JP2015534937A - Mww型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料 - Google Patents

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Abstract

元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のスズ含有量を有し、かつ(6.6?0.1)?、(7.1?0.1)?、及び(7.9?0.1)?の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有する、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)。

Description

本発明は、MWW型骨格構造を有する新規なスズ含有ゼオライト材料及び該材料を製造する好ましい方法に関する。更に、本発明は、MWW型骨格構造を有するこの新規なスズ含有ゼオライト材料の好ましい使用に関する。
ゼオライトは、化学工業において、例えば、多様な化学的及び石油化学的なプロセス用の不均一系触媒として、広範に使用される。ゆえに、新規な骨格トポロジーを有するゼオライト材料を提供することは、触媒、触媒成分及び触媒担体材料の開発において決定的な役割を果たす。ある種の用途には、該ゼオライト材料が、Si及び/又はAlに加えて、少なくとも1種の更なるヘテロ原子を有してよいことは有利である。
Nature 412 (2001), pp.423-425及びJournal of Catalysis 234 (2005), pp.96-100には、スズ含有ゼオライトβが、バイヤー−ビリガー反応における使用について記載されている。しかしながら、スズ含有ゼオライトβ材料は、製造するのが比較的困難であり、このことはこの先行技術の方法を不利にする、それというのも、US 5,968,473及びUS 6,306,364に開示された該触媒の合成は、低い収率、15日を上回る長い合成時間、HF及び塩素化されたSn前駆体化合物の使用のために、スケールアップすることが技術的に困難だからである。
WO 03/074422 A1及びUS 7,326,401 B2には、MWW構造を有するゼオライト材料を合成する方法が記載されている。該明細書には、約4.7質量%の極めて高いスズ負荷量を有するスズ含有MWWが述べられている。このスズ含有MWWは、ホウ素含有ゼオライト前駆体(B−MWW)から製造され、該前駆体が酸処理により脱ホウ素処理されてから、Snが導入される。
更に、Microporous and Mesoporous Materials 165 (2013), pp.210-218には、2−アダマンタノンのバイヤー−ビリガー反応における、MWW骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料の使用が記載されている。この刊行物によれば、該ゼオライト材料は、ホウ素含有前駆体材料から得られ、該前駆体材料は脱ホウ素処理されず、その際に比較的高いホウ素含有量を有する材料を生じる。
意外なことに、特定量のスズを、とりわけ脱ホウ素処理されたMWWゼオライト中へ導入することにより、MWW型骨格構造を有する新規なスズ含有ゼオライト材料がもたらされることが見出された。更に、この新規な材料が、特に、触媒活性材料として、より具体的にはバイヤー−ビリガー酸化型反応における触媒活性材料として使用される場合に、有利な特性を示すことが見出された。
特に、5.5〜8の範囲内のpHを有する液体溶剤系での、MWW骨格構造を有するホウ素含有ゼオライト材料の脱ホウ素処理と、水熱処理によるそのような脱ホウ素処理材料中への特定量のスズの組込み、引き続き、特定の酸処理との組合せが、MWW型骨格構造を有するこの新規なゼオライト材料をもたらし、該材料は、先行技術の材料に比べて、XRDにより測定されるcパラメーターにより特徴付けられる、より大きい層間距離を有することが見出された。
ゆえに、本発明は、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を製造する方法に関し、該方法は、
(i)SiO2及びB23を含んでなり、MWW骨格構造を有するホウ素含有ゼオライト材料(B−MWW)を準備する工程;
(ii) (i)において準備されたB−MWWを、5.5〜8の範囲内のpHを有する液体溶剤系で処理することにより、該B−MWWを脱ホウ素処理する工程;
(iii)以下の工程を含んでなる方法により、Snを、(ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWW中へ組み込む工程:
(iii.1) (ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWWと、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチル−ピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものと、スズ源とを含有する水性合成混合物を製造する工程、その際に該合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、多くとも0.015:1であり;
(iii.2) (iii.1)から得られた合成混合物から、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を水熱合成し、それにより、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料をその母液中に得る工程;
(iii.3) (iii.2)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離する工程;
(iv) (iii)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、多くとも5のpHを有する水溶液で処理し、それにより、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のSn含有量を有する該Sn−MWWを得る工程、及び任意に、該Sn−MWWを該水溶液から分離する工程
を含んでなる。
また、本発明は、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のスズ含有量を有し、かつ(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピーク、好ましくは(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.1±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.9±0.1)°の2θ回折角でのピークとを含んでなるX線回折図形を有する、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)に関する。
工程(i)
一般的に、該B−MWWが(i)においてどのように準備されるかは特に限定されない。例えば、適しており、商業的に入手可能なMWW骨格構造を有するホウ素含有ゼオライト材料を購入することが考えられうる。更に、例えば、そのようなゼオライトを合成する、考えられるあらゆる方法が、該ゼオライト材料を準備するのに使用することができる。好ましくは、該ゼオライト材料は、(i)において、B23及びSiO2の適した源から出発して、構造規定剤とも呼ばれる適したテンプレート化合物の存在下で該ゼオライト材料を水熱合成することを含む方法により、準備される。
好ましくは、該B−MWWは、(i)において、以下の工程を含んでなる方法により準備される:
(a)B−MWW前駆体を、ケイ素源、好ましくはアンモニア安定化コロイダルシリカと、ホウ素源、好ましくはホウ酸と、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものとを含有する水性合成混合物から水熱合成して、該B−MWW前駆体をその母液中に得る工程;
(b)該B−MWW前駆体をその母液から分離し、好ましくは該B−MWW前駆体の乾燥を含んでなる、工程、その際に該乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施され、
その際に、(a)における合成混合物中で、
B(B23として計算し、かつ該ホウ素源中に含まれる)対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.4:1〜0.6:1、より好ましくは0.45:1〜0.55:1、より好ましくは0.47:1〜0.52:1の範囲内であり;
該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.8:1〜1.7:1、より好ましくは1.0:1〜1.5:1、より好ましくは1.1:1〜1.3:1の範囲内であり;かつ
2O対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、12:1〜20:1、より好ましくは13:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である。
(a)において使用される該ケイ素源に関する限りは、特に限定は存在しない。好ましくは、該ケイ素源は、ヒュームドシリカ又はコロイダルシリカ、例えばアンモニア安定化コロイダルシリカであり、その際にアンモニア安定化コロイダルシリカが特に好ましい。
(a)において使用される該ホウ素源に関する限りは、特に限定は存在しない。好ましくは、該ホウ素源は、ホウ酸、ホウ酸塩(エステル)、特に水溶性ホウ酸塩(エステル)、ハロゲン化ホウ素、酸化ホウ素(B23)であり、その際にホウ酸が特に好ましい。
(a)におけるケイ素源及びホウ素源の量に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、該B−MWW前駆体が得られるものとする。好ましくは、B(B23として計算し、かつ該ホウ素源中に含まれる)対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は、少なくとも0.4:1であり、より好ましくは0.4:1〜1:1、より好ましくは0.4:1〜0.8:1、より好ましくは0.4:1〜0.6:1、より好ましくは0.45:1〜0.55:1、より好ましくは0.47:1〜0.52:1の範囲内である。
(a)における該MWWテンプレート化合物に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、該B−MWW前駆体が得られるものとする。好ましくは、該MWWテンプレート化合物は、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)−ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及び2種以上のそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、該MWWテンプレート化合物はピペリジンである。
(a)におけるケイ素源及びMWWテンプレート化合物の量に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、該B−MWW前駆体が得られるものとする。好ましくは、(a)において、該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は、0.8:1〜1.7:1、より好ましくは1.0:1〜1.5:1、より好ましくは1.1:1〜1.3:1の範囲内である。
(a)におけるケイ素源及び水の量に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、該B−MWW前駆体が得られるものとする。好ましくは、(a)において、H2O対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は、12:1〜20:1、より好ましくは13:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である。
(a)に従い、該水性合成混合物は好ましくは、自生圧下で水熱合成され、その際に該B−MWW前駆体は、該水熱合成中に結晶化される。結晶化のためには、少なくとも1種の適した種晶材料、例えばMWW骨格構造を有するゼオライト材料を使用することが考えられる。好ましくは、その結晶化時間は、3〜8日、より好ましくは4〜6日の範囲内である。水熱合成中に、該結晶化混合物は撹拌されてよい。その撹拌速度は、例えば該水性合成混合物の体積、使用される出発物質の量、所望の温度等に応じて、好適に選択することができる。例えば、該撹拌速度は、50〜300rpm(毎分回転数)、例えば70〜250rpm又は90〜120rpmの範囲内である。
該水熱合成中に適用される温度は好ましくは、160〜200℃、より好ましくは160℃〜190℃、より好ましくは160〜180℃の範囲内である。
水熱合成後に、得られたB−MWW前駆体は、(b)に従い、その母液から好ましくは好適に分離される。B−MWW前駆体をその母液から分離する、考えられる全ての方法が可能である。これらの方法は、例えば、ろ過、限外ろ過、透析ろ過及び遠心分離法又は、例えば、噴霧乾燥法及び噴霧造粒法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。
好ましくは、該B−MWW前駆体は、その母液からろ過により分離され、こうして得られた材料は、例えばろ過ケークの形態で、好ましくは、少なくとも1種の適した洗浄剤で、好ましくは水で、50℃まで、好ましくは15〜50℃、より好ましくは15〜35℃、より好ましくは20〜30℃の温度で、洗浄される。その後に、該ろ過ケークは好ましくは、適した液体中、好ましくは水中に懸濁されて、好ましくは噴霧乾燥されるか又は限外ろ過される。そのような懸濁液の固形分は、好ましい噴霧乾燥又は限外ろ過の要件に適合するように好適に選択することができる。該B−MWW前駆体を、その母液から直接、噴霧乾燥又は噴霧造粒、好ましくは噴霧乾燥より分離することも考えられる。この場合に、分離前に該懸濁液を濃縮することにより、該母液の該B−MWW前駆体含有量を好適に増加させることが可能である。濃縮は、例えば、適した蒸発により、達成されてよい。該乾燥が、噴霧乾燥により達成される場合には、その乾燥ガス入口温度は好ましくは、200〜250℃、より好ましくは220〜250℃の範囲内であり、かつその乾燥ガス出口温度は好ましくは、100〜175℃、より好ましくは120〜150℃の範囲内である。
洗浄が適用される場合には、その洗浄水が、多くとも1000μS/cm、より好ましくは多くとも800μS/cm、より好ましくは多くとも500μS/cmの導電率を有するまで、該洗浄方法を続けることが好ましい。
該B−MWW前駆体を該懸濁液から、好ましくはろ過により、分離した後に、かつ好ましくは洗浄した後に、洗浄されたB−MWW前駆体は任意に、例えば、適したガス流、例えば空気、希薄空気(lean air)又は工業用窒素に、好ましくは4〜10h、より好ましくは5〜8hの範囲内の期間にわたってさらすことにより、予備乾燥される。その後に、任意に予備乾燥されたろ過ケークは好ましくは、前記のような好ましい噴霧乾燥によるか又は従来の乾燥によるかのいずれかで乾燥される。好ましくは、乾燥は、適した雰囲気、例えば工業用窒素、空気又は希薄空気中で実施される。従来の乾燥は、例えば、適した乾燥器中で達成することができ、好ましくは、1〜10h、より好ましくは2〜6hの範囲内の期間にわたって実施される。
好ましい乾燥後に、該B−MWW前駆体は、か焼されて、該B−MWWゼオライト材料が得られる。か焼中に、該MWWテンプレート化合物は、好ましくは少なくとも部分的に、より好ましくは本質的に完全に、該骨格構造から除去される。好ましいか焼温度は、400〜700℃、より好ましくは500〜675℃、より好ましくは550〜650℃の範囲である。該か焼が実施される好ましい雰囲気は、工業用窒素、空気又は希薄空気を含む。好ましいか焼時間は、0.5〜12h、より好ましくは1〜10h、より好ましくは2〜6hの範囲内である。
一般的に、(i)において準備されるゼオライト材料の骨格構造は、B23及びSiO2を含んでなる。好ましくは、前記のようなB23及びSiO2の適した源は、(i)において準備されるB−MWWの骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、例えば少なくとも99.6質量%、少なくとも99.7質量%、少なくとも99.8質量%、又は少なくとも99.9質量%が、B23及びSiO2からなるような量で使用され、かつそのような水熱合成条件にさらされる。特に、(i)において準備されるB−MWWは、アルミニウムフリーであり、これは本発明の意味で、アルミニウムを不純物として痕跡量でのみ含有しうるB−MWWに関する。
一般的に、(i)において準備されるB−MWWの骨格構造のモル比B23:SiO2は、特に限定されない。好ましくは、該B−MWWのモル比B23:SiO2は、少なくとも0.03:1であり、より好ましくは0.03:1〜0.1:1、より好ましくは0.03:1〜0.09:1、より好ましくは0.03:1〜0.08:1、より好ましくは0.03:1〜0.07:1の範囲内である。ゆえに、考えられる好ましいモル比B23:SiO2は、0.03:1〜0.06:1又は0.03:1〜0.05:1又は0.03:1〜0.04:1又は0.04:1〜0.07:1又は0.04:1〜0.06:1又は0.04:1〜0.05:1又は0.05:1〜0.07:1又は0.05:1〜0.06:1又は0.06:1〜0.07:1の範囲内である。
