した際の、任意の10~30点のゼオライト粒子の一次粒子径の平均値をいう。
<遷移金属含有ゼオライトの製造方法>
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下のような方法で製造することができる。
即ち、まず、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原子原料及びポリアミンを含む水性ゲルを調製する。ここで、ポリアミンは所望の骨格構造(例えば8員環構造)を有するゼオライトを得るためのテンプレートとしても働くため、水性ゲルの調製にはテンプレート(SDA(Structure-directing agent);構造規定剤)は使用しなくても良いが、所望の骨格構造を有するゼオライトを得るために、ポリアミンとは別に公知のテンプレートを用いてもよい。次いで、この水性ゲルを用いて水熱合成を行った後、ポリアミンや他のテンプレートを除去して第3発明の遷移金属含有ゼオライトを得る。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下のような方法で製造することができる。
即ち、まず、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原子原料及びポリアミンを含む水性ゲルを調製する。ここで、ポリアミンは所望の骨格構造(例えば8員環構造)を有するゼオライトを得るためのテンプレートとしても働くため、水性ゲルの調製にはテンプレート(SDA(Structure-directing agent);構造規定剤)は使用しなくても良いが、所望の骨格構造を有するゼオライトを得るために、ポリアミンとは別に公知のテンプレートを用いてもよい。次いで、この水性ゲルを用いて水熱合成を行った後、ポリアミンや他のテンプレートを除去して第3発明の遷移金属含有ゼオライトを得る。
水性ゲルの調製にポリアミンを用いる方法は、EPMAによる元素マッピングで、遷移金属Mの強度の変動係数が33%以下の第3発明の遷移金属含有ゼオライトを製造する方法として有効であり、この方法によれば、高温水熱耐久性が高く、かつ繰り返し水熱耐久性が高い第3発明の遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを、簡便かつ効率的に製造することができる。この理由の詳細は明らかではないが、以下のようなことが推察される。
例えば、ゼオライトを合成する際に、遷移金属がポリアミンと強く相互作用するので、遷移金属がゼオライト骨格元素と反応しにくくなる。すわなち、遷移金属がゼオライトの骨格に入りにくく、ゼオライトの細孔だけに存在することができる。このため、従来法で合成された遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトとは異なり、遷移金属によりゼオライト骨格元素が置き換えられにくく、遷移金属をゼオライト細孔に均一に分散させることができると考えられる。
例えば、ゼオライトを合成する際に、遷移金属がポリアミンと強く相互作用するので、遷移金属がゼオライト骨格元素と反応しにくくなる。すわなち、遷移金属がゼオライトの骨格に入りにくく、ゼオライトの細孔だけに存在することができる。このため、従来法で合成された遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトとは異なり、遷移金属によりゼオライト骨格元素が置き換えられにくく、遷移金属をゼオライト細孔に均一に分散させることができると考えられる。
この製造方法の詳細は前述の第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法の通りであるが、ポリアミンについては、1分子中に2つ以上のアミノ基を有するポリアミン(環状、鎖状(直鎖状、分岐鎖状を含む)であり、中でも、一般式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中、nは2~6の整数、xは1~10の整数)で表される、2以上のNH基を含む鎖が延長されたポリアミン化合物が好ましく、中でも、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンが安価であり好ましい。なお、上記一般式で表されるポリアミン化合物は、分岐状のアミンや、xの数が異なるアミンを複数種含む混合物であっても良い。
また、水性ゲルの調製の際の各原料の混合順序は制限がなく、用いる条件により適宜選択すればよく、まず水にリン原子原料、アルミニウム原子原料を混合し、これにケイ素源、及びテンプレートを混合し、遷移金属原子原料、ポリアミンは、これらを混合する際の何れかのタイミングで添加する方法も挙げられるが、まず少量の水及びリン酸等のリン原子原料に、遷移金属原子原料を溶解させた後、他の原料を加える方法が挙げられる。後者の方法は、水の量を減らすことにより、収率を挙げることができ、また得られる遷移金属含有ゼオライトを触媒や吸着材として使用した場合の性能にも優れるものとなるので好ましい。ここで「少量の水」とは、Al2O3換算のアルミニウム原子原料に対する水のモル比で、50以下であることが好ましく、より好ましくは40以下、さらに好ましくは35以下である。
なお、遷移金属原子原料とポリアミンを予め混合すると、ポリアミンによる遷移金属原子原料の錯体化による安定化の効果が有効に発揮される。
なお、遷移金属原子原料とポリアミンを予め混合すると、ポリアミンによる遷移金属原子原料の錯体化による安定化の効果が有効に発揮される。
[遷移金属含有ゼオライトの用途]
第1発明、第2発明及び第3発明の遷移金属含有ゼオライト(以下、これらをまとめて「本発明の遷移金属含有ゼオライト」と称す。)の用途としては特に制限はないが、耐水性及び高温水熱耐久性が高く、触媒活性にも優れ、水蒸気繰り返し吸脱着後の触媒活性の安定性にも優れることから、自動車等の排ガス浄化用触媒及或いは水蒸気吸着材として特に好適に用いられる。
第1発明、第2発明及び第3発明の遷移金属含有ゼオライト(以下、これらをまとめて「本発明の遷移金属含有ゼオライト」と称す。)の用途としては特に制限はないが、耐水性及び高温水熱耐久性が高く、触媒活性にも優れ、水蒸気繰り返し吸脱着後の触媒活性の安定性にも優れることから、自動車等の排ガス浄化用触媒及或いは水蒸気吸着材として特に好適に用いられる。
<排ガス処理用触媒>
本発明の遷移金属含有ゼオライトは、例えば自動車排気浄化触媒等の排ガス処理用触媒として用いる場合、本発明の遷移金属含有ゼオライトはそのまま粉末状で用いてもよく、また、シリカ、アルミナ、粘土鉱物等のバインダーと混合し、造粒や成形を行って使用することもできる。また、塗布法や、成形法を用いて所定の形状に成形して用いることもでき、好ましくはハニカム状に成形して用いることができる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトは、例えば自動車排気浄化触媒等の排ガス処理用触媒として用いる場合、本発明の遷移金属含有ゼオライトはそのまま粉末状で用いてもよく、また、シリカ、アルミナ、粘土鉱物等のバインダーと混合し、造粒や成形を行って使用することもできる。また、塗布法や、成形法を用いて所定の形状に成形して用いることもでき、好ましくはハニカム状に成形して用いることができる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトを含む触媒の成形体を塗布法によって得る場合、通常、遷移金属含有ゼオライトとシリカ、アルミナ等の無機バインダーとを混合し、スラリーを作製し、コージェライト等の無機物で作製された成形体の表面に塗布し、焼成することにより作成され、好ましくはこの際にハニカム形状の成形体に塗布することによりハニカム状の触媒を得ることができる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトを含む触媒の成形体を成形する場合、通常、遷移金属含有ゼオライトをシリカ、アルミナ等の無機バインダーやアルミナ繊維、ガラス繊維等の無機繊維と混練し、押出法や圧縮法等の成形を行い、引き続き焼成を行うことにより作成され、好ましくはこの際にハニカム形状に成形することによりハニカム状の触媒を得ることができる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトを含む触媒は、窒素酸化物を含む排ガスを接触させて窒素酸化物を浄化する自動車排気浄化触媒として有効である。該排ガスには窒素酸化物以外の成分が含まれていてもよく、例えば炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、窒素、酸素、硫黄酸化物、水が含まれていてもよい。また、炭化水素、アンモニア、尿素等の窒素含有化合物等の公知の還元剤を使用しても良い。
また、本発明の排ガス処理用触媒により、例えば、ディーゼル自動車、ガソリン自動車、定置発電・船舶・農業機械・建設機械・二輪車・航空機用の各種ディーゼルエンジン、ボイラー、ガスタービン等から排出される多種多様の排ガスに含まれる窒素酸化物を浄化することができる。
また、本発明の排ガス処理用触媒により、例えば、ディーゼル自動車、ガソリン自動車、定置発電・船舶・農業機械・建設機械・二輪車・航空機用の各種ディーゼルエンジン、ボイラー、ガスタービン等から排出される多種多様の排ガスに含まれる窒素酸化物を浄化することができる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトを含む触媒を使用する際の、触媒と排ガスの接触条件としては特に限定されるものではないが、排ガスの空間速度は通常100/h以上、好ましくは1000/h以上であり、通常500000/h以下、好ましくは100000/h以下であり、温度は通常100℃以上、好ましくは150℃以上、通常700℃以下、好ましくは500℃以下で用いられる。
<水蒸気吸着材>
本発明の遷移金属含有ゼオライトは、優れた水蒸気の吸・脱着特性を示す。
その吸・脱着特性の程度は、条件により異なるが、一般的に、低温から、通常水蒸気の吸着が困難な高温領域まで吸着可能であり、また高湿度状態から、通常水蒸気の吸着が困難な低湿度領域まで吸着可能であり、かつ比較的低温の100℃以下で脱着が可能である。
本発明の遷移金属含有ゼオライトは、優れた水蒸気の吸・脱着特性を示す。
その吸・脱着特性の程度は、条件により異なるが、一般的に、低温から、通常水蒸気の吸着が困難な高温領域まで吸着可能であり、また高湿度状態から、通常水蒸気の吸着が困難な低湿度領域まで吸着可能であり、かつ比較的低温の100℃以下で脱着が可能である。
このような水蒸気吸着材の用途としては、吸着ヒートポンプ、熱交換器、デシカント空調機等が挙げられる。
本発明の遷移金属含有ゼオライトは、特に水蒸気吸着材として優れた性能を示すが、本発明の遷移金属含有ゼオライトを水蒸気吸着材として用いる場合に、シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物や粘土等のバインダー成分や、熱伝導性の高い成分と共に使用することができる。本発明の遷移金属含有ゼオライトをこれらの他の成分と共に用いる場合、水蒸気吸着材中の本発明の遷移金属含有ゼオライトの含有量が、60重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることがさらに好ましい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例により何ら限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例において得られた遷移金属含有ゼオライト(以下、単に「ゼオライト」と記載する。)の分析及び性能評価は以下の方法により行った。
[XRDの測定]
以下の方法で調製した試料を用いて、以下の条件で測定した。
<試料の調製>
めのう乳鉢を用いて人力で粉砕したゼオライト試料約100mgを同一形状のサンプルホルダーを用いて試料量が一定となるようにした。
<測定条件>
X線源:Cu-Kα線
出力設定:40kV・30mA
測定時光学条件:
発散スリット=1°
散乱スリット=1°
受光スリット=0.2mm
回折ピークの位置:2θ(回折角)
測定範囲:2θ=3~50度
スキャン速度:3.0°(2θ/sec)、連続スキャン
以下の方法で調製した試料を用いて、以下の条件で測定した。
<試料の調製>
めのう乳鉢を用いて人力で粉砕したゼオライト試料約100mgを同一形状のサンプルホルダーを用いて試料量が一定となるようにした。
<測定条件>
X線源:Cu-Kα線
出力設定:40kV・30mA
測定時光学条件:
発散スリット=1°
散乱スリット=1°
受光スリット=0.2mm
回折ピークの位置:2θ(回折角)
測定範囲:2θ=3~50度
スキャン速度:3.0°(2θ/sec)、連続スキャン
[Cu含有量とゼオライト組成の分析]
ゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子と遷移金属銅原子における元素分析は、試料を塩酸水溶液で加熱溶解させた後誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析によりゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子とCuの含有量W1(重量%)を求める。或は、試料を打錠成形した後蛍光X線分析法(XRF)により、ゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子とCuの含有量W1(重量%)を求める。
一方、熱重量分析(TG)により試料中の水分WH2O(重量%)を求め、下記式(V)で、無水状態下での遷移金属含有ゼオライト中の骨格構造の各原子とCuの含有量W(重量%)を算出した。
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
ゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子と遷移金属銅原子における元素分析は、試料を塩酸水溶液で加熱溶解させた後誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析によりゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子とCuの含有量W1(重量%)を求める。或は、試料を打錠成形した後蛍光X線分析法(XRF)により、ゼオライト骨格構造のケイ素、アルミニウム、リン原子とCuの含有量W1(重量%)を求める。
