JP5627593B2 - モレキュラーシーブssz−83 - Google Patents
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Description
(a)(1)第1の四価元素の酸化物の少なくとも1つの供給源;(2)場合によって、三価元素、五価元素、第1の四価元素と異なる第2の四価元素及びこれらの混合物の酸化物からなる群より選択される酸化物の1つ以上の供給源;(3)フッ化物イオン;(4)1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンジカチオン及び1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンジカチオンからなる群より選択されるSDAジカチオン;並びに(5)水を含有する反応混合物を調製すること;
(b)反応混合物を、モレキュラーシーブの結晶を形成するのに十分な条件下に維持すること
による、焼成後に表6の粉末XRD線を有するモレキュラーシーブを調製する方法を含む。
[ここで、
(1)Yは、周期表の第4〜14族の四価元素及びこれらの混合物からなる群より選択され;
(2)Wは、周期表の第3〜13族の三価、五価及び四価元素、並びにこれらの混合物からなる群より選択され;
(3)化学量論変数cは、1又は2であり、cが1のとき、dは2であり(すなわち、Wは四価である)、cが2のとき、dは3又は5である(すなわち、Wが三価のとき、dは3であり、Wが五価のとき、5である);且つ
(4)Qは、1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンジカチオン及び1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンジカチオンからなる群より選択されるSDAジカチオンである]
のような、合成したままの組成物を無水状態で有するSSZ−83も提供する。
用語「活性供給源」は、反応することができ、モレキュラーシーブ構造に組み込むことができる形態の元素を供給することができる試薬又は前駆体物質を意味する。用語「供給源」及び「活性供給源」は、本明細書において交換可能に使用される。
一般に、SSZ−83は、
(a)(1)第1の四価元素の酸化物の少なくとも1つの供給源;(2)場合によって、三価元素、五価元素、第1の四価元素と異なる第2の四価元素及びこれらの混合物からなる群より選択される酸化物の1つ以上の供給源;(3)フッ化物イオン;(4)1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンジカチオン及び1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンジカチオンからなる群より選択されるSDAジカチオン;並びに(5)水を含有する反応混合物を調製すること;
(b)反応混合物を、モレキュラーシーブの結晶を形成するのに十分な条件下に維持すること
によって調製される。
[ここで、
(a)組成変数Y、W及びQは、本明細書上記に記載されたとおりであり;且つ
(b)aは、1又は2であり、aが1のとき、bは2であり(すなわち、Wは四価である)、aが2のとき、bは3又は5である(すなわち、Wが三価のとき、bは3であり、Wが五価のとき、5である)]
によって確認される。
実際には、モレキュラーシーブは、
(a)本明細書の上記に記載されている反応混合物を調製すること;且つ
(b)反応混合物を、モレキュラーシーブを形成するのに十分な結晶化条件下に維持すること
によって調製される。
本発明の方法により作製されるモレキュラーシーブは、表3に(モル比に関して)記載されているような、合成したままの組成物を無水の状態で有し、ここで組成変数Y、W及びQ、並びに化学量論変数c及びdは、本明細書上記に記載されたとおりである。
1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンジカチオンの合成
A)N−ブチルピペリジンの合成
45.0gのピペリジン(0.53mol)を150gのエチルエーテルに加えた。次に48.6gのヨードブタン(0.26mol)を滴加した。3日後、得られたピペリジンヨウ化水素酸塩を濾過により除去し、N−ブチルピペリジンをエーテル溶液から回収した。