工程(ii)
本発明によれば、該B−MWW、特に好ましくは(i)において準備された、分離され、乾燥され、好ましくは噴霧乾燥され、かつか焼されたB−MWWは好ましくは、(ii)において、5.5〜8の範囲内のpHを有する液体溶剤系での処理により、脱ホウ素処理される。
一般的に、(ii)において使用される液体溶剤系の化学的性質に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、(ii)において使用される液体溶剤系は、水、一価アルコール、多価アルコール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択される。該一価アルコール及び多価アルコールに関して、特に限定は存在しない。好ましくは、これらのアルコールは、炭素原子1〜6個、より好ましくは炭素原子1〜5個、より好ましくは炭素原子1〜4個及びより好ましくは炭素原子1〜3個を有する。該多価アルコールは好ましくは、ヒドロキシル基2〜5個、より好ましくはヒドロキシル基2〜4個、好ましくはヒドロキシル基2又は3個を含んでなる。特に好ましい一価アルコールは、メタノール、エタノール及びプロパノール、例えば1−プロパノール及び2−プロパノールである。特に好ましい多価アルコールは、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール及びプロパン−1,2,3−トリオールである。前記の2種以上の化合物の混合物が使用される場合には、これらの混合物が、水と、少なくとも1種の一価アルコール及び/又は少なくとも1種の多価アルコールとを含んでなることが好ましい。最も好ましくは、(ii)において使用される液体溶剤系は、水からなる。
更に、該液体溶剤系が、無機酸又は有機酸又はそれらの塩を含有しないことが特に好ましく、その際に該酸は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸及び酒石酸からなる群から選択される。ゆえに、本発明は、該液体溶剤系が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、プロパン−1,2,3−トリオール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、好ましくは水であり、かつ該液体溶剤系が、無機酸又は有機酸又はそれらの塩を含有せず、その際に該酸は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸及び酒石酸からなる群から選択される、上記の方法にも関する。よりいっそう好ましくは、(ii)において、該液体溶剤系は、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、プロパン−1,2,3−トリオール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、好ましくは水であり、その際に該液体溶剤系は、無機酸又は有機酸又はそれらの塩を含有しない。
(ii)において使用されるB−MWWの量対液体溶剤系の量に関する限りは、特に限定は存在しない。好ましくは、該液体溶剤系対B−MWWの質量比は、40:1〜5:1、より好ましくは30:1〜7:1、より好ましくは20:1〜10:1の範囲内である。
(ii)による処理条件は、特に限定されないが、但し、前記の溶剤系は、その液体状態にあるものとする。特に、以下に記載される好ましい温度に関して、当業者は、該溶剤系をその液体状態で維持するために、該処理が実施される際にそれぞれの圧力を選択することになる。好ましくは、(ii)において、該処理は、50〜125℃、より好ましくは90〜115℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で実施される。
(ii)による処理の期間に関して、特に限定は存在しない。前記の時間は、該液体溶剤系が前記の処理温度下で維持される期間であると理解すべきである。好ましくは、(ii)において、該処理は、6〜20h、より好ましくは7〜17h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される。
(ii)における処理が実施される容器の種類に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該容器は、該溶剤系がその液体状態にある前記の温度で該ゼオライト材料を処理するのを可能にするように好適に選択される。ゆえに、より高い温度に関する限りは、(ii)において、該処理は、閉じた系中で自生圧下で実施される。
更に、本発明の選択的な好ましい実施態様によれば、(ii)において、該処理は、開いた系中で還流下に実施される。ゆえに、(ii)による処理のために使用される、開いた系を代表する、好ましい容器は、好ましくは、還流冷却器を備えている。
(ii)における処理中に、該液体溶剤系の温度は、本質的に一定に維持されるか、又は変更され、ゆえにその際に該液体溶剤系での処理は、2つ以上の異なる温度で実施される。最も好ましくは、該温度は、上記で定義された範囲内で本質的に一定に維持される。
(ii)による処理中に、該液体溶剤系を好適に撹拌することが更に好ましい。(ii)中に、その撹拌速度は、本質的に一定に維持されるか又は変更され、ゆえにその際に(ii)による該液体溶剤系での処理は、2つ以上の異なる撹拌速度で実施される。最も好ましくは、該B−MWWは、該液体溶剤系中に、第一の撹拌速度で懸濁され、前記の温度での処理中に、該撹拌速度は、変更され、好ましくは増加される。該撹拌速度は、例えば該液体溶剤系の体積、使用されるB−MWWの量、所望の温度等に応じて、好適に選択することができる。好ましくは、前記の温度で該B−MWWの処理が実施される際の撹拌速度は、50〜300rpm(毎分回転数)、より好ましくは150〜270rpm、より好ましくは240〜260rpmの範囲内である。
本発明の考えられる実施態様によれば、(ii)による処理は、2つ以上の工程において実施されてよく、その際に、少なくとも2つの工程の間に、(ii)による所定の処理から得られた該ゼオライト材料は、好ましくは90〜200℃、より好ましくは100〜150℃の範囲内の温度で、乾燥され、こうして乾燥された材料は、(ii)により更に処理される。(ii)による個々の処理工程及び適用される条件に関して、前記のような条件が全面的に参照される。該処理時間に関して、個々の工程の処理時間の合計が、前記の処理時間であると理解すべきである。少なくとも2つの個々の処理工程のそれぞれについて、同じか又は異なる処理条件を適用することができる。ゆえに、本発明は、上記で定義された方法及びそれから得ることができるか又は得られたゼオライト材料に関し、その際に(ii)による処理が、少なくとも2つの別個の工程において実施され、その際に少なくとも2つの処理工程の間に、該ゼオライト材料が、好ましくは100〜150℃の範囲内の温度で、乾燥される。適した乾燥雰囲気は、工業用窒素、空気又は希薄空気を含む。
(ii)による処理後に、得られた脱ホウ素処理B−MWWは、該懸濁液から好適に分離される。該脱ホウ素処理B−MWWをそれぞれの懸濁液から分離する全ての方法が考えられる。これらの方法は、ろ過、限外ろ過、透析ろ過及び遠心分離法又は、例えば、噴霧乾燥法及び噴霧造粒法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。本発明によれば、該脱ホウ素処理B−MWWは好ましくは、該懸濁液からろ過により分離される。好ましくは、ろ過ケークが得られ、これは好ましくは、洗浄され、好ましくは水で洗浄される。洗浄が適用される場合には、その洗浄水が、多くとも1000μS/cm、より好ましくは多くとも750μS/cm、より好ましくは多くとも500μS/cmの導電率を有するまで、該洗浄方法を続けることが好ましい。
一般的に、本発明の方法は任意に、(ii)において得られた脱ホウ素処理B−MWWの後処理及び/又は更なる物理的及び/又は化学的な変換のための更なる工程を含んでなることができる。得られたゼオライト材料は、例えば、任意の順序の単離及び/又は洗浄手順にかけることができ、その際に、該ゼオライト材料は好ましくは、少なくとも1つの単離及び少なくとも1つの洗浄手順にかけられる。
該脱ホウ素処理B−MWWを、該懸濁液から分離し、好ましくはろ過により達成した後に、かつ洗浄した後に、該脱ホウ素処理B−MWWを含有する洗浄されたろ過ケークは任意に、例えば該ろ過ケークを適したガス流、例えば空気、希薄空気又は窒素、好ましくは窒素流にさらすことにより、乾燥される。ゆえに、本発明の特に好ましい実施態様によれば、(ii)は、該脱ホウ素処理B−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される。該乾燥期間に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、乾燥は、1〜30h、より好ましくは14〜18hの範囲内の期間にわたって実施される。噴霧乾燥が実施される場合には、該ゼオライト材料を含有する該液体溶剤系を、任意に濃縮後に、直接、噴霧乾燥することが考えられる。更に、分離され、かつ洗浄されたゼオライト材料を、洗浄され、かつ任意に予備乾燥されたゼオライト材料の任意の適した再懸濁の後に、噴霧乾燥することが考えられる。
任意に、段階(ii)は、分離され、かつ好ましくは乾燥された脱ホウ素処理B−MWWのか焼を含んでなり、その際に該か焼は好ましくは、400〜800℃、より好ましくは600〜700℃の範囲内の温度で実施される。該か焼が実施される好ましい雰囲気は、工業用窒素、空気又は希薄空気を含む。好ましいか焼時間は、0.5〜12h、より好ましくは1〜10h、より好ましくは2〜6hの範囲内である。
(ii)による該液体溶剤系での処理は、該ゼオライト材料骨格のモル比B23:SiO2を低下させる。好ましくは、(ii)から、多くとも0.01:1の、より好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.009:1、より好ましくは0.001:1〜0.008:1、より好ましくは0.001:1〜0.007:1、より好ましくは0.001:1〜0.006:1、より好ましくは0.001:1〜0.005:1、より好ましくは0.001:1〜0.004:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内のモル比B23:SiO2を有する脱ホウ素処理B−MWWが得られる。
本発明の特に好ましい実施態様によれば、(ii)から得られたゼオライト材料は、粉末の形態で、好ましくはスプレー粉末の形態であり、その際に該スプレー粉末は、前記のような、(i)における噴霧乾燥及び/又は(ii)における噴霧乾燥のいずれかから生じうる。好ましくは、噴霧乾燥は(i)において実施され、かつ噴霧乾燥は(ii)において実施されない。
工程(iii)
本発明によれば、(ii)から得られた、好ましくは分離され、かつ乾燥され、かつ任意にか焼された、脱ホウ素処理B−MWWは更に、工程(iii)にかけられ、その際にスズが該材料中へ導入されて、スズ含有ゼオライト材料が得られる。特に、(iii)において、スズは、以下の工程を含んでなる方法により、(ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWW中へ導入される:
(iii.1) (ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWWと、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものと、スズ源とを含有する水性合成混合物を製造する工程、その際に該合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、多くとも0.015:1であり;
(iii.2)(iii.1)から得られた合成混合物から、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を水熱合成し、それにより、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料をその母液中に得る工程;
(iii.3) (iii.2)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離する工程。
(iii.3)におけるMWWテンプレート化合物に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、該スズ含有B−MWWが得られるものとする。好ましくは、該MWWテンプレート化合物は、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)−ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択される。より好ましくは、該MWWテンプレート化合物はピペリジンである。
(iii.1)において使用されるスズ源に関する限りは、特に限定は存在しないが、但し、Snが、該脱ホウ素処理B−MWW中へ導入されるものとする。好ましくは、該スズ源は、Sn(IV)塩、Sn(II)塩及びそれらの2種以上の混合物からなる群から、より好ましくはSnCl4、酢酸Sn(IV)、Sn(IV)−t−ブトキシド、SnBr4、SnF4、Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジクロリド;Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジブロミド、酢酸Sn(II)、Sn(II)−アセチルアセトナート、クエン酸Sn(II)、SnCl2、SnF2、SnI2、SnSO4及びそれらの2種以上の混合物からなる群から、選択される。より好ましくは、該スズ源は、Sn(IV)−t−ブトキシド又は酢酸Sn(II)である。
好ましくは、(iii.1)における合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、0.001:1〜0.015:1、より好ましくは0.001:1〜0.010:1、より好ましくは0.001:1〜0.0075:1、より好ましくは0.001:1〜0.005:1の範囲内である。考えられる好ましい範囲は、0.002:1〜0.005:1、又は0.003:1〜0.005:1、又は0.004:1〜0.005:1、又は0.001:1〜0.004:1、又は0.002:1〜0.004:1、又は0.003:1〜0.004:1、又は0.001:1〜0.003:1、又は0.002:1〜0.003:1、又は0.001:1〜0.002:1である。
(iii.1)における合成混合物中で、該MWWテンプレート化合物対Si(該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、1.0:1〜2.0:1、より好ましくは1.2:1〜1.8:1、より好ましくは1.4:1〜1.6:1の範囲内である。
(iii.1)における合成混合物中で、H2O対Si(該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比、H2O対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、H2O対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、10:1〜20:1、好ましくは12:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である。
(iii.1)において得られた合成混合物は、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料の水熱合成にかけられる。工程(iii.2)において少なくとも1種の適した種晶材料を使用して、その母液中に含まれる該スズ含有ゼオライト材料を得ることが考えられうる。例えば、考えられる種晶材料は、MWW骨格構造を有するゼオライト材料である。好ましくは、(iii.2)による水熱合成は、80〜250℃、より好ましくは120〜200℃、より好ましくは160〜180℃の範囲内の温度で実施される。更に、(iii.2)による水熱合成は好ましくは、20〜200h、より好ましくは60〜160h、より好ましくは110〜125hの範囲内の期間にわたって実施される。好ましい範囲は、例えば、20〜200h又は30〜160h又は40〜125hである。
(iii.2)による水熱合成中に、該合成混合物を好適に撹拌することが好ましく、その際に該撹拌速度は、本質的に一定に維持されるか又は変更される。その撹拌速度は、例えば該水性合成混合物の体積、使用されるゼオライト材料の量、所望の温度等に応じて、好適に選択することができる。好ましくは、前記の温度で該ゼオライト材料の処理が実施される際の撹拌速度は、好ましくは、50〜300rpm(毎分回転数)、より好ましくは70〜150rpm、より好ましくは90〜120rpmの範囲内である。