一方、熱重量分析(TG)により試料中の水分WH2O(重量%)を求め、下記式(V)で、無水状態下での遷移金属含有ゼオライト中の骨格構造の各原子とCuの含有量W(重量%)を算出した。
W=W1/(1-WH2O) ・・・(V)
[BET比表面積の測定]
大倉理研社製、全自動粉体比表面積測定装置(AMS1000)を用いて、流通式一点法により測定を行った。
大倉理研社製、全自動粉体比表面積測定装置(AMS1000)を用いて、流通式一点法により測定を行った。
[水蒸気吸着等温線の測定]
調製したゼオライト試料を120℃で5時間、真空排気した後、25℃における水蒸気吸着等温線を水蒸気吸着量測定装置(ベルソーブ18:日本ベル(株)社製)により以下の条件で測定した。
空気恒温槽温度 :50℃
吸着温度 :25 ℃
初期導入圧力 :3.0torr
導入圧力設定点数:0
飽和蒸気圧 :23.755torr
平衡時間 :500秒
調製したゼオライト試料を120℃で5時間、真空排気した後、25℃における水蒸気吸着等温線を水蒸気吸着量測定装置(ベルソーブ18:日本ベル(株)社製)により以下の条件で測定した。
空気恒温槽温度 :50℃
吸着温度 :25 ℃
初期導入圧力 :3.0torr
導入圧力設定点数:0
飽和蒸気圧 :23.755torr
平衡時間 :500秒
[触媒活性の評価]
調製したゼオライト試料をプレス成形後、破砕して篩を通し、0.6~1mmに整粒した。整粒したゼオライト試料1mlを常圧固定床流通式反応管に充填した。ゼオライト層に下記表1の組成のガスを空間速度SV=100000/hで流通させながら、ゼオライト層を加熱した。150℃、175℃、200℃の各温度において、又は150℃、175℃、200℃、300℃、400℃、500℃の各温度において、出口NO濃度が一定となったとき、
NO浄化率(%)
={(入口NO濃度)―(出口NO濃度)}/(入口NO濃度)×100
の値によって、ゼオライト試料の窒素酸化物除去活性を評価した。
調製したゼオライト試料をプレス成形後、破砕して篩を通し、0.6~1mmに整粒した。整粒したゼオライト試料1mlを常圧固定床流通式反応管に充填した。ゼオライト層に下記表1の組成のガスを空間速度SV=100000/hで流通させながら、ゼオライト層を加熱した。150℃、175℃、200℃の各温度において、又は150℃、175℃、200℃、300℃、400℃、500℃の各温度において、出口NO濃度が一定となったとき、
NO浄化率(%)
={(入口NO濃度)―(出口NO濃度)}/(入口NO濃度)×100
の値によって、ゼオライト試料の窒素酸化物除去活性を評価した。
[水熱耐久試験]
調製したゼオライト試料を800℃、10体積%の水蒸気に、空間速度SV=3000/hの雰囲気下、5時間通じ、水熱処理を行った。試験後回収したゼオライト試料をプレス成形後、破砕して篩を通し、0.6~1mmに整粒した。整粒したゼオライト試料について、上記触媒活性の評価方法でNO浄化率を評価した。
調製したゼオライト試料を800℃、10体積%の水蒸気に、空間速度SV=3000/hの雰囲気下、5時間通じ、水熱処理を行った。試験後回収したゼオライト試料をプレス成形後、破砕して篩を通し、0.6~1mmに整粒した。整粒したゼオライト試料について、上記触媒活性の評価方法でNO浄化率を評価した。
[水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験-1(90℃-80℃-5℃の水蒸気繰り返し吸脱着試験)]
調製したゼオライト試料0.5gを90℃に保たれた円盤型の真空容器内に保持し、5℃の飽和水蒸気雰囲気と80℃飽和水蒸気雰囲気にそれぞれ90秒曝す操作を繰り返した。このとき80℃の飽和水蒸気雰囲気に曝されたときに試料に吸着した水は、5℃の飽和水蒸気雰囲気で一部が脱着し、5℃に保った水だめに移動する。m回目の吸着からn回目の脱着で、5℃の水だめに移動した水の総量(Qn;m(g))と試料の乾燥重量(W(g))から一回あたりの平均吸着量(Cn;m(g/g))を以下のようにして求めた。
[Cn;m]=[Qn;m]/(n-m+1)/W
上記の水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験において、1回から1000回の平均吸着量に対する1001回から2000回の平均吸着量の比を百分率で求め、吸脱着試験の維持率とした。(以下、「90-80-5耐久」と表示する。)
調製したゼオライト試料0.5gを90℃に保たれた円盤型の真空容器内に保持し、5℃の飽和水蒸気雰囲気と80℃飽和水蒸気雰囲気にそれぞれ90秒曝す操作を繰り返した。このとき80℃の飽和水蒸気雰囲気に曝されたときに試料に吸着した水は、5℃の飽和水蒸気雰囲気で一部が脱着し、5℃に保った水だめに移動する。m回目の吸着からn回目の脱着で、5℃の水だめに移動した水の総量(Qn;m(g))と試料の乾燥重量(W(g))から一回あたりの平均吸着量(Cn;m(g/g))を以下のようにして求めた。
[Cn;m]=[Qn;m]/(n-m+1)/W
上記の水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験において、1回から1000回の平均吸着量に対する1001回から2000回の平均吸着量の比を百分率で求め、吸脱着試験の維持率とした。(以下、「90-80-5耐久」と表示する。)
[水蒸気繰り返し吸脱着耐久性試験-2(90℃-60℃-5℃の水蒸気繰り返し吸脱着試験)]
実装条件に近い繰り返し吸脱着試験条件として、図10に示す試験装置を用いて、触媒の「90℃-60℃-5℃の水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験」(以下「90-60-5耐久」と表示する)を実施した。
図10において、1は60℃に保持された恒温室、2は90℃に保持された恒温室、3は5℃に保持された恒温室である。恒温室1内には飽和水蒸気の容器4が設けられ、恒温室2内には試料を保持した真空容器5が設けられ、恒温室3内には水だめとなる容器6が設けられている。容器4と真空容器5とはバルブaを有する配管を介して連結されており、容器6と真空容器5はバルブ6を有する配管を介して連結されている。
試料を90℃に保たれた真空容器5内に保持し、5℃の飽和水蒸気雰囲気(90℃の相対湿度1%)と60℃の飽和水蒸気雰囲気(90℃の相対湿度28%)にそれぞれ90秒曝す操作を繰返す。すなわち、60℃の飽和水蒸気雰囲気に曝す操作は、図10中、バルブaを開く(バルブbは閉じたまま)。この状態で90秒保持した後、バルブaを閉じると同時にバルブbを開ける。このとき、60℃の飽和水蒸気雰囲気に曝されたときに試料1に吸着した水は、5℃の飽和水蒸気雰囲気で一部が脱着し、5℃に保った水だめの容器6に移動する。この状態で90秒保持する。
以上の吸着、脱着を2000回繰り返し行う。
試験後回収した試料について上記触媒活性の評価方法の条件に基づきNO浄化率を評価した。
車などのディーゼルエンジン排ガスは5~15体積%の水を排ガス中に含む。車では走行中、排ガスが200℃以上の高温となり、相対湿度は5%以下に低下し、触媒は水分を脱着した状態になる。しかし、停止時に90℃近辺で相対湿度が15%以上となり、触媒は水を吸着する。本条件により、90℃の吸着時には相対湿度が28%となる。この実条件に近い状態での繰り返し耐久性が実装時には重要となる。
実装条件に近い繰り返し吸脱着試験条件として、図10に示す試験装置を用いて、触媒の「90℃-60℃-5℃の水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験」(以下「90-60-5耐久」と表示する)を実施した。
図10において、1は60℃に保持された恒温室、2は90℃に保持された恒温室、3は5℃に保持された恒温室である。恒温室1内には飽和水蒸気の容器4が設けられ、恒温室2内には試料を保持した真空容器5が設けられ、恒温室3内には水だめとなる容器6が設けられている。容器4と真空容器5とはバルブaを有する配管を介して連結されており、容器6と真空容器5はバルブ6を有する配管を介して連結されている。
試料を90℃に保たれた真空容器5内に保持し、5℃の飽和水蒸気雰囲気(90℃の相対湿度1%)と60℃の飽和水蒸気雰囲気(90℃の相対湿度28%)にそれぞれ90秒曝す操作を繰返す。すなわち、60℃の飽和水蒸気雰囲気に曝す操作は、図10中、バルブaを開く(バルブbは閉じたまま)。この状態で90秒保持した後、バルブaを閉じると同時にバルブbを開ける。このとき、60℃の飽和水蒸気雰囲気に曝されたときに試料1に吸着した水は、5℃の飽和水蒸気雰囲気で一部が脱着し、5℃に保った水だめの容器6に移動する。この状態で90秒保持する。
以上の吸着、脱着を2000回繰り返し行う。
試験後回収した試料について上記触媒活性の評価方法の条件に基づきNO浄化率を評価した。
車などのディーゼルエンジン排ガスは5~15体積%の水を排ガス中に含む。車では走行中、排ガスが200℃以上の高温となり、相対湿度は5%以下に低下し、触媒は水分を脱着した状態になる。しかし、停止時に90℃近辺で相対湿度が15%以上となり、触媒は水を吸着する。本条件により、90℃の吸着時には相対湿度が28%となる。この実条件に近い状態での繰り返し耐久性が実装時には重要となる。
[電子プローブマイクロアナライザー(EMPA)の測定]
調製したゼオライト試料を、樹脂に包埋して断面ミクロトーム(ダイヤ刃)にて切削を行った後、Au蒸着を行って作製したサンプルについて、以下の条件で測定を行った。
装置:JEOL shaseiJXA-8100
電子銃:W エミッター,加速電圧15kV,照射電流20nA
元素マッピング:分析面積3000倍か4000倍の視野相当
収集時間:100msec/point
対象元素(分光結晶):Si(PET),Cu(LIFH)
調製したゼオライト試料を、樹脂に包埋して断面ミクロトーム(ダイヤ刃)にて切削を行った後、Au蒸着を行って作製したサンプルについて、以下の条件で測定を行った。
装置:JEOL shaseiJXA-8100
電子銃:W エミッター,加速電圧15kV,照射電流20nA
元素マッピング:分析面積3000倍か4000倍の視野相当
収集時間:100msec/point
対象元素(分光結晶):Si(PET),Cu(LIFH)
[変動係数]
遷移金属Mを3重量%以上含むアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)で任意の3視野で観察したサンプルのSiの強度マップよりゼオライト粒子を抽出する。画像処理には、ImageProPlus(Media Cybernetics社製)を用いた。
この処理ソフトを用いて、EPMA分析で得られたSiマップにメディアンフィルタをかけ、ノイズ処理を行った後、強度の高い部分を試料粒子として抽出した。その後、抽出した試料粒子内部におけるCuKα線強度の平均値と標準偏差を算出し、その変動係数を求めた。この画像処理によりゼオライトに分散されなかった孤立状態である銅を取り除いて、ゼオライトに分散された銅の分布状態を調べることができる。例えば、同一の視野において、Cuの強度マップに存在している粒子が、Siの強度マップに存在していない場合は孤立状態である銅として取り除く。
遷移金属Mを3重量%以上含むアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)で任意の3視野で観察したサンプルのSiの強度マップよりゼオライト粒子を抽出する。画像処理には、ImageProPlus(Media Cybernetics社製)を用いた。
この処理ソフトを用いて、EPMA分析で得られたSiマップにメディアンフィルタをかけ、ノイズ処理を行った後、強度の高い部分を試料粒子として抽出した。その後、抽出した試料粒子内部におけるCuKα線強度の平均値と標準偏差を算出し、その変動係数を求めた。この画像処理によりゼオライトに分散されなかった孤立状態である銅を取り除いて、ゼオライトに分散された銅の分布状態を調べることができる。例えば、同一の視野において、Cuの強度マップに存在している粒子が、Siの強度マップに存在していない場合は孤立状態である銅として取り除く。
[実施例1]
水10gに85重量%リン酸8.1g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水10gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)0.8gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水10gに85重量%リン酸8.1g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水10gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)0.8gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
こうして得られた水性ゲルをフッ素樹脂内筒の入った100mlのステンレス製オートクレーブに仕込み、15rpmで攪拌しながら190℃で24時間反応させた。水熱合成後冷却して、デカンテーションにより上澄みを除いて沈殿物を回収した。沈殿物を水で3回洗浄した後濾別し、100℃で乾燥した。その後550℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去し、ゼオライト1を得た。
こうして得られたゼオライト1のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。また、SEMを測定したところ、平均粒子径が10μmであった。
ゼオライト1のXRDの測定結果を図1に示す。
また、このゼオライト1について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
ゼオライト1のXRDの測定結果を図1に示す。
また、このゼオライト1について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例2]
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト2を得た。
こうして得られたゼオライト2のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。また、SEMを測定したところ、平均粒子径が12μmであった。
また、ゼオライト2の水蒸気吸着等温線を図19に示す。
得られたゼオライト2について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
また、このゼオライト2について、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験-1(90-80-5耐久)を行ったところ、吸脱着試験の維持率は100%であった。