15.0gの1,4−ジブロモブタン及び29.4gのN−ブチルピペリジンを、50mLのエタノールに加えた。次に反応混合物をテフロン(登録商標)カップに入れ、蓋をし、125mLのスチールParrオートクレーブの中に密閉した。次にオートクレーブを90℃で2日間加熱した。次にオートクレーブを取り外し、室温に冷ました。次にエタノールを回転蒸発により除去し、次に残渣を、最小限のメタノールを有する高温イソプロパノールから再結晶させた。次に再結晶生成物を真空濾過により回収した。次に21.7gの二臭化生成物を、水に溶解し、2倍過剰量のAG−1−X8水酸化物アニオン交換樹脂(Bio−Rad Laboratories、Inc.)に加え、一晩イオン交換を生じさせることによって、水酸化物交換した。次に溶液を回収し、0.1N HClで滴定して、水酸化物濃度を決定した。
(例2)
6.27gの、1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンの水酸化物溶液([OH−]=0.52mmol/g)を、タール塗布テフロン(登録商標)容器中の1.35gのテトラエチルオルトケイ酸塩(TEOS)に加えた。次に開放テフロン(登録商標)容器を換気フード内に設置して、TEOSを加水分解させ、水及び得られるエタノールを蒸発させた。
0.02gの例2の種を合成に加え、合成を170℃で8日間加熱した以外は、例2を繰り返した。得られた生成物を粉末XRDにより分析し、生成物がSSZ−83であることを示した。
0.02gの例2の種を合成に加え、最終H2O/SiO2を3.5ではなく1.75に調整した以外は、例2を繰り返した。反応を150℃で11日間進行させた。得られた生成物を粉末XRDにより分析した。粉末XRDパターンは、大部分のピークが例2において得られたピークよりも広い以外は、例2の生成物のモレキュラーシーブのXRD分析により得られたパターンと類似していた。
フッ化アンモニウムをゲルに添加することにより最終F/SiO2を1.0に増加した以外は、例2を繰り返した。反応を6日間進行させた。得られた生成物を粉末XRDにより分析し、生成物がSSZ−83であることを示した。
6.27gの、1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンの水酸化物溶液([OH−]=0.52mmol/g)を、タール塗布テフロン(登録商標)容器中の1.35gのテトラエチルオルトケイ酸塩(TEOS)に加えた。次にテフロン(登録商標)容器に蓋をし、密閉し、23mLのスチールParrオートクレーブの中に設置した。オートクレーブを室温で一晩維持し、その間、TEOSを加水分解させた。次にテフロン(登録商標)カップをオートクレーブから取り出し、0.13gの50%HFを加え、混合して、白色の粘性ゲルを作り出した。次に開放テフロン(登録商標)容器を換気フード内に設置して、エタノール及び水を蒸発させた。
0.033gのアルミニウムイソプロポキシドをTEOSと共に加えた以外は、例6の手順を繰り返した。得られた生成物を粉末XRD及びSEMにより分析した。図5は、例2のSSZ−83生成物(上側パターン)と比較したこの実施例の生成物(下側パターン)の粉末XRDパターンを示す。図6及び7は、生成物のSEM画像を示す。
0.05gのアルミニウムイソプロポキシド(0.033gではなく)をゲル調製に使用し、0.06gのフッ化アンモニウムを、加熱する前のゲルに加えた以外は、例7を繰り返した。反応を150℃で7日間実施した。得られた生成物を粉末XRDにより分析し、生成物がSSZ−83であることを示し、例7と同様であった。ICP−MSによる元素分析は、生成物がSi/Al比の15:1を有することを示した。CHN燃焼分析は、製造したままの生成物が12.9%のC、2.9%のH及び1.3%のNを含有することを示した。
1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンジカチオンの合成
9.14gの1,4−ジブロモブタン及び12.16gのN−ブチルピロリジン(98%、Aldrich)を150mLのアセトンとガラスジャーの中で混合した。次にジャーに蓋をし、密閉し、反応を室温で3週間進行させた。次に沈殿した固体を濾過により取り出し、アセトン、次にエチルエーテルですすいだ。次に固体を空気乾燥した。生成物は、13C及び1H液体NMRの検出限度内で純粋であることを示した。次に、生成物を、例1の1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンについて記載されたものと同様の手順に従って、水酸化物形態に変換した。
(例10)
5.74gの、1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンの水酸化物溶液([OH−]=0.57mmol/g)を、タール塗布テフロン(登録商標)容器中の1.35gのテトラエチルオルトケイ酸塩(TEOS)に加えた。次にテフロン(登録商標)容器に蓋をし、密閉し、23mLのスチールParrオートクレーブの中に設置した。オートクレーブを室温で一晩維持し、その間、TEOSを加水分解させた。次にテフロン(登録商標)カップをオートクレーブから取り出し、0.13gの50%HFを加え、混合して、白色の粘性ゲルを作り出した。次に開放テフロン(登録商標)容器を換気フード内に設置して、エタノール及び水を蒸発させた。