水熱合成後に、得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料は、工程(iii.3)において、その母液から好適に分離される。MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料をその母液から分離する全ての方法が考えられる。これらの方法は、例えば、ろ過、限外ろ過、透析ろ過及び遠心分離法又は、例えば、噴霧乾燥法及び噴霧造粒法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。本発明によれば、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料は好ましくは、その母液からろ過により分離されて、ろ過ケークが得られ、これは好ましくは洗浄され、好ましくは水で洗浄される。
MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離する前に、該懸濁液を濃縮することにより、該母液のMWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の含有量を増加させることが可能である。洗浄が適用される場合には、その洗浄水が、1000μS/cm未満、より好ましくは750μS/cm未満、より好ましくは500μS/cm未満の導電率を有するまで、該洗浄方法を続けることが好ましい。
MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離し、好ましくはろ過により達成した後に、かつ洗浄した後に、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料を含有する洗浄されたろ過ケークは任意に、例えば該ろ過ケークを適したガス流、好ましくは窒素流に、好ましくは4〜10h、より好ましくは5〜8hの範囲内の期間にわたってさらすことにより、予備乾燥される。
好ましくは、段階(iii.3)は、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の乾燥を含んでなり、その際に該乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される。MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の乾燥期間に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該乾燥は、1〜30h、より好ましくは6〜24h、より好ましくは14〜18hの範囲内の期間にわたって実施される。
分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料をか焼するのが一般的に可能であるのに対して、本発明によれば、(iii.3)において得られた、分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、(iv)の前にか焼しないことが特に好ましい。これに関連して、“か焼”という用語は、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、450℃を上回る温度に加熱することに関する。ゆえに、本発明の特別な実施態様によれば、(iii.3)において得られた、分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料は、(iv)の前にか焼されない。
工程(iv)
本発明によれば、(iii)から得られた、分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料は、段階(iv)にかけられ、その際にMWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料は、多くとも5のpHを有する水溶液で処理され、それにより、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として2質量%未満のSn含有量を有する該Sn−MWWが得られ、かつ任意に、該Sn−MWWは該水溶液から分離される。
好ましくは、(iv)において、(iii)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料は、有機酸、好ましくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、メタンスルホン酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるもの、及び/又は無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸、硝酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものを含んでなる水溶液で処理され、その際に該無機酸はより好ましくは硝酸である。好ましくは、(iv)において、該水溶液は、0〜5、より好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2の範囲内のpHを有する。該pH値は、pH感応ガラス電極を用いて測定されると理解すべきである。
(iv)による該水溶液での処理の温度に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、(iv)において、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料は該水溶液で、50〜175℃、より好ましくは70〜125℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で、処理される。好ましくは、(iv)において、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料は該水溶液で、1〜40h、より好ましくは12〜24h、より好ましくは18〜22hの範囲内の期間にわたって、処理される。
MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料対該水溶液の質量比に関する限りは、特に限定は存在しない。好ましくは、(iv)において、該水溶液対MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の質量比は、10:1〜50:1、より好ましくは20:1〜40:1、より好ましくは25:1〜35:1の範囲内である。
(iv)における加熱が実施される容器の種類に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該容器は、該溶剤系がその液体状態にある前記の温度で該ゼオライト材料を処理するのを可能にするように好適に選択される。ゆえに、より高い温度に関する限りは、(iv)において、該処理は、閉じた系中で自生圧下で実施される。
更に、本発明の選択的な好ましい実施態様によれば、(iv)において、該処理は、開いた系中で還流下に実施される。ゆえに、(iv)による処理に使用される、開いた系を代表する、好ましい容器は、好ましくは、還流冷却器を備えている。
(iv)による処理中に、該ゼオライト材料を含有する水溶液を好適に撹拌することが好ましい。(iv)中に、その撹拌速度は、本質的に一定に維持されるか又は変更される。該撹拌速度は、例えば該水溶液の体積、使用されるゼオライト材料の量、所望の温度等に応じて、好適に選択することができる。好ましくは、前記の温度でMWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の処理が実施される際の撹拌速度は、50〜300rpm(毎分回転数)、より好ましくは100〜250rpm、より好ましくは180〜220rpmの範囲内である。
(iv)による処理は好ましくは、該Sn−MWWを該水溶液から好適に分離することを含んでなる。Sn−MWWを該水溶液から分離する全ての方法が考えられる。これらの方法は、例えば、ろ過、限外ろ過、透析ろ過及び遠心分離法又は、例えば、噴霧乾燥法及び噴霧造粒法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。本発明によれば、Sn−MWWは好ましくは、該水溶液からろ過により分離されて、ろ過ケークが得られ、これは好ましくは、洗浄され、好ましくは水で洗浄される。
洗浄が適用される場合には、その洗浄水が7のpHを有するまで、該洗浄方法を続けることが好ましく、その際に該pHは、pH感応ガラス電極を用いて測定されると理解すべきである。
好ましくは、(iv)は、該Sn−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜130℃の範囲内の温度で実施される。該Sn−MWWの乾燥期間に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該乾燥は、1〜20h、より好ましくは4〜16h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される。
好ましくは、分離され、かつ好ましくは乾燥された該Sn−MWWは更に、(iv)においてか焼され、その際に該か焼は好ましくは、400〜800℃、より好ましくは450〜700℃、より好ましくは500〜600℃の範囲内の温度で実施される。該か焼期間に関して、特に限定は存在しない。好ましくは、該か焼は、1〜20h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される。
新規なSn−MWW
前記のように、(iv)から、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2.0質量%のスズ含有量を有するSn−MWWが得られる。好ましくは、新規なSn−MWWのスズ含有量は、0.05〜2.0質量%、より好ましくは0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.1〜1.8質量%、より好ましくは0.1〜1.7質量%、より好ましくは0.1〜1.6質量%、より好ましくは0.1〜1.5質量%、より好ましくは0.1〜1.4質量%、より好ましくは0.1〜1.3質量%、より好ましくは0.1〜1.2質量%、より好ましくは0.1〜1.0質量%の範囲内である。更に好ましくは、新規なSn−MWWのスズ含有量は、0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.3〜1.5質量%、より好ましくは0.4〜1.2質量%、より好ましくは0.5〜1.0質量%の範囲内である。更に好ましくは、新規なSn−MWWのスズ含有量は、0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.2〜1.5質量%、より好ましくは0.3〜1.2質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%の範囲内である。考えられる好ましい範囲は、例えば、0.15〜0.9質量%又は0.2〜0.8質量%又は0.25〜0.7質量%又は0.3〜0.6質量%又は0.35〜0.5質量%である。
意外なことに、脱ホウ素処理B−MWWへのSnの組込みを含んでなり、その際にSnの量が、(iv)から得られたSn−MWWが多くとも2質量%のSn含有量を有するように選択される、本発明による方法が、MWW型骨格構造を有する新規なスズ含有ゼオライト材料をもたらすことが見出された。MWW骨格構造を有する従来のスズ含有ゼオライト材料に比べて、新規な材料は、該ゼオライト材料の個々の層の間で増加された層間距離を示すことで特徴付けられている。MWW型骨格構造を有する新規なスズ含有ゼオライト材料の特有の特徴は、(6.6±0.1)°の2θ回折角でのXRD回折図形における付加的なピークである。
ゆえに、本発明は一般的に、MWW型骨格構造を有し、かつ(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有する、好ましくは(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.1±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.9±0.1)°の2θ回折角でのピークとを含んでなるX線回折図形、より好ましくは(6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有する、スズ含有ゼオライト材料に関する。
この増加された層間距離は、XRDにより測定されるcパラメーターにおいて更に反映され、これは新規なSn−MWWについては、(27.1±0.2)Åである。MWW骨格構造を有する従来のスズ含有ゼオライト材料に比べて、新規なSn−MWWのcパラメーターは増加される。
好ましくは、新規なSn−MWWの骨格構造は、SiO2及びB23を含んでなり、かつそのモル比B23:SiO2は、多くとも0.01:1であり、より好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.009:1、より好ましくは0.001:1〜0.008:1、より好ましくは0.001:1〜0.007:1、より好ましくは0.001:1〜0.006:1、より好ましくは0.001:1〜0.005:1、より好ましくは0.001:1〜0.004:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内である。
好ましくは、新規なSn−MWWの骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.5質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、SiO2及びB23及び任意にSnからなる。特に、該Sn−MWWは、アルミニウムフリーであり、これは本発明の意味で、不純物として痕跡量でのみアルミニウムを含有しうるSn−MWWに関する。
好ましくは、新規なSn−MWWは、DIN 66131に従い測定して、300〜600m2/g、より好ましくは350〜550m2/g、より好ましくは350〜500m2/gの範囲内のBET表面積を有する。好ましくは、新規なSn−MWWは、DIN 66131に従い測定して、400〜800m2/g、より好ましくは400〜750m2/g、例えば400〜700m2/g又は500〜600m2/gの範囲内のラングミュア表面積を有する。
前記のように、新規なSn−MWWを製造する好ましい方法の少なくとも1つの段階において、噴霧乾燥工程が実施されることが好ましい。ゆえに、新規なSn−MWWが、そのような噴霧乾燥から得られたスプレー粉末の形態で存在することが好ましい。そのようなスプレー粉末は、Dv10値、Dv50値及び/又はDv90値により特徴付けることができ、それらの値は典型的には、少なくとも1μmである。Dv10の典型的な値は、1〜10μmの範囲内であってよく、Dv50の典型的な値は、5〜50μmの範囲内であってよく、Dv90の典型的な値は、20〜100μmの範囲内であってよい。これに関連して、該Dv10、Dv50及びDv90値は、以下の方法により測定されると理解すべきである:所定のスプレー粉末1.0gを脱イオン水100g中に懸濁させ、1分間撹拌し、次いで、粒度測定装置Mastersizer S long bed version 2.15、シリアル番号33544-325;(供給者:Malvern Instruments GmbH、Herrenberg、独国)中で、次のパラメーターを用いて測定する:焦点幅300RFmm;ビーム長さ10.00mm;モジュールMS17;シャドーイング16.9%;分散モデル 3$$D;分析モデル 多分散;補正なし。
更なる工程
水性系での該Sn−MWWの処理
更に、(iv)から得られたSn−MWW、好ましくは分離され、乾燥され、かつか焼されたSn−MWWが、5.5〜8の範囲内のpHを有する水性系で処理されることが考えられる。
好ましくは、該Sn−MWWは該水性系で、80〜220℃、好ましくは100〜180℃、より好ましくは130〜150℃の範囲内の温度で、処理される。更に、該水性系での処理は好ましくは、1〜20h、より好ましくは4〜15h、より好ましくは6〜10hの範囲内の期間にわたって実施される。好ましくは、該水性系の少なくとも95質量%、より好ましくは少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、水からなる。より好ましくは、該水性系は水である。
本発明の好ましい実施態様によれば、該水性系での処理は、閉じた系中で、自生圧下でかつ撹拌しながら又は撹拌せずに、実施される。本発明の他の実施態様によれば、該水性系での処理は、開いた系中で、好ましくは還流下に、かつ撹拌しながら又は撹拌せずに、実施される。
該水性系での該Sn−MWWの処理後に、該Sn−MWWは好ましくは、該懸濁液から好適に分離される。該Sn−MWWを該懸濁液から分離する全ての方法が考えられる。これらの方法は、例えば、ろ過、限外ろ過、透析ろ過及び遠心分離法又は、例えば、噴霧乾燥法及び噴霧造粒法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。本発明によれば、該Sn−MWWは好ましくは、該懸濁液からろ過により分離され、こうして得られたSn−MWWは、例えばろ過ケークの形態で、好ましくは、洗浄され、好ましくは水で、50℃まで、より好ましくは15〜35℃、より好ましくは20〜30℃の範囲内の温度で、洗浄される。その後に、該ろ過ケークは、任意に更に加工されて、適した懸濁液が得られ、これは任意に、噴霧乾燥されるか又は限外ろ過される。
該水性系での処理後に、該Sn−MWWは好ましくは、乾燥及び/又はか焼され、その際に乾燥は好ましくは、100〜180℃、好ましくは130〜150℃の範囲内の温度で、10〜70h、好ましくは15〜25hの範囲内の期間にわたって実施され、かつか焼は好ましくは、550〜700℃、好ましくは600〜680℃の範囲内の温度で、1〜10h、好ましくは2〜5hの範囲内の期間にわたって実施される。