こうして得られたゼオライト2のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。また、SEMを測定したところ、平均粒子径が12μmであった。
また、ゼオライト2の水蒸気吸着等温線を図19に示す。
得られたゼオライト2について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
また、このゼオライト2について、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験-1(90-80-5耐久)を行ったところ、吸脱着試験の維持率は100%であった。
[実施例3]
水10gに85重量%リン酸6.5g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)1.4g及び水10gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.7gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水10gに85重量%リン酸6.5g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)1.4g及び水10gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.7gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.7
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.7
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト3を得た。
こうして得られたゼオライト3のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
また、ゼオライト3について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
こうして得られたゼオライト3のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
また、ゼオライト3について、水熱耐久試験前後の触媒活性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例4]
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、Cu(CH3COO)2・5H2O(キシダ化学社製)0.8gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、Cu(CH3COO)2・5H2O(キシダ化学社製)0.8gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト4を得た。
こうして得られたゼオライト4のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。ゼオライト4のXRDの測定結果を図3に示す。
このゼオライト4のXRF分析によるCu含有量(W1)は3.6重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.09、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.41であった。
また、ゼオライト4について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.93mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が283mg/gであった。ゼオライト4の水蒸気吸着等温線を図4に示す。
また、ゼオライト4について触媒活性の評価を行った。評価結果を表2及び表3に示す。
こうして得られたゼオライト4のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。ゼオライト4のXRDの測定結果を図3に示す。
このゼオライト4のXRF分析によるCu含有量(W1)は3.6重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.09、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.41であった。
また、ゼオライト4について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.93mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が283mg/gであった。ゼオライト4の水蒸気吸着等温線を図4に示す。
また、ゼオライト4について触媒活性の評価を行った。評価結果を表2及び表3に示す。
[実施例5]
水10gに85重量%リン酸8.1g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水10gを加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)7.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水10gに85重量%リン酸8.1g及び擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水10gを加え、1時間攪拌した。これをA液とした。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)1.0gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)7.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト5を得た。
こうして得られたゼオライト5のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。また、SEMを測定したところ、平均粒子径が12μmであった。
また、得られたゼオライト5について、水熱耐久試験前の触媒活性(初期活性)の評価を行った。評価結果を表2に示す。
こうして得られたゼオライト5のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。また、SEMを測定したところ、平均粒子径が12μmであった。
また、得られたゼオライト5について、水熱耐久試験前の触媒活性(初期活性)の評価を行った。評価結果を表2に示す。
なお、以下の表2には、実施例1~5で得られたゼオライト1~5の各々のCu含有量W1(含水状態)及びW(無水状態)を示す。
[実施例6]
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)0.3gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、CuSO4・5H2O(キシダ化学社製)0.3gを水13.4gに溶解した後、トリエチレンテトラミン(キシダ化学社製)0.6gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.03
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.03
トリエチレンテトラミン:0.1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト6を得た。
こうして得られたゼオライト6のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
また、このゼオライト6の25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.04から0.09においての吸着量変化量は0.15g-H2O/gであった。また、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧が0.2の時の水吸着量は0.26g-H2O/gであった。ゼオライト6の水蒸気吸着等温線を図2に示す。
こうして得られたゼオライト6のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
また、このゼオライト6の25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.04から0.09においての吸着量変化量は0.15g-H2O/gであった。また、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧が0.2の時の水吸着量は0.26g-H2O/gであった。ゼオライト6の水蒸気吸着等温線を図2に示す。
[実施例7]
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、FeSO4・7H2O(キシダ化学社製)1.1gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)2.4gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、FeSO4・7H2O(キシダ化学社製)1.1gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)2.4gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
FeO:0.1
テトラエチレンペンタミン:0.3
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
FeO:0.1
テトラエチレンペンタミン:0.3
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト7を得た。
こうして得られたゼオライト7のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
こうして得られたゼオライト7のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
[実施例8]
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、FeSO4・7H2O(キシダ化学社製)1.1gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)7.7gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
実施例1と同様にしてA液を調製した。
A液とは別に、FeSO4・7H2O(キシダ化学社製)1.1gを水13.4gに溶解した後、テトラエチレンペンタミン(キシダ化学社製)7.7gを添加、混合してB液を調製した。
B液をA液にゆっくりと加えた。これを1時間攪拌し、以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
FeO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
FeO:0.1
テトラエチレンペンタミン:1
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
得られた水性ゲルを用いて、実施例1と同様にして水熱合成、生成物の分離、乾燥及び焼成を行って、ゼオライト8を得た。
こうして得られたゼオライト8のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
こうして得られたゼオライト8のXRDを測定したところ、実施例1のゼオライト1と同じようにCHA構造であった。
以上の結果より、第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法によれば、遷移金属含有ゼオライトを簡便かつ効率的に製造することができ、製造された遷移金属含有ゼオライトは、触媒活性及び水蒸気の吸・脱着性能に優れ、また、高温水熱耐久性にも優れることが分かる。
[実施例9]
水20gに85重量%リン酸8.1g及び酸化銅(II)0.5gを加え、酸化銅(II)が完全に溶解するまで攪拌した。その後、擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水13.4gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、テトラエチレンペンタミン(キシタ化学社製)1.1gを添加した後、1時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水20gに85重量%リン酸8.1g及び酸化銅(II)0.5gを加え、酸化銅(II)が完全に溶解するまで攪拌した。その後、擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)5.4gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)0.6g及び水13.4gを加え、1時間攪拌した。その後、モルホリン3.4g、トリエチルアミン4.0gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、テトラエチレンペンタミン(キシタ化学社製)1.1gを添加した後、1時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.15
テトラエチレンペンタミン:0.15
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.25
Al2O3:1
P2O5:0.875
CuO:0.15
テトラエチレンペンタミン:0.15
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
こうして得られた水性ゲルをフッ素樹脂内筒の入った100mlのステンレス製オートクレーブに仕込み、15rpmで攪拌しながら190℃で24時間反応させた。水熱合成後冷却して、デカンテーションにより上澄み及び銅粉を除いて沈殿物を回収した。沈殿物を水で3回洗浄した後濾別し、100℃で乾燥した。その後550℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去し、ゼオライト9を得た。