最終H2O/SiO2を3.5ではなく2.0に調整し、且つ反応を8日間ではなく7日間加熱した以外は、例10の手順に従った。得られたXRDパターンを図8に示し(下側パターン)、幾つかのピークが例10のパターンのピークよりも広かった以外は例10と類似していた。
0.02gのF−2000水酸化アルミニウム(Reheis、Inc.)を、タール塗布テフロン(登録商標)容器中の11.48gの、1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンの水酸化物溶液([OH−]=0.57mmol/g)に溶解した。次に2.70gのTEOSを溶液に加えた。次にテフロン(登録商標)容器に蓋をし、密閉し、23mLのスチールParrオートクレーブの中に設置した。オートクレーブを室温で一晩維持し、その間、TEOSを加水分解させた。次にテフロン(登録商標)カップをオートクレーブから取り出し、0.26gの50%HFを加え、混合して、白色の粘性ゲルを作り出した。次に開放テフロン(登録商標)容器を換気フード内に設置して、エタノール及び水を蒸発させた。1週間後、ゲルのH2O/SiO2比を、必要量の水の添加により3.5に調整した。次にテフロン(登録商標)ライナーに蓋をし、23mLのスチールParrオートクレーブの中に密閉した。オートクレーブを、150℃の対流式オーブンの中のスプリットに設置した。オートクレーブを、加熱オーブンにおいて43rpmで7日間混転した。次にオートクレーブを取り外し、室温に冷ました。次に固体を濾過により回収し、脱イオン水(>250mL)で十分に洗浄した。得られた生成物を粉末XRDにより分析し、生成物がSSZ−83であることを示した。
(例13)
0.013gのホウ酸を、タール塗布テフロン(登録商標)容器中の4.53gの、1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンの水酸化物溶液([OH−]=0.72mmol/g)に溶解した。次に1.35gのテトラエチルオルトケイ酸塩(TEOS)を溶液に加えた。次にテフロン(登録商標)容器に蓋をし、密閉し、23mLのスチールParrオートクレーブの中に設置した。オートクレーブを室温で一晩維持し、その間、TEOSを加水分解させた。次にテフロン(登録商標)カップをオートクレーブから取り出し、0.13gの50%HFを加え、混合して、白色の粘性ゲルを作り出した。次に開放テフロン(登録商標)容器を換気フード内に設置して、エタノール及び水を蒸発させた。4日後、ゲルのH2O/SiO2比を、必要量の水の添加により3.5に調整し、0.02gのSSZ−83種を加えた。次にテフロン(登録商標)ライナーに蓋をし、23mLのスチールParrオートクレーブの中に密閉した。オートクレーブを、150℃の対流式オーブンの中のスプリットに設置した。オートクレーブを、加熱オーブンにおいて43rpmで8日間混転した。次にオートクレーブを取り外し、室温に冷ました。次に固体を濾過により回収し、脱イオン水(>250mL)で十分に洗浄した。固体を室温で一晩乾燥した。粉末XRDは、生成物が広い粉末XRDパターンを有するSSZ−83であることを示した。
Claims (10)
- YがSiである、請求項2に記載のモレキュラーシーブ。
- Wが、Al、B、Fe、Ga及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項2に記載のモレキュラーシーブ。
- YがSiであり、且つWがAlである、請求項2に記載のモレキュラーシーブ。
- モレキュラーシーブを調製する方法であって、(1)Ge、Si、及びこれらの混合物からなる群から選択される元素の酸化物の少なくとも1つの供給源;(2)Ga、Al、Fe、B、Ti、In、及びこれらの混合物からなる群から選択される元素の酸化物の1つ以上の供給源;(3)フッ化物イオン;並びに(4)1,4−ビス(N−ブチルピペリジニウム)ブタンジカチオン及び1,4−ビス(N−ブチルピロリジニウム)ブタンジカチオンからなる群より選択されるSDAジカチオンを、結晶化条件下で接触させることを含む上記方法。
- YがSiである、請求項7記載の方法。
- YがSiであり、且つWがAlである、請求項7記載の方法。
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