ゆえに、本発明は、更に、
(iv.1) (iv)から得られたSn−MWWを、5.5〜8の範囲内のpHを有する水性系で処理する工程;
(iv.2) (iv.1)から得られたSn−MWWを乾燥及び/又はか焼する工程
を含んでなる、上記で定義された方法にも関する。
成形物の製造
新規なSn−MWWの特定の用途に応じて、(iv)から、任意に(iv.1)又は(iv.2)から得られた粉末又はスプレー粉末が、更に加工されて、該粉末又は該スプレー粉末を含んでなる成形物を製造することが考えられる。
ゆえに、本発明は、更に、
(v) (iv)から得られたSn−MWWを含んでなる成形可能な混合物を製造する工程、その際に該成形可能な混合物は任意に、バインダー又はバインダー前駆体を含んでなり;
(vi) (v)から得られた混合物を成形して、該Sn−MWWを含有する成形物を得る工程;
(vii)任意に、(vi)において得られた該成形物を乾燥及び/又はか焼する工程
を含んでなる、上記で定義された方法にも関する。
一般的に、適したバインダーは、バインダーなしでも存在しうるその物理吸着にまさる、結合されるべき該ゼオライト材料粒子間の付着及び/又は凝集を付与する、全ての化合物である。そのようなバインダーの例は、金属酸化物、例えば、SiO2、Al23、TiO2、ZrO2又はMgO又は粘土又はこれらの2種以上の酸化物の混合物又はSi、Al、Ti、Zr及びMgのうち少なくとも2種の混合酸化物である。粘土鉱物及び天然に存在するか又は合成的に製造されたアルミナ、例えば、α−、β−、γ−、δ−、η−、κ−、χ−又はθ−アルミナ及びそれらの無機又は有機金属の前駆体化合物、例えば、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト又は擬ベーマイト又はトリアルコキシアルミナート、例えば、アルミニウムトリイソプロピラートが、Al23バインダーとして特に好ましい。更に考えられるバインダーは、極性部分と無極性部分とを有する両親媒性化合物及び黒鉛でありうる。更なるバインダーは、例えば、粘土、例えば、モンモリロナイト、カオリン、メタカオリン、ヘクトライト、ベントナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライト又はアノーキサイトでありうる。これらのバインダーは、それ自体として、又は噴霧乾燥中及び/又はその後のか焼中のいずれかに所望のバインダーを形成する適した前駆体化合物の形態で、使用することができる。そのようなバインダー前駆体の例は、テトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタナート、テトラアルコキシジルコナート又は2種以上の異なるテトラアルコキシシランの混合物又は2種以上の異なるテトラアルコキシチタナートの混合物又は2種以上の異なるテトラアルコキシジルコナートの混合物又は少なくとも1種のテトラアルコキシシランと、少なくとも1種のテトラアルコキシチタナートとの混合物又は少なくとも1種のテトラアルコキシシランと、少なくとも1種のテトラアルコキシジルコナートとの混合物又は少なくとも1種のテトラアルコキシチタナートと少なくとも1種のテトラアルコキシジルコナートとの混合物又は少なくとも1種のテトラアルコキシシランと、少なくとも1種のテトラアルコキシチタナートと、少なくとも1種のテトラアルコキシジルコナートとの混合物である。本発明の意味で、完全に又は部分的にかのいずれかでSiO2を含んでなるか、又はSiO2が形成されるSiO2の前駆体であるバインダーが、優先されうる。これに関連して、コロイダルシリカ及びいわゆる“湿式法”シリカ及びいわゆる“乾式法”シリカの双方を使用することができる。このシリカは非晶質シリカであってよく、その際に該シリカ粒子のサイズは、例えば、5〜100nmの範囲内であり、かつ該シリカ粒子の表面積は、50〜500m2/gの範囲内である。コロイダルシリカは、好ましくはアルカリ性及び/又はアンモニア性の溶液として、より好ましくはアンモニア性溶液として、とりわけ、例えばLudox(登録商標)、Syton(登録商標)、Nalco(登録商標)又はSnowtex(登録商標)として、商業的に入手可能である。“湿式法”シリカは、とりわけ、例えばHi-Sil(登録商標)、Ultrasil(登録商標)、Vulcasil(登録商標)、Santocel(登録商標)、Valron-Estersil(登録商標)、Tokusil(登録商標)又はNipsil(登録商標)として、商業的に入手可能である。“乾式法”シリカは、とりわけ、例えばAerosil(登録商標)、Reolosil(登録商標)、Cab-O-Sil(登録商標)、Fransil(登録商標)又はArcSilica(登録商標)として、商業的に入手可能である。とりわけ、コロイダルシリカのアンモニア性溶液を優先することができる。
Sn−MWWの量対成形物を製造するのに使用されるバインダーの量の比に関して、該比は一般的に、自由に選択することができる。一般的に、該Sn−MWW対バインダーの質量比は、20:1〜1:20、好ましくは10:1〜1:10、より好ましくは1:1〜1:10の範囲内である。
該Sn−MWWをベースとする成形物を製造するために、少なくとも1種のペースト化剤が、該成形可能な混合物を改善された加工性を提供するために使用することができる。考えられるペースト化剤はとりわけ、有機の、特に親水性のポリマー、例えば、炭水化物、例えばセルロース、セルロース誘導体、例えば、メチルセルロース、及びデンプン、例えば、ジャガイモデンプン、壁紙のり(wallpaper plaster)、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリイソブテン又はポリテトラヒドロフランである。水、アルコール又はグリコール又はそれらの混合物、例えば水とアルコールとの、又は水とグリコールとの混合物、例えば水及びメタノール、又は水及びエタノール、又は水及びプロパノール、又は水及びプロピレングリコールの混合物の、ペースト化剤としての使用が挙げられうる。好ましくは、炭水化物、例えばセルロース、セルロース誘導体、水及びこれらの2種以上の化合物の混合物、例えば水及びセルロース又は水及びセルロース誘導体が、ペースト化剤として使用される。好ましくは、少なくとも1種の該ペースト化剤は、更に以下に記載されるように、乾燥及び/又はか焼により除去される。
Sn−MWWの量対成形物を製造するのに使用されるペースト化剤の量の比に関して、該比は一般的に、自由に選択することができる。一般的に、該Sn−MWW対ペースト化剤の質量比は、20:1〜1:50、好ましくは10:1〜1:40、より好ましくは1:1〜1:30の範囲内である。
細孔形成剤、特にメソ孔形成剤が、該成形物の製造に付加的に使用されることが更に考えられる。通常使用されるそのような細孔形成剤は、好ましくは高分子ビニル化合物、例えば、ポリアルキレンオキシド、例えばポリエチレンオキシド、ポリスチレン、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルである。
本発明の成形物は、(vi)において、考えられるあらゆる幾何学的形状で、例えばストランド、例えば長方形、三角形、六角形、正方形、長円形又は円形の断面を有するもの、星形のもの、錠剤、球、中空円筒等で、成形されてよい。その特定の幾何学的形状に応じて、(vi)による成形方法が選択されることになる。本発明の好ましい実施態様によれば、ストランドが製造される場合には、(vi)による成形は好ましくは、(v)において得られた混合物を押出することを含んでなる。適した押出装置は、例えば、“Ullmann's Enzyklopaedie der Technischen Chemie”, 第4版, 第2巻, 295頁以降, 1972に記載されている。押出機の使用に加え、押出プレスを、該成形物の製造に使用することもできる。必要に応じて、該押出機は、該押出方法中に好適に冷却することができる。バッチ当たり、電力消費量が1〜10A、好ましくは1.5〜6A、より好ましくは2〜4Aの範囲内である押出方法が、考えられる。押出機ダイヘッドを経て該押出機を去るストランドは、適したワイヤにより又は不連続ガス流によって機械的に切断することができる。
(vi)から得られた成形物は、任意に乾燥及び/又はか焼される。該乾燥及びか焼条件に関して特に限定は存在しない。該乾燥は好ましくは、一般的に80〜160℃、より好ましくは90〜155℃、より好ましくは100〜150℃の範囲内の温度で、及び好ましくは6〜24h、より好ましくは8〜20h、例えば10〜20hの範囲内の期間にわたって、実施される。該乾燥は、適したあらゆるガス雰囲気下で実施することができ、その際に窒素、空気及び/又は希薄空気が好ましい。
該か焼は好ましくは、一般的に400〜650℃、より好ましくは450〜625℃、より好ましくは500〜600℃の範囲内の温度で、及び好ましくは0.25〜6h、より好ましくは0.5〜5h、例えば0.5〜2hの範囲内の期間にわたって、実施される。該か焼は、適したあらゆるガス雰囲気下で実施することができ、その際に空気及び/又は希薄空気が好ましい。
ゆえに、本発明は、本発明による新規なSn−MWW及び任意に少なくとも1種のバインダーを含んでなる、成形物、好ましくは押出物にも関する。
水性系での該成形物の処理
更に、(vi)又は(vii)、好ましくは(vii)から得られたSn−MWWを含んでなる成形物が、5.5〜8の範囲内のpHを有する水性系で処理されることが考えられる。
好ましくは、該成形物は該水性系で、80〜220℃、好ましくは100〜180℃、より好ましくは130〜150℃の範囲内の温度で、処理される。更に、該水性系での処理は、1〜20h、好ましくは4〜15h、より好ましくは6〜10hの範囲内の期間にわたって実施される。好ましくは、該水性系の少なくとも95質量%、より好ましくは少なくとも99質量%、より好ましくは少なくとも99.9質量%が、水からなる。より好ましくは、該水性系は水である。
本発明の好ましい実施態様によれば、該水性系での処理は、閉じた系中で、自生圧下でかつ撹拌しながら又は撹拌せずに、実施される。本発明の他の実施態様によれば、該水性系での処理は、開いた系中で、好ましくは還流下に、かつ撹拌しながら又は撹拌せずに、実施される。
該水性系での該成形物の処理後に、該成形物は好ましくは、該懸濁液から好適に分離される。該成形物を該懸濁液から分離する全ての方法が考えられる。これらの方法は、例えば、ろ過及び遠心分離法を含む。これらの2種以上の方法の組合せを適用することができる。本発明によれば、該成形物は好ましくは、該水性系からろ過により分離され、こうして得られた成形物は好ましくは、洗浄され、好ましくは水で、50℃まで、好ましくは15〜35℃、より好ましくは20〜30℃の範囲内の温度で、洗浄される。
該水性系での処理後に、該成形物は好ましくは、乾燥及び/又はか焼され、その際に乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは130〜150℃の範囲内の温度で、好ましくは10〜70h、より好ましくは15〜25hの範囲内の期間にわたって、実施され、かつか焼は好ましくは、550〜700℃、より好ましくは600〜680℃の範囲内の温度で、好ましくは1〜10h、より好ましくは2〜5hの範囲内の期間にわたって、実施される。
ゆえに、本発明は、更に、
(viii) (vi)又は(vii)、好ましくは(vii)から得られた成形物を、5.5〜8の範囲内のpHを有する水性系で処理する工程;
(ix)任意に、(viii)から得られた成形物を乾燥及び/又はか焼する工程
を含んでなる、上記で定義された方法にも関する。
一般的に、本発明は更に、本発明による方法により得ることができるか又は得られた、任意に成形物中に含まれる、ゼオライト材料に関する。
更に、本発明は、本発明のゼオライト材料又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたゼオライト材料を含んでなる成形物に関し、その際に前記成形物は任意に、バインダー、好ましくはシリカバインダーを付加的に含んでなる。
好ましい使用
本発明による、好ましくは本発明による方法により得ることができるか又は得られた、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)及び/又は本発明による、好ましくは本発明による方法により得ることができるか又は得られた、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を含んでなる本発明の成形物は一般的に、考えられるあらゆる目的のため、例えば触媒活性物質、触媒担体、モレキュラーシーブ、吸着剤、充填剤等に使用することができる。
本発明の好ましい実施態様によれば、本発明によるSn−MWW又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたSn−MWWは、触媒又は触媒成分として、より好ましくは酸化反応における触媒として、より好ましくはバイヤー−ビリガー型酸化反応用の触媒として、使用される。ゆえに、本発明は、酸化方法、好ましくはバイヤー−ビリガー型酸化方法にも関し、その際に本発明によるSn−MWW又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたSn−MWWが、触媒又は触媒成分として使用される。
ゆえに、本発明は、式(I)
Figure 2015534937
[式中、R1及びR2は、互いに独立して、線状又は分枝鎖状のアルキル基、線状又は分枝鎖状のアルケニル基、アリール又はヘテロアリール基又は水素原子であるが、但し、R1及びR2は、同時に水素原子ではない]による有機カルボニル化合物の酸化方法における触媒としての、本発明によるSn−MWW又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたSn−MWWの使用にも関し、前記方法は、
(i)式(I)の化合物を、任意に溶剤の存在下で、過酸化水素と、本発明によるSn−MWW又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたSn−MWWの存在下で、好ましくは50〜150℃、好ましくは70〜120℃、より好ましくは90〜110℃の範囲内の温度で、反応させて、式(II)
Figure 2015534937
の化合物を得る工程、
その際に、R1もR2も水素原子ではない場合には、R1及びR2は、カルボニル基又はカルボキシル基と一緒になって、環を形成してよく、かつ式(I)の化合物は、
Figure 2015534937
であり、かつ式(II)の化合物は、
Figure 2015534937
であり、
(ii)任意に、式(II)の化合物を、(i)において得られた混合物から分離する工程を含んでなり;
好ましくは、その際にR1及びR2は、互いに独立して、炭素原子1〜20個を有する線状又は分枝鎖状のアルキル基、炭素原子2〜20個を有する線状又は分枝鎖状のアルケニル基、炭素原子4〜20個を有するアリール又はヘテロアリール基又は水素原子であり、かつR1もR2も水素原子ではない場合には、R1及びR2は、カルボニル基又はカルボキシル基と一緒になって、炭素原子4〜20個を有する環を形成してよい。
更に、本発明は、式(I)
Figure 2015534937
[式中、R1及びR2は、互いに独立して、線状又は分枝鎖状のアルキル基、線状又は分枝鎖状のアルケニル基、アリール又はヘテロアリール基又は水素原子であるが、但し、R1及びR2は、同時に、水素原子ではない]による有機カルボニル化合物の酸化方法に関し、前記方法は、
(i)式(I)の化合物を、任意に溶剤の存在下で、過酸化水素と、本発明によるSn−MWW又は本発明の方法により得ることができるか又は得られたSn−MWWの存在下で、好ましくは50〜150℃、好ましくは70〜120℃、より好ましくは90〜110℃の範囲内の温度で、反応させて、式(II)
Figure 2015534937
の化合物を得る工程、
その際に、R1もR2も水素原子ではない場合には、R1及びR2は、カルボニル基又はカルボキシル基と一緒になって、環を形成してよく、かつ式(I)の化合物は、
Figure 2015534937
であり、かつ式(II)の化合物は、
Figure 2015534937
であり、
(ii)任意に、式(II)の化合物を、(i)において得られた混合物から分離する工程を含んでなり;
好ましくは、その際に、R1及びR2は、互いに独立して、炭素原子1〜20個を有する線状又は分枝鎖状のアルキル基、炭素原子2〜20個を有する線状又は分枝鎖状のアルケニル基、炭素原子4〜20個を有するアリール又はヘテロアリール基又は水素原子であり、かつR1もR2も水素原子ではない場合には、R1及びR2は、カルボニル基又はカルボキシル基と一緒になって、炭素原子4〜20個を有する環を形成してよい。