ゼオライト9のXRDを測定した結果、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。ゼオライト9のXRDの測定結果を図11に示す。このゼオライト9の平均一次粒子径は13μmである。
また、ゼオライト9のXRF分析によるCu含有量(W)は4.3重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.097、アルミニウム原子が0.49、リン原子が0.41であった。
また、ゼオライト9について、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.52mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が267mg/gであった。ゼオライト9の水蒸気吸着等温線を図12に示す。
また、このゼオライト9について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
また、EPMAの測定結果(SiおよびCuの元素マップ)を図13に示す。ゼオライト9において、視野3のCuの強度マップの中央にあるCu粒子がSiの強度マップに存在していないので、孤立状態である銅として取り除いた。その後、求めたCuの強度の平均変動係数は27.9%であった。
また、このゼオライト9について、触媒活性の評価とBET比表面積の測定を行った。結果を表4に示す。
また、ゼオライト9のXRF分析によるCu含有量(W)は4.3重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.097、アルミニウム原子が0.49、リン原子が0.41であった。
また、ゼオライト9について、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.52mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が267mg/gであった。ゼオライト9の水蒸気吸着等温線を図12に示す。
また、このゼオライト9について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
また、EPMAの測定結果(SiおよびCuの元素マップ)を図13に示す。ゼオライト9において、視野3のCuの強度マップの中央にあるCu粒子がSiの強度マップに存在していないので、孤立状態である銅として取り除いた。その後、求めたCuの強度の平均変動係数は27.9%であった。
また、このゼオライト9について、触媒活性の評価とBET比表面積の測定を行った。結果を表4に示す。
[実施例10]
実施例9と同様に水熱合成し、800℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去して、ゼオライト10を得た。
こうして得られたゼオライト10のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。XRF分析によるCuの担持量(W)は4.3重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.097、アルミニウム原子が0.49、リン原子が0.41であった。
このゼオライト10について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.52mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が267mg/gであった。
実施例9と同様に水熱合成し、800℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去して、ゼオライト10を得た。
こうして得られたゼオライト10のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。XRF分析によるCuの担持量(W)は4.3重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.097、アルミニウム原子が0.49、リン原子が0.41であった。
このゼオライト10について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.52mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が267mg/gであった。
[実施例11]
水217gに75重量%リン酸95g及び酸化銅(II)7.2gを加え、酸化銅(II)が完全に溶解するまで攪拌した。その後、擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)61.8gをゆっくりと加え、2時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)16.4g及び水153.2gを加え、10分間攪拌した。その後、モルホリン39.6g、トリエチルアミン46gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、テトラエチレンペンタミン(キシタ化学社製)17.2gを添加した後、0.5時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水217gに75重量%リン酸95g及び酸化銅(II)7.2gを加え、酸化銅(II)が完全に溶解するまで攪拌した。その後、擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア社製)61.8gをゆっくりと加え、2時間攪拌した。さらに、fumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)16.4g及び水153.2gを加え、10分間攪拌した。その後、モルホリン39.6g、トリエチルアミン46gをゆっくりと加え、1時間攪拌した。さらに、テトラエチレンペンタミン(キシタ化学社製)17.2gを添加した後、0.5時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.8
CuO:0.2
テトラエチレンペンタミン:0.2
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.8
CuO:0.2
テトラエチレンペンタミン:0.2
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:50
こうして得られた水性ゲルをフッ素樹脂内筒の入った1Lのステンレス製オートクレーブに仕込み、200rpmで攪拌しながら190℃で24時間反応させた。水熱合成後冷却して、濾過し、得られた生成物をイオン交換水で洗浄した後、100℃で乾燥した。その後550℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去し、ゼオライト11を得た。
こうして得られたゼオライト11のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。また、XRF分析によるCu含有量(W)は5.1重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.16、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.34であった。このゼオライト11の平均一次粒子径は13μmである。
このゼオライト11について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.68mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が275mg/gであった。ゼオライト11の水蒸気吸着等温線を図5に示す。
また、このゼオライト11について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
このゼオライト11のEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図14に示す。ゼオライト11において、Cuの強度の平均変動係数は28.4%。
また、このゼオライト11について、触媒活性の評価とBET比表面積の測定を行った。結果を表4に示す。
このゼオライト11について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.68mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が275mg/gであった。ゼオライト11の水蒸気吸着等温線を図5に示す。
また、このゼオライト11について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
このゼオライト11のEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図14に示す。ゼオライト11において、Cuの強度の平均変動係数は28.4%。
また、このゼオライト11について、触媒活性の評価とBET比表面積の測定を行った。結果を表4に示す。
[実施例12]
実施例11と同様に水熱合成し、800℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去してゼオライト12を得た。
こうして得られたゼオライト12のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。またXRF分析によるCu含有量(W)は5.5重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.16、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.34であった。
このゼオライト12について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が2.09mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が275mg/gであった。
また、このゼオライト12について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
実施例11と同様に水熱合成し、800℃で空気気流下焼成を行い、有機物を除去してゼオライト12を得た。
こうして得られたゼオライト12のXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。またXRF分析によるCu含有量(W)は5.5重量%であった。また、XRFによるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.16、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.34であった。
このゼオライト12について25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が2.09mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が275mg/gであった。
また、このゼオライト12について触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例1]
特開2003-183020号公報の実施例2に開示されている方法により、ゼオライトXを合成した。得られた乾燥ゼオライトXをジェットミルで3~5μmに粉砕し、その後700℃で空気気流下焼成を行い、テンプレートを除去した(ゼオライトA)。
得られたゼオライトAのXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。また、XRF分析によるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.092、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.40であった。
また、ゼオライトAについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.42mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が314mg/gであった。
特開2003-183020号公報の実施例2に開示されている方法により、ゼオライトXを合成した。得られた乾燥ゼオライトXをジェットミルで3~5μmに粉砕し、その後700℃で空気気流下焼成を行い、テンプレートを除去した(ゼオライトA)。
得られたゼオライトAのXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1,000Å3)であった。また、XRF分析によるゼオライトの組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.092、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.40であった。
また、ゼオライトAについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.42mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が314mg/gであった。
[比較例2]
水1484kg、75%リン酸592kg、及び擬ベーマイト(25重量%水含有、サソール社製)440kgを混合し、3時間攪拌した。この混合液にfumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)117kgと水1607kgを加え、10分間攪拌した。この混合液にモルホリン285kgとトリエチルアミン331kgを加え、1.5時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
水1484kg、75%リン酸592kg、及び擬ベーマイト(25重量%水含有、サソール社製)440kgを混合し、3時間攪拌した。この混合液にfumedシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)117kgと水1607kgを加え、10分間攪拌した。この混合液にモルホリン285kgとトリエチルアミン331kgを加え、1.5時間攪拌して以下の組成を有する水性ゲルを得た。
<水性ゲル組成(モル比)>
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.7
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:60
SiO2:0.6
Al2O3:1
P2O5:0.7
モルホリン:1
トリエチルアミン:1
水:60
得られた水性ゲルを5m3のステンレス製オートクレーブに仕込み、攪拌しながら最高到達温度190℃まで昇温時間10時間で昇温し、190℃で24時間保持した。反応後冷却して、濾過、水洗の後90℃で減圧乾燥した。得られた乾燥粉体をジェットミルで3~5μmに粉砕し、その後750℃で空気気流下焼成を行い、テンプレートを除去した後、ゼオライトBを得た。
ゼオライトBのXRDを測定したところ、CHA構造(フレームワーク密度=14.6T/1000Å3)であった。また、XRF分析により元素分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各成分の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.17、アルミニウム原子が0.52、リン原子が0.31であった。
また、ゼオライトBについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.69mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が262mg/gであった。
また、ゼオライトBについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.69mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が262mg/gであった。
[比較例3]
比較例1で得られたゼオライトAに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を3重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトCを得た。
ゼオライトCについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.22mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が246mg/gであった。ゼオライトCの水蒸気吸着等温線を図6に示す。
また、このゼオライトCについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
比較例1で得られたゼオライトAに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を3重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトCを得た。
ゼオライトCについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.22mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が246mg/gであった。ゼオライトCの水蒸気吸着等温線を図6に示す。
また、このゼオライトCについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例4]
比較例1で得られたゼオライトAに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を4重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトDを得た。
ゼオライトDについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が29mg/g(1.22mol/mol-Si)であり、相対蒸気圧0.7における吸着量が217mg/gであった。
また、このゼオライトDについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
比較例1で得られたゼオライトAに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を4重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトDを得た。
ゼオライトDについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が29mg/g(1.22mol/mol-Si)であり、相対蒸気圧0.7における吸着量が217mg/gであった。
また、このゼオライトDについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例5]
比較例2で得られたゼオライトBに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を3.8重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトEを得た。
ゼオライトEについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.94mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が225mg/gであった。ゼオライトEの水蒸気吸着等温線を図7に示す。
また、このゼオライトEについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
比較例2で得られたゼオライトBに対し国際公開第2010/084930号公報の実施例2Aに開示されている方法により、銅を3.8重量%担持し、800℃で2時間焼成して、ゼオライトEを得た。
ゼオライトEについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.94mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が225mg/gであった。ゼオライトEの水蒸気吸着等温線を図7に示す。
また、このゼオライトEについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例6]
中国公開特許102259892A明細書の実施例1に開示されている方法により、ゼオライトFを合成した。
ゼオライトFについてXRF分析により元素分析を行ったところ、Cu含有量(W)は5.8重量%であった。また、ケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.17、アルミニウム原子が0.46、リン原子が0.37であった。
ゼオライトFについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.16mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が341mg/gであった。ゼオライトFの水蒸気吸着等温線を図8に示す。
また、このゼオライトFについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
中国公開特許102259892A明細書の実施例1に開示されている方法により、ゼオライトFを合成した。
ゼオライトFについてXRF分析により元素分析を行ったところ、Cu含有量(W)は5.8重量%であった。また、ケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.17、アルミニウム原子が0.46、リン原子が0.37であった。
ゼオライトFについて、25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が3.16mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が341mg/gであった。ゼオライトFの水蒸気吸着等温線を図8に示す。
また、このゼオライトFについて触媒活性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例7]
米国公開特許2010/0310440A1明細書の実施例4に開示されている方法により、ゼオライトGを合成した。
ゼオライトGについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.98mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が139mg/gであった。ゼオライトGの蒸気吸着等温線を図9に示す。
また、このゼオライトGについて水熱耐久試験前の触媒活性(初期活性)の評価を行った。評価結果を表3に示す。
米国公開特許2010/0310440A1明細書の実施例4に開示されている方法により、ゼオライトGを合成した。
ゼオライトGについて25℃における水蒸気吸着等温線を測定したところ、相対蒸気圧0.01における吸着量が0.98mol/mol-Siであり、相対蒸気圧0.7における吸着量が139mg/gであった。ゼオライトGの蒸気吸着等温線を図9に示す。
また、このゼオライトGについて水熱耐久試験前の触媒活性(初期活性)の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例8]
米国公開特許2010/0310440A1明細書の実施例6に開示されている方法により、ゼオライトHを合成した。
米国公開特許2010/0310440A1明細書の実施例6に開示されている方法により、ゼオライトHを合成した。
以上の結果より、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Siより低い遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトは触媒活性が低いか、或は水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後の触媒低温活性が低いことがわかる。また、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/gより低い遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトは触媒活性が低い。相対蒸気圧0.7における吸着量が300mg/gを超える遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトは、水熱耐久性が低い。
これに対して、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Si以上、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/g以上、300mg/g以下で、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる第2発明の遷移金属含有ゼオライトは、触媒活性及び水熱耐久性が高く、さらに、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後の触媒活性が高く、水の吸脱着に対する安定性も高い。
これに対して、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Si以上、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/g以上、300mg/g以下で、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる第2発明の遷移金属含有ゼオライトは、触媒活性及び水熱耐久性が高く、さらに、水蒸気繰り返し吸脱着耐久試験後の触媒活性が高く、水の吸脱着に対する安定性も高い。
[ゼオライトC、F、Hの評価]
<ゼオライトC>
比較例3で製造したゼオライトCについて、ICP分析による組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.09、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.41であった。このゼオライトCのXRF分析によるCu含有量(W)は3重量%であった。
このゼオライトCのEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図15に示す。ゼオライトCにおいて、Cuの強度の平均変動係数は34.1%であった。
また、このゼオライトCについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例3における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
<ゼオライトC>
比較例3で製造したゼオライトCについて、ICP分析による組成分析を行ったところ、骨格構造のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.09、アルミニウム原子が0.50、リン原子が0.41であった。このゼオライトCのXRF分析によるCu含有量(W)は3重量%であった。
このゼオライトCのEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図15に示す。ゼオライトCにおいて、Cuの強度の平均変動係数は34.1%であった。
また、このゼオライトCについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例3における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
<ゼオライトF>
比較例6で製造したCu含有量(W)5.8重量%のゼオライトFのEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図16に示す。ゼオライトFにおいて、Cuの強度の平均変動係数は28.2%であった。
また、このゼオライトFについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例6における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