例1により得られ、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として0.78質量%のスズ含有量及び27.069Åのcパラメーターを有する、本発明のゼオライト材料のX線回折図形(銅Kα線)を示す図。x軸上に度(°)値(2θ)が示されており、y軸上に強度(Lin (カウント))が示されている。x軸上の目盛ラベルは、左から右へ、2、10、20、30、40、50、60、70である。 例2により得られ、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として0.75質量%のスズ含有量及び26.92Åのcパラメーターを有する、本発明のゼオライト材料のX線回折図形(銅Kα線)を示す図。x軸上に度(°)値(2θ)が示されており、y軸上に強度(Lin (カウント))が示されている。x軸上の目盛ラベルは、左から右へ、2、10、20、30、40、50、60、70である。 比較例1により得られ、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として2.1質量%のスズ含有量及び26.64Åのcパラメーターを有するゼオライト材料のX線回折図形(銅Kα線)を示す図。x軸上に度(°)値(2θ)が示されており、y軸上に強度(Lin (カウント))が示されている。x軸上の目盛ラベルは、左から右へ、2、10、20、30、40、50、60、70である。 例4により得られ、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として0.47質量%のスズ含有量及び26.92Åのcパラメーターを有する、本発明のゼオライト材料のX線回折図形(銅Kα線)を示す図。x軸上に度(°)値(2θ)が示されており、y軸上に強度(Lin (カウント))が示されている。x軸上の目盛ラベルは、左から右へ、2、10、20、30、40、50、60、70である。
本発明は、次の実施態様及びそれぞれの従属性により示されるような実施態様の組合せによっても特徴付けられている:
1.MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を製造する方法であって、
(i)SiO2及びB23を含んでなるMWW骨格構造を有するホウ素含有ゼオライト材料(B−MWW)を準備する工程;
(ii) (i)において準備されたB−MWWを、5.5〜8の範囲内のpHを有する液体溶剤系で処理することにより、該B−MWWを脱ホウ素処理する工程;
(iii)以下の工程を含んでなる方法により、Snを、(ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWW中へ組み込む工程:
(iii.1) (ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWWと、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものと、スズ源とを含有する水性合成混合物を製造する工程、その際に該合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、多くとも0.015:1であり;
(iii.2) (iii.1)から得られた該合成混合物から、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を水熱合成し、それにより、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料をその母液中に得る工程;
(iii.3) (iii.2)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離する工程;
(iv) (iii)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、多くとも5のpHを有する水溶液で処理し、それにより、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のSn含有量を有する該Sn−MWWを得る工程、及び任意に、該Sn−MWWを該水溶液から分離する工程
を含んでなる、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を製造する方法。
2.(i)において、該B−MWWを、以下の工程:
(a)B−MWW前駆体を、ケイ素源、好ましくはアンモニア安定化コロイダルシリカと、ホウ素源、好ましくはホウ酸と、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものとを含有する水性合成混合物から水熱合成して、該B−MWW前駆体をその母液中に得る工程;
(b)該B−MWW前駆体をその母液から分離し、好ましくは該B−MWW前駆体を乾燥することを含んでなる、工程、その際に該乾燥は好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施され、
を含んでなる方法により準備し、
その際に、(a)における合成混合物中で、
B(B23として計算し、かつ該ホウ素源中に含まれる)対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.4:1〜0.6:1、より好ましくは0.45:1〜0.55:1、より好ましくは0.47:1〜0.52:1の範囲内であり;
該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.8:1〜1.7:1、より好ましくは1.0:1〜1.5:1、より好ましくは1.1:1〜1.3:1の範囲内であり;かつ
2O対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、12:1〜20:1、より好ましくは13:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である、
実施態様1の方法。
3.(b)が、該B−MWW前駆体の噴霧乾燥を含んでなる、実施態様2の方法。
4.該乾燥が、1〜10h、より好ましくは2〜6hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様2の方法。
5.(b)が、分離され、かつ好ましくは乾燥されたB−MWW前駆体をか焼して、該B−MWWを得ることを含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは600〜700℃の範囲内の温度で実施される、実施態様2〜4のいずれかの方法。
6.該か焼が、1〜10h、より好ましくは2〜6hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様5の方法。
7.(i)において、該B−MWWの骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%が、B23及びSiO2からなる、実施態様1〜6のいずれかの方法。
8.(i)において、該B−MWWのモル比B23:SiO2が、少なくとも0.03:1であり、好ましくは0.03:1〜0.09:1、より好ましくは0.03:1〜0.08:1、より好ましくは0.03:1〜0.07:1の範囲内である、実施態様1〜7のいずれかの方法。
9.(ii)において、該液体溶剤系が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、プロパン−1,2,3−トリオール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、好ましくは水であり、その際に好ましくは、該液体溶剤系は、無機酸又は有機酸又はそれらの塩を含有しない、実施態様1〜8のいずれかの方法。
10.(ii)において、該液体溶剤系対B−MWWの質量比が、40:1〜5:1、好ましくは30:1〜7:1、より好ましくは20:1〜10:1の範囲内である、実施態様1〜9のいずれかの方法。
11.(ii)において、該処理が、50〜125℃、好ましくは90〜115℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜10のいずれかの方法。
12.(ii)において、該処理が、6〜20h、好ましくは7〜17h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様1〜11のいずれかの方法。
13.(ii)において、該処理が、閉じた系中で自生圧下で実施される、実施態様1〜12のいずれかの方法。
14.(ii)において、該処理が、開いた系中で還流下に実施される、実施態様1〜12のいずれかの方法。
15.(ii)が、該脱ホウ素処理B−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜14のいずれかの方法。
16.(ii)が、該脱ホウ素処理B−MWWの噴霧乾燥を含んでなる、実施態様15の方法。
17.該乾燥が、1〜30h、好ましくは14〜18hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様15の方法。
18.(ii)が、分離され、かつ好ましくは乾燥された脱ホウ素処理B−MWWのか焼を含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは600〜700℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜17のいずれかの方法。
19.該脱ホウ素処理B−MWWが、多くとも0.01:1の、好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内の、モル比B23:SiO2を有する、実施態様1〜18のいずれかの方法。
20.(iii.1)において使用されるテンプレート化合物が、ピペリジンである、実施態様1〜19のいずれかの方法。
21.該スズ源が、SnCl4、酢酸Sn(IV)、Sn(IV)−t−ブトキシド、SnBr4、SnCl4、SnF4、Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジクロリド;Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジブロミド、酢酸Sn(II)、Sn(II)アセチルアセトナート、クエン酸Sn(II)、SnCl2、SnF2、SnI2、SnSO4及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、その際に該スズ源は好ましくは、Sn(IV)−t−ブトキシドである、実施態様1〜20のいずれかの方法。
21.(iii.1)における合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比が、0.001:1〜0.015:1、好ましくは0.001:1〜0.010:1、より好ましくは0.001:1〜0.0075:1、より好ましくは0.001:1〜0.005:1の範囲内である、実施態様1〜20のいずれかの方法。
22.(iii.1)における合成混合物中で、該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比が、1.0:1〜2.0:1、好ましくは1.2:1〜1.8:1、より好ましくは1.4:1〜1.6:1の範囲内である、実施態様1〜21のいずれかの方法。
23.(iii.1)における合成混合物中で、H2O対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比が、10:1〜20:1、好ましくは12:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である、実施態様1〜22のいずれかの方法。
24.(iii.2)による水熱合成が、80〜250℃、好ましくは120〜200℃、より好ましくは160〜180℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜23のいずれかの方法。
25.(iii.2)による水熱合成が、20〜200h、より好ましくは60〜160h、より好ましくは110〜125hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様1〜24のいずれかの方法。
26.(iii.3)が、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜25のいずれかの方法。
27.(iii.3)が、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の噴霧乾燥を含んでなる、実施態様26の方法。
28.該乾燥が、1〜30h、好ましくは6〜24h、より好ましくは14〜18hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様26の方法。
29.(iii.3)においてかつ(iv)の前に、分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料はか焼されない、実施態様1〜28のいずれかの方法。
30.(iv)において、該水溶液が、有機酸、好ましくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、メタンスルホン酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるもの、及び/又は無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸、硝酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものを含んでなり、その際に該無機酸はより好ましくは、硝酸である、実施態様1〜29のいずれかの方法。
31.(iv)において、該水溶液が、0〜5、好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2の範囲内のpHを有する、実施態様1〜30のいずれかの方法。
32.(iv)において、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料が該水溶液で、50〜175℃、好ましくは70〜125℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で、処理される、実施態様1〜31のいずれかの方法。
33.(iv)において、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料が該水溶液で、1〜40h、より好ましくは12〜24h、より好ましくは18〜22hの範囲内の期間にわたって、処理される、実施態様1〜32のいずれかの方法。
34.(iv)において、該水溶液対MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の質量比が、10:1〜50:1、好ましくは20:1〜40:1、より好ましくは25:1〜35:1の範囲内である、実施態様1〜33のいずれかの方法。
35.(iv)において、該処理が、閉じた系中で自生圧下で実施される、実施態様1〜34のいずれかの方法。
36.(ii)において、該処理が、開いた系中で還流下に実施される、実施態様1〜34のいずれかの方法。
37.元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として、(iv)から得られたSn−MWWのスズ含有量が、0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.2〜1.5質量%、より好ましくは0.3〜1.2質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%の範囲内である、実施態様1〜36のいずれかの方法。
38.(iv)が、該Sn−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜130℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜37のいずれかの方法。
39.(iv)が、該Sn−MWWの噴霧乾燥を含んでなる、実施態様38の方法。
40.該乾燥が、1〜20h、好ましくは4〜16h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様38の方法。
41.(iv)が、好ましくは分離され、かつ好ましくは乾燥されたSn−MWWのか焼を含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは450〜700℃、より好ましくは500〜600℃の範囲内の温度で実施される、実施態様1〜40のいずれかの方法。
42.該か焼が、1〜20h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される、実施態様41の方法。
43.更に、
(v) (iv)から得られたSn−MWWを含んでなる成形可能な混合物を製造する工程、その際に該成形可能な混合物は任意に、バインダー又はバインダー前駆体、好ましくはシリカバインダー又はシリカバインダー前駆体を含んでなり;
(vi) (v)から得られた混合物を成形にして、該Sn−MWWを含有する成形物を得る工程;
(vii)任意に、(v)において得られた成形物を乾燥及び/又はか焼する工程
を含んでなる、実施態様1〜42のいずれかの方法。
44.(vi)において、該成形可能な混合物が、押出により成形される、実施態様43の方法。
45.MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)であって、
元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のスズ含有量を有し、かつ(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピーク、好ましくは(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.1±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.9±0.1)°の2θ回折角でのピークとを含んでなるX線回折図形を有する、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)。