比較例6で製造したCu含有量(W)5.8重量%のゼオライトFのEPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図16に示す。ゼオライトFにおいて、Cuの強度の平均変動係数は28.2%であった。
また、このゼオライトFについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例6における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
<ゼオライトH>
比較例8で製造したゼオライトHについて、XRF分析により元素分析を行ったところ、ケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.12、アルミニウム原子が0.51、リン原子が0.37であった。
また、XRF分析によるCu含有量(W)は3.4重量%であった。
このゼオライトHのEPMA(Si及びCuの元素マップ)の測定結果を図17に示す。ゼオライトHにおいて、Cuの強度の平均変動係数は43.1%であった。
また、このゼオライトHについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例8における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
比較例8で製造したゼオライトHについて、XRF分析により元素分析を行ったところ、ケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対する各原子の構成割合(モル比)は、ケイ素原子が0.12、アルミニウム原子が0.51、リン原子が0.37であった。
また、XRF分析によるCu含有量(W)は3.4重量%であった。
このゼオライトHのEPMA(Si及びCuの元素マップ)の測定結果を図17に示す。ゼオライトHにおいて、Cuの強度の平均変動係数は43.1%であった。
また、このゼオライトHについて、BET比表面積の測定を行った。結果を比較例8における触媒活性の評価結果と共に表4に示す。
[比較例9]
WO2010/084930A1明細書の比較例5に開示されている方法により、ゼオライトIを合成した。
このゼオライトIのXRF分析によるCu含有量(W)は2.8重量%であった。
また、EPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図18に示す。ゼオライトHにおいて、Cuの強度の変動係数は15%であった。
また、このゼオライトIについて、触媒活性の評価を行った。結果を表4に示す。
WO2010/084930A1明細書の比較例5に開示されている方法により、ゼオライトIを合成した。
このゼオライトIのXRF分析によるCu含有量(W)は2.8重量%であった。
また、EPMAの測定結果(Si及びCuの元素マップ)を図18に示す。ゼオライトHにおいて、Cuの強度の変動係数は15%であった。
また、このゼオライトIについて、触媒活性の評価を行った。結果を表4に示す。
表4に示すように、比較例9のゼオライトIのCuの変動係数は小さいが、Cuの含有量が少なく、触媒性能が低い。比較例3および比較例8のゼオライトC,HはCu含有量が多くなると、変動係数が高くなり、触媒活性が低く、水蒸気繰り返し吸脱着耐久性試験後の触媒活性の低下が見られた。比較例6のゼオライトFには、Cuの含有量が多く、かつCuの変動係数は小さいが、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以下であることで水熱耐久試験後の触媒活性が大幅に低下した。
これら比較例3,6,8,9のゼオライトC,F,H,Iの低い触媒性能に対して、第3発明によれば、高い遷移金属含有量、低い変動係数(高い遷移金属分散性)、かつ、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることによりゼオライト構造の安定性に優れた遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを提供することができる。この遷移金属含有ゼオライトは、高い触媒活性及び安定性を有する。
これら比較例3,6,8,9のゼオライトC,F,H,Iの低い触媒性能に対して、第3発明によれば、高い遷移金属含有量、低い変動係数(高い遷移金属分散性)、かつ、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることによりゼオライト構造の安定性に優れた遷移金属含有アルミノホスフェートゼオライトを提供することができる。この遷移金属含有ゼオライトは、高い触媒活性及び安定性を有する。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法は、高い高温水熱耐久性を有する遷移金属含有シリコアルミノホスフェートゼオライトを、簡便かつ効率的に製造することができる方法である。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法で製造した遷移金属含有ゼオライトを用いれば、ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を効率よく浄化することができ、また高温排ガス中でも劣化することがないため触媒量を軽減することができる。
また、第2発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法で製造した遷移金属含有ゼオライトを用いれば、ゼオライト水蒸気吸着材として、100℃以下の比較的低温の熱源で駆動する吸着ヒートポンプを提供することができる。
第1発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法で製造した遷移金属含有ゼオライトを用いれば、ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を効率よく浄化することができ、また高温排ガス中でも劣化することがないため触媒量を軽減することができる。
また、第2発明の遷移金属含有ゼオライトの製造方法で製造した遷移金属含有ゼオライトを用いれば、ゼオライト水蒸気吸着材として、100℃以下の比較的低温の熱源で駆動する吸着ヒートポンプを提供することができる。
第3発明の遷移金属含有ゼオライトは、高い遷移金属含有量、高い遷移金属分散性、かつ高い安定性を有する。
このような第3発明の遷移金属含有ゼオライトを用いることにより、ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を効率よく浄化することができる。
このような第3発明の遷移金属含有ゼオライトを用いることにより、ディーゼルエンジン等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を効率よく浄化することができる。
1,2,3 恒温室
4,6 容器
5 真空容器
4,6 容器
5 真空容器
[規則91に基づく訂正 20.06.2012]
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお、本出願は、2011年6月27日付で出願された日本特許出願(特願2011-141990)及び2012年4月16日付で出願された日本特許出願(特願2012-092905)に基づいており、その全体が引用により援用される。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお、本出願は、2011年6月27日付で出願された日本特許出願(特願2011-141990)及び2012年4月16日付で出願された日本特許出願(特願2012-092905)に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (22)
- 少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライトを製造する方法であって、ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、遷移金属原料及びポリアミン(但しジアミンを除く)を含む水性ゲルから水熱合成することを特徴とする遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記水性ゲルが、少なくともヘテロ原子として窒素原子を含む脂環式複素環化合物、アルキルアミン、シクロアルキルアミン、及びテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドよりなる群から選ばれる少なくとも一つを更に含む請求項1に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記ポリアミンが、一般式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中、nは2~6の整数、xは2~10の整数)で表されるポリアミンである請求項1又は2に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記遷移金属が鉄及び/又は銅である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記水性ゲルの組成におけるアルミニウム原子原料、ケイ素原子原料、リン原子原料及び遷移金属(M)原料を酸化物で表したときのモル比が、
SiO2/Al2O3の値が0.1以上0.8以下であり、
P2O5/Al2O3の値が0.6以上1.2以下であり、
MaOb/Al2O3の値が0.05以上1以下(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)である
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。 - 前記水性ゲルにおいて、前記遷移金属原料及びポリアミンの少なくとも一部が錯体を形成している請求項1ないし5のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記遷移金属原料及びポリアミンの少なくとも一部を予め混合した後、他の原料を混合して水性ゲルを調製する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 遷移金属原料とリン原子原料を予め混合した後、他の原料を混合して水性ゲルを調製する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記遷移金属が銅である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 前記遷移金属原料が酸化銅(II)及び/又は酢酸銅(II)である請求項1ないし9のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトの製造方法。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の製造方法により得られた遷移金属含有ゼオライト。
- 25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01における吸着量が1.3mol/mol-Si以上、相対蒸気圧0.7における吸着量が150mg/g以上300mg/g以下であり、少なくとも骨格構造にケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに遷移金属を含有させてなる遷移金属含有ゼオライト。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の製造方法により得られた請求項12に記載の遷移金属含有ゼオライト。
- アルミニウム原子、ケイ素原子、リン原子及び遷移金属(M)を酸化物で表したときのモル比が、
SiO2/Al2O3の値が0.1以上0.8以下であり、
P2O5/Al2O3の値が0.6以上1.2以下であり、
MaOb/Al2O3の値が0.05以上1以下(ただし、a及びbはそれぞれMとOの原子比を表す)である
請求項11ないし13のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライト。 - 遷移金属Mを3重量%以上含むアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザーで該ゼオライト中の遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、遷移金属Mの強度の変動係数が33%以下であり、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることを特徴とする遷移金属含有ゼオライト。
- 遷移金属Mを3重量%以上含み、骨格構造に8員環構造を有するアルミノホスフェートゼオライトにおいて、電子プローブマイクロアナライザーで該ゼオライト中の遷移金属Mの元素マッピングを行ったとき、遷移金属Mの強度の変動係数が33%以下であり、ケイ素原子とリン原子の合計に対するアルミニウム原子のモル比が0.9以上であることを特徴とする遷移金属含有ゼオライト。
- 前記遷移金属が鉄及び/又は銅である請求項11ないし16のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライト。
- BET比表面積が500m2/g以上であることを特徴とする請求項11ないし17のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライト。
- ゼオライトがInternational Zeolite Association(IZA)が定めるゼオライト構造においてフレームワーク密度が10.0T/1000Å3以上16.0T/1000Å3以下である請求項11ないし18のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライト。
- ゼオライトがInternational Zeolite Association(IZA)が定めるゼオライト構造においてCHAである請求項11ないし19のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライト。
- 請求項11ないし20のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトを含む排ガス処理用触媒。
- 請求項11ないし20のいずれか1項に記載の遷移金属含有ゼオライトを含む水蒸気吸着材。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12804306.4A EP2724983A4 (en) | 2011-06-27 | 2012-06-19 | TRANSITION METAL WITH A ZEOLITE |
US13/993,566 US9409787B2 (en) | 2011-06-27 | 2012-06-19 | Transition-metal-containing zeolite |
US14/616,889 US9517942B2 (en) | 2011-06-27 | 2015-02-09 | Transition-metal-containing zeolite |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-141990 | 2011-06-27 | ||
JP2011141990 | 2011-06-27 | ||
JP2012092905A JP5929452B2 (ja) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | 遷移金属含有ゼオライト |
JP2012-092905 | 2012-04-16 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US13/993,566 A-371-Of-International US9409787B2 (en) | 2011-06-27 | 2012-06-19 | Transition-metal-containing zeolite |
US14/616,889 Division US9517942B2 (en) | 2011-06-27 | 2015-02-09 | Transition-metal-containing zeolite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013002059A1 true WO2013002059A1 (ja) | 2013-01-03 |
Family
ID=47423957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/065573 WO2013002059A1 (ja) | 2011-06-27 | 2012-06-19 | 遷移金属含有ゼオライト |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9409787B2 (ja) |
EP (2) | EP2724983A4 (ja) |
CN (1) | CN105858679A (ja) |
WO (1) | WO2013002059A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015062874A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | NOx選択還元触媒、その製造方法、及び、それを用いたNOx浄化方法 |
JP2016538237A (ja) * | 2013-12-02 | 2016-12-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | Aeiゼオライトの合成 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9409787B2 (en) * | 2011-06-27 | 2016-08-09 | Mitsubishi Plastics, Inc. | Transition-metal-containing zeolite |
EP2772299A4 (en) * | 2011-10-26 | 2015-08-26 | Mitsubishi Plastics Inc | VAPOR ADSORPTION MATERIAL FOR AN ADSORPTION HEAT PUMP, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND ADSORPTION HEAT PUMP USING THE SAME |
CN104271240B (zh) | 2012-04-27 | 2017-03-08 | 赫多特普索化工设备公司 | Cu‑SAPO‑34的直接合成法 |
US9475040B2 (en) * | 2012-12-10 | 2016-10-25 | GM Global Technology Operations LLC | Synthesis of Cu/SAPO-34 with variable copper loadings |
WO2016120840A1 (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Johnson Matthey Public Limited Company | Direct incorporation of iron complexes into sapo-34 (cha) type materials |
GB2540832B (en) * | 2015-02-20 | 2019-04-17 | Johnson Matthey Plc | Bi-metal molecular sieve catalysts |
JP2017014077A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 三菱樹脂株式会社 | 銅担持ゼオライト及び該ゼオライトを含む排ガス浄化処理用触媒 |
US9694353B2 (en) * | 2015-10-07 | 2017-07-04 | Chevron U.S.A. Inc. | Molecular sieve SSZ-90, its synthesis and use |
CN108137334B (zh) * | 2015-10-26 | 2022-04-01 | 艺康美国股份有限公司 | 高度均相的沸石前体 |
US20180345259A1 (en) * | 2016-02-01 | 2018-12-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Hydrothermally Stable Iron Containing AEI Zeolite SCR Catalyst |
SG11201808679WA (en) * | 2016-05-24 | 2018-12-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc | A synthetic zeolite comprising a catalytic metal |
EP3463652A1 (en) * | 2016-05-24 | 2019-04-10 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | A synthetic zeolite comprising a catalytic metal |
US10618040B2 (en) | 2016-10-25 | 2020-04-14 | Jgc Catalysts And Chemicals Ltd. | Chabazite zeolite for substrate coating |
CN110139829B (zh) | 2016-12-02 | 2023-10-13 | 埃科莱布美国股份有限公司 | 聚铝盐及其在制备高纯度胶体铝-二氧化硅复合颗粒和沸石中的用途 |
CN106944131B (zh) * | 2017-03-16 | 2019-06-04 | 天津触净科技有限公司 | 一种含铜沸石、其制造方法及用途 |
FR3067020B1 (fr) * | 2017-05-31 | 2022-03-18 | Ifp Energies Now | Synthese directe d'un materiau sapo de structure afx comprenant du cuivre et utilisation de ce materiau |
US10493424B2 (en) | 2017-07-28 | 2019-12-03 | Uop Llc | Crystalline metallophosphates, their method of preparation, and use |
US10570021B2 (en) | 2017-07-28 | 2020-02-25 | Uop Llc | Crystalline metallophosphates, their method of preparation, and use |
US10662069B2 (en) * | 2018-06-21 | 2020-05-26 | Uop Llc | Crystalline metallophosphates, their method of preparation, and use |
US10336622B1 (en) | 2018-06-22 | 2019-07-02 | Uop Llc | Crystalline metallophosphates, their method of preparation, and use |
US10280089B1 (en) | 2018-06-22 | 2019-05-07 | Uop Llc | Crystalline metallophosphates, their method of preparation, and use |
WO2020021054A1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Basf Se | Process for preparing a zeolitic material having a framework type fer |
US10703986B1 (en) | 2019-01-30 | 2020-07-07 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Selective oxidation using encapsulated catalytic metal |
US11712677B2 (en) * | 2019-05-22 | 2023-08-01 | The Regents Of The University Of California | Zeolite particles, systems for using same and methods of use in desiccation |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0455310A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-24 | Tosoh Corp | 高耐熱水性遷移金属含有ゼオライト及びその製造方法 |
JP2003183020A (ja) | 2001-10-11 | 2003-07-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | ゼオライトの製造方法、該製造方法により得られたゼオライトおよび該ゼオライトを含む水蒸気吸着材 |
JP2004132690A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-04-30 | Denso Corp | 蓄熱システム用吸着材、これを用いた蓄熱システム、鉄アルミノフォスフェート及びその製造方法 |
JP2006248892A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-21 | Inst Fr Petrole | 固体結晶cok−7、その製造方法および炭化水素の変換における用途 |
JP2008519748A (ja) * | 2004-11-12 | 2008-06-12 | ジュート−ヒェミー アクチェンゲゼルシャフト | ジエチレントリアミンを使用したベータゼオライトの合成方法 |
JP2009109185A (ja) * | 2002-08-15 | 2009-05-21 | Denso Corp | 吸着ヒートポンプ用吸着材およびこれを用いた吸着ヒートポンプ |
WO2009099937A1 (en) | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Basf Catalysts Llc | Catalysts, systems and methods utilizing non-zeolitic metal-containing molecular sieves having the cha crystal structure |
WO2010084930A1 (ja) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | 三菱化学株式会社 | 窒素酸化物浄化用触媒及びその製造方法 |
US20100310440A1 (en) | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Basf Se | PROCESS FOR THE DIRECT SYNTHESIS OF Cu CONTAINING SILICOALUMINOPHOSPHATE (Cu-SAPO-34) |
JP2011141990A (ja) | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Fujifilm Corp | 有機電界発光装置及びその製造方法、並びに有機電界発光ディスプレイ |
CN102259892A (zh) | 2011-06-09 | 2011-11-30 | 浙江大学 | 以金属-胺-络合物作为模板剂合成磷硅铝分子筛的方法 |
WO2012029159A1 (ja) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | イビデン株式会社 | シリコアルミナリン酸塩、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