46.該ゼオライト材料が、元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として、0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.2〜1.5質量%、より好ましくは0.3〜1.2質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%の範囲内のスズ含有量を有する、実施態様45のゼオライト材料。
47.(6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有する、実施態様45又は46のゼオライト材料。
48.XRDにより測定されるcパラメーターが(27.1±0.2)Åである、実施態様45〜47のいずれかのゼオライト材料。
49.該Sn−MWWのMWW型骨格構造が、SiO2及びB23を含んでなり、かつモル比B23:SiO2が、多くとも0.01:1であり、好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内である、実施態様45〜48のいずれかのゼオライト材料。
50.該Sn−MWWのMWW型骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%が、SiO2及びB23及び任意にSnからなる、実施態様45〜49のいずれかのゼオライト材料。
51.DIN 66131に従い測定して、300〜600m2/g、好ましくは350〜550m2/gの範囲内のBET表面積を有する、実施態様45〜50のいずれかのゼオライト材料。
52.DIN 66131に従い測定して、400〜800m2/g、好ましくは400〜750m2/gの範囲内のラングミュア表面積を有する、実施態様45〜51のいずれかのゼオライト材料。
53.実施態様1〜42のいずれかによる方法により得ることができるか又は得られた実施態様45〜52のいずれかのゼオライト材料、又は実施態様1〜42のいずれかによる方法により得ることができるか又は得られたゼオライト材料。
54.スプレー粉末としての、実施態様45〜53のいずれかのゼオライト材料。
55.成形物中に含まれており、その際に前記成形物が好ましくは、バインダー、好ましくはシリカバインダーを付加的に含んでなる、実施態様45〜54のいずれかのゼオライト材料。
56.触媒として、好ましくは酸化反応における触媒として、より好ましくはバイヤー−ビリガー型酸化用の触媒としての、実施態様45〜55のいずれかによるゼオライト材料の使用。
本発明は、以下の例及び比較例により更に説明される。
例1:新規なSn−MWWの製造
(i)B−MWWの製造
脱イオン水480kgを容器中に準備した。70rpm(毎分回転数)で撹拌しながら、ホウ酸166kgを該水中に室温で懸濁させた。該懸濁液を室温で更に3h撹拌した。その後に、ピペリジン278kgを添加し、該混合物を、更に1時間撹拌した。生じた溶液に、Ludox(登録商標) AS-40 400kgを添加し、生じた混合物を70rpmで室温で更に1時間撹拌した。最終的に得られた混合物を、結晶化容器に移し、自生圧下でかつ撹拌しながら(50rpm)5h以内に170℃に加熱した。170℃の温度を、120hにわたって本質的に一定に維持した。この120hの間に、該混合物を50rpmで撹拌した。その後に、該混合物を50〜60℃の温度に冷却した。B−MWW前駆体を含有する水性懸濁液は、pH感応電極を用いる測定により決定して11.3のpHを有していた。前記懸濁液から、該B−MWW前駆体を、ろ過により分離した。そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が700μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。こうして得られたろ過ケークを、次の噴霧乾燥条件でのスプレー塔中で噴霧乾燥させた:
乾燥ガス、ノズルガス:工業用窒素
乾燥ガスの温度:
・スプレー塔(入口)の温度:235℃
・スプレー塔(出口)の温度:140℃
ノズル:
・トップコンポーネントノズル 供給者Gerig;サイズ0
・ノズルガス温度:室温
・ノズルガス圧力:1バール
運転モード:窒素ストレート
使用される装置:1個のノズルを有するスプレー塔
構成:スプレー塔−フィルター−スクラバー
ガス流量:1500kg/h
フィルター材料:Nomex(登録商標) ニードルフェルト20m2
フレキシブルチューブポンプによる送液:SP VF 15(供給者:Verder)。
該スプレー塔は、2650mmの長さ、1200mmの直径を有し、垂直に配置されたシリンダーから構成されており、該シリンダーは、底部で円錐状に細くなっていた。該円錐の長さは600mmであった。該シリンダーの頭部に、その噴霧手段(二成分ノズル)を配置した。噴霧乾燥させた材料を、該乾燥ガスから、該スプレー塔の下流のフィルター中で分離し、該乾燥ガスは次いで、スクラバーを通過した。前記懸濁液は、該ノズルの中心孔を通過し、かつ該ノズルガスは、該孔を囲む環状スリットを通過した。
噴霧乾燥させた材料を次いで、600℃で10hか焼させた。か焼させた材料は、0.06:1のモル比B23:SiO2を有していた。
(ii)脱ホウ素処理
脱イオン水9kg及び例1(i)により得られた、か焼させたゼオライト材料600gを、100℃で250rpmで撹拌しながら10h還流させた。生じた脱ホウ素処理ゼオライト材料を、該懸濁液からろ過により分離し、室温で脱イオン水4lで洗浄した。該ろ過後に、該ろ過ケークを120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたMWW骨格構造を有するゼオライト材料は、0.0020:1のB23:SiO2モル比を有していた。
(iii)Snの組込み
脱イオン水776.25gをガラスビーカー中に準備し、ピペリジン280gを撹拌しながら添加し、更に20分間撹拌した。別個に、グローブボックス中で、スズ(IV)−t−ブトキシド5gを、窒素雰囲気下にピペリジン95g中に溶解させた。該混合物を、該水性ピペリジン懸濁液に添加し、更に10分間撹拌した。例1(ii)により得られたゼオライト材料172.4gを、該混合物に添加し、室温で1h撹拌した(200rpm)。得られた懸濁液を、次いでオートクレーブ中に充填した。該混合物を、撹拌しながら(100rpm)、170℃の温度で120h処理した。
その後、該オートクレーブを室温に冷却し、生じたゼオライト材料を、該懸濁液から室温でのろ過により分離し、その洗浄水が300μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたゼオライト材料は、37質量%のSi含有量及び0.68質量%のSn含有量を有していた。
(iv)酸処理
例1(iii)により得られたゼオライト材料170gを丸底フラスコ中に準備し、0〜1の範囲内のpHを有する30質量%HNO3水溶液5.1kgを添加した。該混合物を、100℃の温度で20hの期間にわたって撹拌した(200rpm)。該懸濁液をろ過し、そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が約7のpHを有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。得られたゼオライト材料を、120℃で16h乾燥させ、550℃への加熱(毎分2℃)及びその後の550℃で10hの加熱により、か焼させた。
乾燥させ、かつか焼させたゼオライト材料は、43.5質量%のSi含有量及び0.78質量%のSn含有量及びXRDにより測定して27.069Åのcパラメーターを有していた。更に、該ゼオライト材料は、DIN 66131に従い測定して475m2/gのBET表面積、DIN 66131に従い測定して657m2/gのラングミュア表面積及び189.42m2/gの全細孔面積を有していた。更に、得られたゼオライト材料は、(6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有していた。
例1の結果
本発明によれば、スズ含有ゼオライト材料を、例1において、脱ホウ素処理と、Snの組込み及びその後の酸性溶液での処理との組合せにより製造し、その際にSn対Siのモル比は、最終的に得られたSn−MWWが、多くとも2質量%のスズ含有量を有するように選択された。この組合せは、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)をもたらし、その際に該X線回折図形は、(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなり、これは、該スズ含有ゼオライト材料の層の間でより大きい層間距離を示す。この層間距離は、該骨格構造の格子パラメーターcにより表現され、これは27.069Åの値を有する。
例2:新規なSn−MWWの製造
(i)B−MWWの製造
脱イオン水470.4kgを容器中に準備した。70rpm(毎分回転数)で撹拌しながら、ホウ酸162.5kgを、該水中に室温で懸濁させた。該懸濁液を室温で更に3h撹拌した。その後に、ピペリジン272.5kgを添加し、該混合物を更に1時間撹拌した。生じた溶液に、Ludox(登録商標) AS-40 492kgを添加し、生じた混合物を70rpmで室温で更に1時間撹拌した。最終的に得られた混合物を、結晶化容器に移し、自生圧下でかつ撹拌しながら(50rpm)5h以内に170℃に加熱した。170℃の温度を、120hにわたって本質的に一定に維持した。この120hの間に、該混合物を50rpmで撹拌した。その後に、該混合物を50〜60℃の温度に冷却した。B−MWW前駆体を含有する水性懸濁液は、pH感応電極を用いる測定により決定して11.3のpHを有していた。前記懸濁液から、該B−MWW前駆体を、ろ過により分離した。そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が500μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。こうして得られたろ過ケークを、次の噴霧乾燥条件でのスプレー塔中で噴霧乾燥させた:
乾燥ガス、ノズルガス:工業用窒素
乾燥ガスの温度:
・スプレー塔(入口)の温度:235℃
・スプレー塔(出口)の温度:140℃
ノズル:
・トップコンポーネントノズル 供給者Gerig;サイズ0
・ノズルガス温度:室温
・ノズルガス圧力:1バール
運転モード:窒素ストレート
使用される装置:1個のノズルを有するスプレー塔
構成:スプレー塔−フィルター−スクラバー
ガス流量:1500kg/h
フィルター材料:Nomex(登録商標) ニードルフェルト20m2
フレキシブルチューブポンプによる送液:SP VF 15(供給者:Verder)。
該スプレー塔は、2650mmの長さ、1200mmの直径を有し、垂直に配置されたシリンダーから構成されており、該シリンダーは、底部で円錐状に細くなっていた。該円錐の長さは600mmであった。該シリンダーの頭部に、その噴霧手段(二成分ノズル)を配置した。噴霧乾燥させた材料を、該乾燥ガスから、該スプレー塔の下流のフィルター中で分離し、該乾燥ガスは次いで、スクラバーを通過した。該懸濁液は、該ノズルの中心孔を通過し、かつ該ノズルガスは、該孔を囲む環状スリットを通過した。
噴霧乾燥させた材料を次いで、600℃で10hか焼させた。か焼させた材料は、0.04:1のモル比B23:SiO2を有していた。
(ii)脱ホウ素処理
脱イオン水360kg及びか焼させた材料12kgを、100℃で70rpmで撹拌しながら20h還流させた。生じた脱ホウ素処理ゼオライト材料を、該懸濁液からろ過により分離し、室温で脱イオン水240lで洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で48h乾燥させた。
乾燥させたMWW骨格構造を有するゼオライト材料は、0.0015:1のB23:SiO2モル比を有していた。
(iii)Snの組込み
脱イオン水675gをガラスビーカー中に準備し、ピペリジン226.1gを撹拌しながら添加し、更に20分間撹拌した。別個に、グローブボックス中で、スズ(IV)−t−ブトキシド4.35gを、窒素雰囲気下にピペリジン100g中に溶解させた。該混合物を、該水性ピペリジン懸濁液に添加し、更に10分間撹拌した。例1(ii)により得られたゼオライト材料150gを、該混合物に添加し、室温で1h撹拌した(200rpm)。得られた懸濁液を、次いでオートクレーブ中に充填した。該混合物を、撹拌しながら(100rpm)、170℃の温度で120h処理した。
その後、該オートクレーブを室温に冷却し、生じたゼオライト材料を、該懸濁液から室温でのろ過により分離し、その洗浄水が300μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたゼオライト材料は、43質量%のSi含有量及び0.75質量%のSn含有量を有していた。
(iv)酸処理
例1(iii)により得られたゼオライト材料150gを丸底フラスコ中に準備し、0〜1の範囲内のpHを有する30質量%HNO3水溶液4.5kgを添加した。該混合物を、100℃の温度で20hの期間にわたって撹拌した(200rpm)。該懸濁液をろ過し、そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が約7のpHを有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。得られたゼオライト材料を、120℃で16h乾燥させ、550℃への加熱(毎分2℃)及びその後の550℃で10hの加熱により、か焼させた。
乾燥させ、かつか焼させたゼオライト材料は、43質量%のSi含有量及び0.75質量%のSn含有量及びXRDにより測定して26.92Åのcパラメーターを有していた。更に、該ゼオライト材料は、DIN 66131に従い測定して462m2/gのBET表面積、DIN 66131に従い測定して642m2/gのラングミュア表面積及び76.72m2/gの全細孔面積を有していた。更に、得られたゼオライト材料は、(6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有していた。
例2の結果
例1のように、例2も、本発明の方法、すなわち、脱ホウ素処理と、Sn対Siのモル比が、最終的に得られたSn−MWWが2質量%より低いスズ含有量を有するように選択されたSnの組込み及びその後の酸性溶液での処理との組合せが、その骨格構造の格子パラメーターcにより与えられる大きい層間距離を有し、このパラメーターcが26.92Åの値を有するMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)をもたらすことを示している。
比較例1:従来のSn−MWWの製造
(i)B−MWWの製造
脱イオン水470.4kgを容器中に準備した。70rpm(毎分回転数)で撹拌しながら、ホウ酸162.5kgを、該水中に室温で懸濁させた。該懸濁液を室温で更に3h撹拌した。その後に、ピペリジン272.5kgを添加し、該混合物を更に1時間撹拌した。生じた溶液に、Ludox(登録商標) AS-40 492kgを添加し、生じた混合物を70rpmで室温で更に1時間撹拌した。最終的に得られた混合物を、結晶化容器に移し、自生圧下でかつ撹拌しながら(50rpm)5h以内に170℃に加熱した。170℃の温度を、120hにわたって本質的に一定に維持した。この120hの間に、該混合物を50rpmで撹拌した。その後に、該混合物を50〜60℃の温度に冷却した。B−MWW前駆体を含有する該水性懸濁液は、pH感応電極を用いる測定により決定して11.3のpHを有していた。前記懸濁液から、該B−MWW前駆体を、ろ過により分離した。そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が500μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。こうして得られたろ過ケークを、次の噴霧乾燥条件でのスプレー塔中で噴霧乾燥させた:
乾燥ガス、ノズルガス:工業用窒素
乾燥ガスの温度:
・スプレー塔(入口)の温度:235℃
・スプレー塔(出口)の温度:140℃
ノズル:
・トップコンポーネントノズル 供給者Gerig;サイズ0
・ノズルガス温度:室温
・ノズルガス圧力:1バール
運転モード:窒素ストレート
使用される装置:1個のノズルを有するスプレー塔
構成:スプレー塔−フィルター−スクラバー
ガス流量:1500kg/h
フィルター材料:Nomex(登録商標) ニードルフェルト20m2
フレキシブルチューブポンプによる送液:SP VF 15(供給者:Verder)。
該スプレー塔は、2650mmの長さ、1200mmの直径を有し、垂直に配置されたシリンダーから構成されており、該シリンダーは、底部で円錐状に細くなっていた。該円錐の長さは600mmであった。該シリンダーの頭部に、その噴霧手段(二成分ノズル)を配置した。噴霧乾燥させた材料を、該乾燥ガスから、該スプレー塔の下流のフィルター中で分離し、該乾燥ガスは次いで、スクラバーを通過した。該懸濁液は、該ノズルの中心孔を通過し、かつ該ノズルガスは、該孔を囲む環状スリットを通過した。
噴霧乾燥させた材料を次いで、600℃で10hか焼させた。か焼させた材料は、0.04:1のモル比B23:SiO2を有していた。
(ii)脱ホウ素処理
脱イオン水360kg及びか焼させた材料12kgを、100℃で70rpmで撹拌しながら20h還流させた。生じた脱ホウ素処理ゼオライト材料を、該懸濁液からろ過により分離し、室温で脱イオン水240lで洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で48h乾燥させた。
乾燥させたMWW骨格構造を有するゼオライト材料は、0.0015:1のB23:SiO2モル比を有していた。
(iii)Snの組込み
脱イオン水675gをガラスビーカー中に準備し、ピペリジン226.1gを撹拌しながら添加し、更に20分間撹拌した。別個に、グローブボックス中で、スズ(IV)−t−ブトキシド11.69gを、窒素雰囲気下でピペリジン100g中に溶解させた。該混合物を、該水性ピペリジン懸濁液に添加し、更に10分間撹拌した。例1(ii)により得られたゼオライト材料150gを、該混合物に添加し、室温で1h撹拌した(200rpm)。得られた懸濁液を、次いでオートクレーブ中に充填した。該混合物を、170℃の温度で撹拌しながら(100rpm)120h処理した。
その後、該オートクレーブを室温に冷却し、生じたゼオライト材料を、該懸濁液から室温でのろ過により分離し、その洗浄水が300μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたゼオライト材料は、42質量%のSi含有量及び2.1質量%のSn含有量を有していた。
(iv)酸処理
比較例2(iii)により得られたゼオライト材料150gを、丸底フラスコ中に準備し、0〜1の範囲内のpHを有する30質量%HNO3水溶液4.5kgを添加した。該混合物を、100℃の温度で20hの期間にわたって撹拌した(200rpm)。該懸濁液をろ過し、そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が約7のpHを有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。得られたゼオライト材料を、120℃で16h乾燥させ、550℃への加熱(毎分2℃)及びその後の550℃で10hの加熱により、か焼させた。
乾燥させ、かつか焼させたゼオライト材料は、42質量%のSi含有量及び2.1質量%のSn含有量及びXRDにより測定して26.64Åのcパラメーターを有していた。更に、該ゼオライト材料は、DIN 66131に従い測定して456m2/gのBET表面積、DIN 66131に従い測定して634m2/gのラングミュア表面積及び84.48m2/gの全細孔面積を有していた。更に、得られたゼオライト材料は、(7.2±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.9±0.1)°、(12.9±0.1)°(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.9±0.1)°、(19.2±0.1)°、(20.2±0.1)°、(21.7±0.1)°、(22.0±0.1)°、(23.7±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(27.0±0.1)°、(28.5±0.1)°、(29.2±0.1)°、(31.7±0.1)°、(33.4±0.1)°、(36.5±0.1)°、(37.2±0.1)°、(38.0±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有していた。
比較例1の結果
比較例1において、MWW骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を製造し、その際に該ゼオライト材料は2.1質量%のスズ含有量を有していた。その層間距離は、該骨格構造の格子パラメーターcにより与えられ、これは26.64Åの値を有していた。本発明による方法により得られたスズ含有ゼオライト材料と比べて、該格子パラメーターcは、有意により低い。該X線回折図形に関する限り、本発明による新規なSn−MWWのX線回折図形とは異なり、(6.6±0.1)°の2θ角で、ピークは存在しない。
例3:バイヤー−ビリガー酸化における触媒としての新規なSn−MWWの使用
ガラス容器に、シクロヘキサノン1.5g、アセトニトリル45g及び例1により得られたゼオライト材料1.6gを装入した。該混合物を還流に加熱した(95℃)。H22 0.5gの水溶液(70質量%)を添加し、その反応混合物を4h撹拌した。室温に冷却した後に、該溶液をろ過し、該触媒をジオキサン50mLで洗浄した。
例3の結果
例3において、42%のシクロヘキサノン転化率が、例1(iv)により得られたゼオライト材料の使用により達成された。更に、該酸化反応の生成物、すなわちε−カプロラクトンへの選択率は、50%であった。
比較例2:比較例1から得られたゼオライト材料の使用によるバイヤー−ビリガー酸化
ガラス容器に、シクロヘキサノン1.5g、アセトニトリル45g及び比較例1により得られたゼオライト材料0.6gを装入した。該混合物を還流に加熱した(95℃)。H22 0.5gの水溶液(70質量%)を添加し、その反応混合物を4h撹拌した。室温に冷却した後に、該溶液をろ過し、かつ該触媒をジオキサン50mLで洗浄した。
比較例2の結果
例3.3において、22%のシクロヘキサノン転化率が、例1(iii)により得られたゼオライト材料の使用により達成された。更に、該酸化反応の生成物、すなわちε−カプロラクトンへの選択率は、37%であった。
例3及び比較例2の結果の要約及び比較
以下の第1表に示されるように、比較例1によるゼオライト材料、すなわち、MWW骨格構造を有する従来のスズ含有ゼオライト材料を用いて、(6.6±0.1)の2θ回折角でのピークを示さないXRD回折図形、22%のシクロヘキサノン転化率及び37%の該シクロヘキサノンに対するε−カプロラクトンの選択率が、得られた。
新規なSn−MWW材料を用いる場合に、(6.6±0.1)の2θ回折角でのピークを示し、ゆえに、従来の材料に比べてより大きい層間距離を示すXRD回折図形、シクロヘキサノン転化率(42%)の約90%の有意な増加並びに選択率(50%)の約35%の有意な増加が観察された。
第1表
Figure 2015534937
例4:新規なSn−MWWの製造
(i)上記の例1のとおり
(ii)上記の例1のとおり
(iii)Snの組込み
脱イオン水776.25gをガラスビーカー中に準備し、ピペリジン375gを撹拌しながら添加した。この懸濁液に、Sn(OAc)2(酢酸Sn(II))1.45gを添加し、該懸濁液を更に10分間撹拌した。例1(ii)により得られたゼオライト材料172.4gを該混合物に添加し、室温で20分間撹拌した(200rpm)。得られた懸濁液を、次いでオートクレーブ中に充填した。該混合物を、撹拌しながら(100rpm)、170℃の温度で48h処理した。
その後、該オートクレーブを室温に冷却し、生じたゼオライト材料を、該懸濁液から室温でのろ過により分離し、その洗浄水が200μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたゼオライト材料は、40質量%のSi含有量及び0.42質量%のSn含有量を有していた。
(iv)酸処理
例4(iii)により得られたゼオライト材料173.4gを丸底フラスコ中に準備し、0〜1の範囲内のpHを有する30質量%HNO3水溶液5202gを添加した。該混合物を、還流下に100℃の温度で20hの期間にわたって撹拌した(200rpm)。該懸濁液をろ過し、該ろ過ケークを次いで、その洗浄水が約7のpHを有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。得られたゼオライト材料を、120℃で16h乾燥させ、550℃への加熱(毎分2℃)及びその後の550℃で10hの加熱により、か焼させた。
乾燥させ、かつか焼させたゼオライト材料は、47質量%のSi含有量及び0.46質量%のSn含有量及びXRDにより測定して26.91Åのcパラメーターを有していた。更に、該ゼオライト材料は、DIN 66131に従い測定して520m2/gのBET表面積及びDIN 66131に従い測定して713m2/gのラングミュア表面積を有していた。更に、得られたゼオライト材料は、(6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°,(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有していた。
例4の結果
例1及び2のように、例4も、本発明の方法、すなわち、脱ホウ素処理と、Sn対Siのモル比が、最終的に得られたSn−MWWが2質量%より低いスズ含有量を有するように選択されたSnの組込み及びその後の酸性溶液での処理との組合せが、その骨格構造の格子パラメーターcにより与えられる大きい層間距離を有し、このパラメーターcが26.91Åの値を有するMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)をもたらすことを示している。
溶剤としての1,2−ジクロロエタン中でのε−カプロラクトンへのシクロヘキサノンのバイヤー−ビリガー酸化における例4の材料の試験
100mlガラスフラスコ容器に、シクロヘキサノン1.5g、0.46質量%のSn含有量を有する参考例2により得られたゼオライト材料1.2g及びジクロロエタン45gを装入した。該混合物を還流に加熱した(95℃)。H22 0.5gの水溶液(70質量%)を添加し、その反応混合物を4h撹拌した。室温に冷却した後に、該溶液をろ過し、内標準としてジ−n−ブチルエーテルを用いる定量GC分析により分析した。ε−カプロラクトンが得られ、その際にシクロヘキサノンを基準としたε−カプロラクトンへの54%の選択率が達成された。
例5:新規なSn−MWWの製造及び成形物の製造
(i)B−MWWの製造
脱イオン水480kgを容器中に準備した。70rpm(毎分回転数)で撹拌しながら、ホウ酸166kgを、該水中に室温で懸濁させた。該懸濁液を室温で更に3h撹拌した。その後に、ピペリジン278kgを添加し、該混合物を更に1時間撹拌した。生じた溶液に、Ludox(登録商標) AS-40 400kgを添加し、生じた混合物を、70rpmで室温で更に1時間撹拌した。最終的に得られた混合物を、結晶化容器に移し、自生圧下でかつ撹拌しながら(50rpm)5h以内に170℃に加熱した。170℃の温度を、120hにわたって本質的に一定に維持した。この120hの間に、該混合物を50rpmで撹拌した。その後に、該混合物を50〜60℃の温度に冷却した。B−MWWを含有する該水性懸濁液は、pH感応電極を用いる測定により決定して11.3のpHを有していた。前記懸濁液から、該B−MWWを、ろ過により分離した。そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が500μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。こうして得られたろ過ケークを、次の噴霧乾燥条件でのスプレー塔中で噴霧乾燥させた:
乾燥ガス、ノズルガス:工業用窒素
乾燥ガスの温度:
・スプレー塔(入口)の温度:235℃
・スプレー塔(出口)の温度:140℃
ノズル:
・トップコンポーネントノズル 供給者Gerig;サイズ0
・ノズルガス温度:室温
・ノズルガス圧力:1バール
運転モード:窒素ストレート
使用される装置:1個のノズルを有するスプレー塔
構成:スプレー塔−フィルター−スクラバー
ガス流量:1500kg/h
フィルター材料:Nomex(登録商標) ニードルフェルト20m2
フレキシブルチューブポンプによる送液:SP VF 15(供給者:Verder)。
該スプレー塔は、2650mmの長さ、1200mmの直径を有し、垂直に配置されたシリンダーから構成されており、該シリンダーは、底部で円錐状に細くなっていた。該円錐の長さは600mmであった。該シリンダーの頭部に、その噴霧手段(二成分ノズル)を配置した。噴霧乾燥させた材料を、該乾燥ガスから、該スプレー塔の下流のフィルター中で分離し、かつ該乾燥ガスは次いで、スクラバーを通過した。該懸濁液は、該ノズルの中心孔を通過し、かつ該ノズルガスは、該孔を囲む環状スリットを通過した。
噴霧乾燥させた材料を次いで、回転炉中で向流で(0.8〜1kg/h)、650℃でか焼させた。か焼させた材料は、1.4質量%のB含有量、43質量%のSi含有量及び0.1質量%未満のTOCを有していた。該材料は、DIN 66131に従い測定して468m2/gのBET比表面積を有していた。
(ii)脱ホウ素処理
脱イオン水1590kg及び(i)から得られたか焼させた材料106kgを、100℃で70rpmで撹拌しながら10h還流させた。生じた脱ホウ素処理ゼオライト材料を、該懸濁液からろ過により分離し、室温で脱イオン水150lで4回洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたMWW骨格構造を有するゼオライト材料は、0.04質量%のB含有量、42質量%のSi含有量及びDIN 66131に従い測定して462m2/gのBET比表面積を有していた。
(iii)Snの組込み
脱イオン水776.25gをガラスビーカー中に準備し、ピペリジン375gを、撹拌しながら添加した。この懸濁液に、ピペリジン25g中に予め溶解させたSn(IV)ブトキシド2.5gを添加し、該懸濁液を更に10分間撹拌した。上記の(ii)により得られた脱ホウ素処理ゼオライト材料172.4gを、該混合物に添加し、室温で60分間撹拌した(200rpm)。得られた懸濁液を、次いでオートクレーブ中に充填した。該混合物を、撹拌しながら(100rpm)、170℃の温度で120h処理した。その後、該オートクレーブを室温に冷却し、生じたゼオライト材料を、該懸濁液から室温でのろ過により分離し、その洗浄水が200μS/cm未満の導電率を有するまで、脱イオン水で洗浄した。該ろ過後に、そのろ過ケークを、120℃の温度で16h乾燥させた。
乾燥させたゼオライト材料は、40質量%のSi含有量及び0.42質量%のSn含有量を有していた。
(iv)酸処理
上記の(iii)から得られたスズ含有ゼオライト材料174gを、丸底フラスコ中に準備し、0〜1の範囲内のpHを有する30質量%HNO3水溶液5220kgを添加した。該混合物を、100℃の温度で20hの期間にわたって撹拌した(200rpm)。該懸濁液をろ過し、そのろ過ケークを次いで、その洗浄水が約7のpHを有するまで、脱イオン水で室温で洗浄した。得られたゼオライト材料を、120℃で16h乾燥させ、550℃への加熱(2K/分)及びその後の550℃で10hの加熱により、か焼させた。
乾燥させ、かつか焼させたゼオライト材料は、49質量%のSi含有量及び0.46質量%のSn含有量及びXRDにより測定して27.1Åのcパラメーターを有していた。更に、該ゼオライト材料は、DIN 66131に従い測定して521m2/gのBET表面積、DIN 66131に従い測定して695m2/gのラングミュア表面積を有していた。
(v)成形物の製造
(iv)から得られたか焼させたゼオライト材料140g及びWalocel 8.4gを、エッジミル中で5分間混練した。混練中に、Ludox(登録商標) AS-40 82.6gを連続的に添加した。10分後に、脱イオン水150mlの添加を開始した。更に30分後に、その混練物を、脱イオン水30mlの添加により調節した。50分の全混練時間後に、該混練物は押し出し可能であり、かつ該混練物を、100〜150バールの圧力で1分にわたって押し出した。得られたストランドを、オーブン中で120℃で8h乾燥させ、500℃で5hか焼させた。1.7mmの直径を有する白色ストランド137.2gが得られた。
前記ストランドの形態の乾燥させ、かつか焼させた材料は、46質量%のSi含有量、0.41質量%のSn含有量及び0.01質量%のTOCを有していた。更に、該ストランドは、DIN 66131に従い測定して412m2/gのBET表面積及びHg圧入法により測定して0.91ml/gの細孔容積を有していた。
溶剤としてのアセトニトリル中でのε−カプロラクトンへのシクロヘキサノンのバイヤー−ビリガー酸化における例5の成形した材料の試験
サーモスタット調温用のジャケットを備えた管形反応器(長さ:1.4m、内径:7mm)に、1.7mmの直径を有するストランドの形態の上記の(v)から得られた触媒15gを装入した。残りの反応器容積を、不活性材料で充填した(ステアタイト球、直径が2mm、該反応器の下端部で約5cmの高さまで及び該反応器の上端部で残部)。該反応器を、熱媒体である水とエチレングリコールとの混合物を該ジャケットに流すことにより、サーモスタット調温した。該熱媒体を、該ジャケットの下端部で供給して、並流モードで該反応器内容物に流した。該ジャケットの入口での該熱媒体の温度が、その反応温度として定義される。該熱媒体の流量を、入口温度と出口温度との差が多くとも1Kであるように調節した。該反応器中の圧力を、適した圧力制御弁により制御し、20バール(絶対)で一定に維持した。
その反応器フィード流を、計量供給ポンプを使用することにより計量供給した。該流は、アセトニトリル(93.6質量%)、シクロヘキサノン(2.5質量%)、40質量%の濃度を有する過酸化水素水溶液(3.9質量%)の混合物からなっていた(流量:40g/h)。使用された条件下で、該フィードは液体であり、かつ唯一の液相が存在していた。
この実験を連続法で実施した。ランの開始時に(t=0は、計量供給ポンプを始動した時として定義される)、その反応温度を90℃に調節した。ある期間の後に(通常、操作中に4時間以内)、定常状態に達した。該圧力制御弁の後の反応器流出液を捕集し、秤量し、内標準としてジ−n−ブチルエーテルを用いるGCにより分析した。
ε−カプロラクトンが得られ、その際にシクロヘキサノンを基準としてε−カプロラクトンへの40%の選択率が達成された。
引用した文献
・US 5,968,473
・US 6,306,364
・US 7,326,401 B2
・WO03/074422 A1
・Microporous and Mesoporous Materials 165 (2013), pp. 210-218
・Nature 412 (2001), pp. 423-425
・Journal of Catalysis 234 (2005), pp. 96-100

Claims (30)

  1. MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を製造する方法であって、
    (i)SiO2及びB23を含んでなるMWW骨格構造を有するホウ素含有ゼオライト材料(B−MWW)を準備する工程;
    (ii) (i)において準備されたB−MWWを、5.5〜8の範囲内のpHを有する液体溶剤系で処理することにより、該B−MWWを脱ホウ素処理する工程;
    (iii)以下の工程を含んでなる方法により、Snを、(ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWW中へ組み込む工程:
    (iii.1) (ii)から得られた脱ホウ素処理B−MWWと、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものと、スズ源とを含有する水性合成混合物を製造する工程、その際に該合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、多くとも0.015:1であり;
    (iii.2) (iii.1)から得られた合成混合物から、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を水熱合成して、それにより、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料をその母液中に得る工程;
    (iii.3) (iii.2)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、その母液から分離する工程;
    (iv) (iii)から得られたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料を、多くとも5のpHを有する水溶液で処理して、それにより、元素として計算し、かつSn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のSn含有量を有する該Sn−MWWを得る工程、及び任意に、該Sn−MWWを該水溶液から分離する工程
    を含んでなる、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)を製造する方法。
  2. (i)において、該B−MWWを、以下の工程:
    (a)B−MWW前駆体を、ケイ素源、好ましくはアンモニア安定化コロイダルシリカと、ホウ素源、好ましくはホウ酸と、MWWテンプレート化合物、好ましくはピペリジン、ヘキサメチレンイミン、N,N,N,N’,N’,N’−ヘキサメチル−1,5−ペンタンジアンモニウムイオン、1,4−ビス(N−メチルピロリジニウム)ブタン、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘプチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものとを含有する水性合成混合物から水熱合成して、該B−MWW前駆体をその母液中に得る工程;
    (b)該B−MWW前駆体を、その母液から分離し、好ましくは該B−MWW前駆体の乾燥を含んでなる工程、その際に該乾燥は、好ましくは100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される、
    を含んでなる方法により準備し、
    その際に(a)における合成混合物中で、
    B(B23として計算し、かつ該ホウ素源中に含まれる)対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.4:1〜0.6:1、より好ましくは0.45:1〜0.55:1、より好ましくは0.47:1〜0.52:1の範囲内であり;
    該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、0.8:1〜1.7:1、より好ましくは1.0:1〜1.5:1、より好ましくは1.1:1〜1.3:1の範囲内であり;かつ
    2O対Si(SiO2として計算し、かつ該Si源中に含まれる)のモル比は好ましくは、12:1〜20:1、より好ましくは13:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である、
    請求項1記載の方法。
  3. (b)が、分離され、かつ好ましくは乾燥されたB−MWW前駆体のか焼を含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは600〜700℃の範囲内の温度で実施される、請求項2記載の方法。
  4. (i)において、該B−MWWの骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%が、B23及びSiO2からなり、かつ該B−MWWのモル比B23:SiO2が、少なくとも0.03:1であり、好ましくは、0.03:1〜0.09:1、より好ましくは0.03:1〜0.08:1、より好ましくは0.03:1〜0.07:1の範囲内である、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. (ii)において、該液体溶剤系が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、プロパン−1,2,3−トリオール及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、好ましくは水であり、その際に好ましくは、該液体溶剤系は、無機酸又は有機酸又はそれらの塩を含有しない、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. (ii)において、該液体溶剤系対B−MWWの質量比は、40:1〜5:1、好ましくは30:1〜10:1、より好ましくは20:1〜10:1の範囲内であり、該処理が、50〜125℃、好ましくは90〜115℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で、かつ6〜20h、好ましくは7〜17h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. (ii)において、該処理が、閉じた系中で自生圧下で又は開いた系中で還流下に実施される、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
  8. (ii)が、該脱ホウ素処理B−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. (ii)が、分離され、かつ好ましくは乾燥された脱ホウ素処理B−MWWのか焼を含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは600〜700℃の範囲内の温度で実施される、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 該脱ホウ素処理B−MWWが、多くとも0.01:1の、好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内のモル比B23:SiO2を有する、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
  11. 該スズ源が、SnCl4、酢酸Sn(IV)、Sn(IV)−t−ブトキシド、SnBr4、SnCl4、SnF4、Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジクロリド;Sn(IV)−ビスアセチルアセトナートジブロミド、酢酸Sn(II)、Sn(II)アセチルアセトナート、クエン酸Sn(II)、SnCl2、SnF2、SnI2、SnSO4及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択され、その際に該スズ源は好ましくは、Sn(IV)−t−ブトキシドである、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
  12. (iii.1)における合成混合物中で、Sn(SnO2として計算して)対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、0.001:1〜0.015:1、好ましくは0.001:1〜0.010:1、より好ましくは0.001:1〜0.0075:1、より好ましくは0.001:1〜0.005:1の範囲内であり、
    該MWWテンプレート化合物対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、1.0:1〜2.0:1、好ましくは1.2:1〜1.8:1、より好ましくは1.4:1〜1.6:1の範囲内であり、かつ
    2O対Si(SiO2として計算し、かつ該脱ホウ素処理B−MWW中に含まれる)のモル比は、10:1〜20:1、好ましくは12:1〜18:1、より好ましくは14:1〜16:1の範囲内である、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
  13. (iii.2)による水熱合成が、80〜250℃、好ましくは120〜200℃、より好ましくは160〜180℃の範囲内の温度で、20〜200h、より好ましくは60〜160h、より好ましくは110〜125hの範囲内の期間にわたって実施される、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
  14. (iii.3)が、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜140℃の範囲内の温度で実施される、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。
  15. (iii.3)においてかつ(iv)の前に、分離され、かつ好ましくは乾燥されたMWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料はか焼されない、請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。
  16. (iv)において、該水溶液が、有機酸、好ましくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、メタンスルホン酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるもの、及び/又は無機酸、好ましくはリン酸、硫酸、塩酸、硝酸及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択されるものを含んでなり、その際に該無機酸はより好ましくは、硝酸であり、かつ該水溶液が、0〜5、好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2の範囲内のpHを有する、請求項1から15までのいずれか1項記載の方法。
  17. (iv)において、MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料が該水溶液で、50〜175℃、好ましくは70〜125℃、より好ましくは95〜105℃の範囲内の温度で、1〜40h、より好ましくは12〜24h、より好ましくは18〜22hの範囲内の期間にわたって処理される、請求項1から16までのいずれか1項記載の方法。
  18. (iv)において、該水溶液対MWW型骨格構造を有する該スズ含有ゼオライト材料の質量比が、10:1〜50:1、好ましくは20:1〜40:1、より好ましくは25:1〜35:1の範囲内である、請求項1から17までのいずれか1項記載の方法。
  19. (iv)において、該処理が、閉じた系中で自生圧下で又は開いた系中で還流下に実施される、請求項1から18までのいずれか1項記載の方法。
  20. 元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として、(iv)から得られたSn−MWWのスズ含有量が、0.1〜1.9質量%、より好ましくは1.5質量%まで、より好ましくは0.3〜1.2質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%の範囲内である、請求項1から19までのいずれか1項記載の方法。
  21. (iv)が、該Sn−MWWの乾燥を含んでなり、その際に該乾燥が好ましくは、100〜180℃、より好ましくは110〜130℃の範囲内の温度で実施され、かつ(iv)が、好ましくは分離され、かつ乾燥されたSn−MWWのか焼を好ましくは含んでなり、その際に該か焼が好ましくは、400〜800℃、より好ましくは450〜700℃、より好ましくは500〜600℃の範囲内の温度で、1〜20h、より好ましくは8〜12hの範囲内の期間にわたって実施される、請求項1から20までのいずれか1項記載の方法。
  22. 更に、
    (v) (iv)から得られたSn−MWWを含んでなる成形可能な混合物を製造する工程、その際に該成形可能な混合物は任意に、バインダー又はバインダー前駆体を含んでなり;
    (vi) (v)から得られた混合物を、好ましくは押出により、成形して、該Sn−MWWを含有する成形物を得る工程;
    (vii)任意に、(v)において得られた成形物を乾燥及び/又はか焼する工程
    を含んでなる、請求項1から21までのいずれか1項記載の方法。
  23. MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)であって、元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として多くとも2質量%のスズ含有量を有し、かつ(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピーク、好ましくは(6.6±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.1±0.1)°の2θ回折角でのピークと、(7.9±0.1)°の2θ回折角でのピークとを含んでなるX線回折図形を有する、MWW型骨格構造を有するスズ含有ゼオライト材料(Sn−MWW)。
  24. 該ゼオライト材料が、元素として計算し、かつ該Sn−MWWの質量を基準として、0.1〜1.9質量%、より好ましくは0.2〜1.5質量%、より好ましくは0.3〜1.2質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%の範囲内のスズ含有量を有する、請求項23記載のゼオライト材料。
  25. (6.6±0.1)°、(7.1±0.1)°、(7.9±0.1)°、(9.6±0.1)°、(12.8±0.1)°、(14.4±0.1)°、(14.7±0.1)°、(15.8±0.1)°、(19.3±0.1)°、(20.1±0.1)°、(21.7±0.1)°、(21.9±0.1)°、(22.6±0.1)°、(22.9±0.1)°、(23.6±0.1)°、(25.1±0.1)°、(26.1±0.1)°、(26.9±0.1)°、(28.6±0.1)°及び(29.1±0.1)°の2θ回折角でのピークを含んでなるX線回折図形を有する、請求項23又は24記載のゼオライト材料。
  26. XRDにより測定されるcパラメーターが、(27.1±0.2)Åである、請求項23から25までのいずれか1項記載のゼオライト材料。
  27. 該Sn−MWWのMWW型骨格構造が、SiO2及びB23を含んでなり、かつモル比B23:SiO2が、多くとも0.01:1であり、好ましくは0.001:1〜0.01:1、より好ましくは0.001:1〜0.003:1の範囲内であり、該Sn−MWWのMWW型骨格構造の少なくとも95質量%、好ましくは少なくとも98質量%、より好ましくは少なくとも99質量%が、SiO2及びB23及び任意にSnからなる、請求項23から26までのいずれか1項記載のゼオライト材料。
  28. 請求項1から22までのいずれか1項記載の方法により得ることができるか又は得られた、請求項23から27までのいずれか1項記載のゼオライト材料、又は請求項1から22までのいずれか1項記載の方法により得ることができるか又は得られたゼオライト材料。
  29. スプレー粉末としての、任意に成形物中に含まれており、その際に前記成形物が好ましくは、バインダーを付加的に含んでなる、請求項23から28までのいずれか1項記載のゼオライト材料。
  30. 触媒として、好ましくは酸化反応における触媒として、より好ましくはバイヤー−ビリガー型酸化用の触媒としての、請求項23から29までのいずれか1項記載のゼオライト材料の使用。
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