JP2012092905A (ja) | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸シール機構及びこれを備える回転機械 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2044893C (en) | 1990-06-20 | 1998-11-03 | Senshi Kasahara | Transition metal-containing zeolite having high hydrothermal stability, production method thereof and method of using same |
JPH055310A (ja) | 1991-11-08 | 1993-01-14 | Chiba Tokushu Concrete Kogyo Kk | 壁体構築用ブロツク |
WO2002066910A1 (fr) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Mitsubishi Chemical Corporation | Pompe a chaleur d'adsorption et utilisation d'un materiau d'adsorption pour ladite pompe |
US7037360B2 (en) * | 2002-08-15 | 2006-05-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | Adsorbent for heat utilization system, adsorbent for regenerator system, regenerator system comprising the adsorbent, ferroaluminophosphate and method for production thereof |
JP4354755B2 (ja) | 2002-08-15 | 2009-10-28 | 株式会社デンソー | 吸着ヒートポンプ用吸着材およびこれを用いた吸着ヒートポンプ |
CN100501299C (zh) * | 2003-04-01 | 2009-06-17 | 三菱化学株式会社 | 吸附热泵用吸附材料、调湿空调装置用吸附材料、吸附热泵及调湿空调装置 |
WO2004113227A1 (ja) * | 2003-06-20 | 2004-12-29 | Mitsubishi Chemical Corporation | ゼオライト、その製造方法、該ゼオライトを含む吸着材、熱利用システム、吸着ヒートポンプ、蓄冷熱システム及び調湿空調装置 |
CN101570335B (zh) * | 2009-06-11 | 2011-03-30 | 南开大学 | 具有16元环孔道的磷酸锌钴分子筛及合成方法 |
CN102858432B (zh) * | 2010-04-22 | 2016-08-03 | 三菱树脂株式会社 | 吸附性构件和使用该吸附性构件的装置 |
CN101973562B (zh) * | 2010-09-07 | 2012-06-06 | 浙江大学 | 以铜胺络合物作为模板剂合成硅基分子筛的方法 |
US9409787B2 (en) * | 2011-06-27 | 2016-08-09 | Mitsubishi Plastics, Inc. | Transition-metal-containing zeolite |
EP2772299A4 (en) * | 2011-10-26 | 2015-08-26 | Mitsubishi Plastics Inc | VAPOR ADSORPTION MATERIAL FOR AN ADSORPTION HEAT PUMP, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND ADSORPTION HEAT PUMP USING THE SAME |
CN104271240B (zh) * | 2012-04-27 | 2017-03-08 | 赫多特普索化工设备公司 | Cu‑SAPO‑34的直接合成法 |
-
2012
- 2012-06-19 US US13/993,566 patent/US9409787B2/en active Active
- 2012-06-19 WO PCT/JP2012/065573 patent/WO2013002059A1/ja active Application Filing
- 2012-06-19 EP EP12804306.4A patent/EP2724983A4/en not_active Withdrawn
- 2012-06-19 EP EP16167225.8A patent/EP3088361A1/en not_active Withdrawn
- 2012-06-27 CN CN201610191879.1A patent/CN105858679A/zh active Pending
-
2015
- 2015-02-09 US US14/616,889 patent/US9517942B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0455310A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-24 | Tosoh Corp | 高耐熱水性遷移金属含有ゼオライト及びその製造方法 |
JP2003183020A (ja) | 2001-10-11 | 2003-07-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | ゼオライトの製造方法、該製造方法により得られたゼオライトおよび該ゼオライトを含む水蒸気吸着材 |
JP2004132690A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-04-30 | Denso Corp | 蓄熱システム用吸着材、これを用いた蓄熱システム、鉄アルミノフォスフェート及びその製造方法 |
JP2009109185A (ja) * | 2002-08-15 | 2009-05-21 | Denso Corp | 吸着ヒートポンプ用吸着材およびこれを用いた吸着ヒートポンプ |
JP2008519748A (ja) * | 2004-11-12 | 2008-06-12 | ジュート−ヒェミー アクチェンゲゼルシャフト | ジエチレントリアミンを使用したベータゼオライトの合成方法 |
JP2006248892A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-21 | Inst Fr Petrole | 固体結晶cok−7、その製造方法および炭化水素の変換における用途 |
WO2009099937A1 (en) | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Basf Catalysts Llc | Catalysts, systems and methods utilizing non-zeolitic metal-containing molecular sieves having the cha crystal structure |
WO2010084930A1 (ja) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | 三菱化学株式会社 | 窒素酸化物浄化用触媒及びその製造方法 |
US20100310440A1 (en) | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Basf Se | PROCESS FOR THE DIRECT SYNTHESIS OF Cu CONTAINING SILICOALUMINOPHOSPHATE (Cu-SAPO-34) |
JP2011141990A (ja) | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Fujifilm Corp | 有機電界発光装置及びその製造方法、並びに有機電界発光ディスプレイ |
WO2012029159A1 (ja) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | イビデン株式会社 | シリコアルミナリン酸塩、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
JP2012092905A (ja) | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸シール機構及びこれを備える回転機械 |
CN102259892A (zh) | 2011-06-09 | 2011-11-30 | 浙江大学 | 以金属-胺-络合物作为模板剂合成磷硅铝分子筛的方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES", 2001, IZA |
"Molecular Sieves, Advances in Chemistry Series", vol. 121, 1973, pages: 249 - 257 |
JOURNAL OF CATALYSIS, vol. 217, 2003, pages 100 - 106 |
MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS, vol. 57, 2003, pages 157 - 168 |
See also references of EP2724983A4 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015062874A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | NOx選択還元触媒、その製造方法、及び、それを用いたNOx浄化方法 |
JP2016538237A (ja) * | 2013-12-02 | 2016-12-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | Aeiゼオライトの合成 |
JP2020033256A (ja) * | 2013-12-02 | 2020-03-05 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | Aeiゼオライトの合成 |
JP2021167270A (ja) * | 2013-12-02 | 2021-10-21 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | Aeiゼオライトの合成 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3088361A1 (en) | 2016-11-02 |
CN105858679A (zh) | 2016-08-17 |
US9517942B2 (en) | 2016-12-13 |
US20130266785A1 (en) | 2013-10-10 |
EP2724983A1 (en) | 2014-04-30 |
EP2724983A4 (en) | 2015-11-11 |
US20150218007A1 (en) | 2015-08-06 |
US9409787B2 (en) | 2016-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2013002059A1 (ja) | 遷移金属含有ゼオライト | |
JP5983843B2 (ja) | 遷移金属含有ゼオライト | |
JP6072207B2 (ja) | 窒素酸化物浄化用触媒及びその製造方法 | |
JP6572751B2 (ja) | Aei型ゼオライト及びその製造方法と用途 | |
JP6780650B2 (ja) | 酸素8員環ゼオライト及びaei型ゼオライトの製造方法 | |
KR101507204B1 (ko) | 고내열성 β-형 제올라이트 및 이를 사용한 SCR 촉매 | |
JP5704083B2 (ja) | 触媒、窒素酸化物浄化用素子、及び窒素酸化物浄化用システム | |
JP2015044720A (ja) | 金属含有Cu−SAPOゼオライト | |
KR102219718B1 (ko) | Lev 형 제올라이트 및 그 제조 방법 | |
JP2021523866A (ja) | 安定した小細孔ゼオライト | |
EP2072128B1 (en) | Catalyst for reducing nitrogen oxides and process for reducing nitrogen oxides | |
CN112041060A (zh) | 稳定的cha沸石 | |
CN102847553A (zh) | 含过渡金属的沸石 | |
JP2014122142A (ja) | 遷移金属含有ゼオライト、及びその製造方法 | |
EP3318533A1 (en) | Copper-supported zeolite and exhaust-gas purification treatment catalyst containing said zeolite | |
WO2015146482A1 (ja) | 遷移金属含有ゼオライトの製造方法、及び該方法により得られる遷移金属ゼオライト、並びに該ゼオライトを用いた排ガス浄化処理用触媒 | |
JP7251471B2 (ja) | 遷移金属担持ゼオライト及びその製造方法、並びに窒素酸化物浄化用触媒及びその使用方法 | |
JP5929452B2 (ja) | 遷移金属含有ゼオライト | |
JP6817022B2 (ja) | 高耐水熱性チャバザイト型ゼオライトおよびその製造方法 | |
JP2018016520A (ja) | Aei型シリコアルミノ燐酸塩及びその製造方法 | |
JP2014047104A (ja) | ゼオライト及びそれを用いた自動車排ガス処理用触媒 | |
JP2018145044A (ja) | 遷移金属担持aei型シリコアルミノ燐酸塩及び窒素酸化物浄化処理用触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12804306 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 13993566 Country of ref document: US |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2012804306 Country of ref document: EP |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |