WO2017188341A1 - Mse型ゼオライトの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing MSE-type zeolite (MCM-68).
- Zeolite MCM-68 is a porous aluminosilicate synthesized for the first time by Mobil Corporation (Patent Document 1) and is characterized by having a three-dimensional pore structure consisting of a 10-membered ring and a 12-membered ring (Non-Patent Document 1). ).
- the structure of this zeolite is unique to MCM-68, and MSE is given as a notation character (Framework Type Code) of the structure (Non-patent Document 2).
- UZM-35 (patent document 2), YNU-2 (non-patent document 3), YNU-3 (non-patent document 4), and the like are known as zeolites having the same structure as the MSE type zeolite.
- MSE-type zeolites have a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio in the range of 18 to 25 and a relatively high Al content, so that solid acid catalysts, especially alkylation of aromatic hydrocarbons and alkyl aromatics, are relatively high. It has been reported to exhibit high activity in transalkylation, isomerization, disproportionation, dealkylation reaction and the like of aromatic hydrocarbons (Patent Document 3).
- an organic structure directing agent (OSDA)
- OSDA organic structure directing agent
- a diamine having a complicated cyclic structure such as a dication is used.
- dimethyldipropylammonium cation is used for the synthesis of UZM-35. Since these OSDAs are not only complicated in structure but also expensive, the cost of synthesized MSE-type zeolite is high, which has been a hurdle for industrial use.
- Non-Patent Document 5 the applicant calcinated MSE-type zeolite produced using OSDA to eliminate the OSDA in the zeolite, and used the obtained calcined product as a seed crystal without using OSDA.
- a method for producing MSE-type zeolite has been proposed previously.
- the method described in Non-Patent Document 5 is intended to produce MSE-type zeolite without using OSDA.
- MSE-type zeolite is obtained using inexpensive OSDA. It is oriented in the direction opposite to the invention to be manufactured. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing MSE zeolite that can eliminate the drawbacks of the above-described conventional techniques, and specifically, to provide a method for producing MSE zeolite using inexpensive OSDA. is there.
- a silica source, an alumina source, an alkali source, tetraethylammonium ions and water are mixed to obtain a reaction mixture so that the reaction mixture has a composition represented by the molar ratio shown below.
- the present invention solves the above-mentioned problems by providing a method for producing an MSE-type zeolite in which the reaction mixture to which the seed crystals have been added is heated in a sealed state at a temperature of 100 to 200 ° C.
- MSE zeolite can be produced in a relatively short heating time by adding MSE zeolite seed crystals and using cheaper tetraethylammonium ions.
- a production method with a wide selection of seed crystals is provided.
- FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of the seed crystal MSE zeolite synthesized in Reference Example 1 before firing.
- FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern after firing the seed crystal MSE zeolite synthesized in Reference Example 1.
- FIG. 3 is a SEM photograph of a calcined product of MSE zeolite for seed crystal synthesized in Reference Example 1.
- 4 is an X-ray diffraction pattern of the seed crystal MSE zeolite synthesized in Reference Example 2.
- FIG. FIG. 5 is an X-ray diffraction pattern of the MSE zeolite for seed crystal synthesized in Reference Example 2.
- 6 is an X-ray diffraction pattern of the product of Example 1.
- FIG. 7 is an X-ray diffraction pattern of the product of Example 12.
- FIG. 8 is a SEM photograph of the product of Example 12.
- FIG. 9 is an X-ray diffraction pattern of the product synthesized in Example 15.
- 10 is an X-ray diffraction pattern of the product synthesized in Example 16.
- the method for producing an MSE zeolite according to the present invention includes a step of mixing and heating a reaction mixture containing a silica source, an alumina source, an alkali source, tetraethylammonium ions and water, and a seed crystal made of MSE zeolite.
- This manufacturing method is characterized by using an inexpensive OSDA called tetraethylammonium ion. Not only can the raw material cost be reduced by using tetraethylammonium ions, but there is also an advantage that the manufacturing time can be shortened compared to the method described in Patent Document 1 and the like.
- tetraethylammonium ion source examples include tetraethylammonium hydroxide (TEAOH), tetraethylammonium bromide, and tetraethylammonium chloride. It is preferable to use tetraethylammonium hydroxide (TEAOH) because a tetraethylammonium ion source having a role as OSDA can also be used as an alkali source.
- TEAOH tetraethylammonium hydroxide
- silica source examples include silica and silicon-containing compounds capable of generating silicate ions in water. Specific examples include wet method silica, dry method silica, colloidal silica, sodium silicate, aluminosilicate gel, and the like. These silicon sources can be used alone or in combination of two or more. Of these silicon sources, it is preferable to use silica (silicon dioxide) in that the desired MSE-type zeolite can be obtained without unnecessary by-products.
- alumina source for example, a water-soluble aluminum-containing compound can be used. Specific examples include sodium aluminate, aluminum nitrate, and aluminum sulfate.
- Aluminum hydroxide is also a suitable alumina source. These alumina sources can be used alone or in combination of two or more. Among these alumina sources, it is preferable to use sodium aluminate or aluminum hydroxide because MSE zeolite can be obtained without unnecessary by-products (for example, sulfate, nitrate, etc.).
- potassium hydroxide and sodium hydroxide can be used in addition to the above-described TEAOH.
- potassium silicate is used as the silica source or potassium aluminate is used as the alumina source
- potassium which is an alkali metal component contained therein
- KOH is simultaneously regarded as KOH and is also an alkali component.
- the K2O is calculated as the sum of all potassium-containing components in the reaction mixture.
- sodium silicate is used as the silica source or sodium aluminate is used as the alumina source
- sodium which is an alkali metal component contained therein is simultaneously regarded as NaOH and is also an alkali component.
- the Na 2 O is calculated as the sum of all sodium-containing components in the reaction mixture.
- it is essential to use both a potassium component and a sodium component.
- potassium salts such as potassium chloride, potassium sulfate, and potassium nitrate may be used as other potassium ion sources, and as a sodium source.
- Sodium salts such as sodium chloride, sodium sulfate, and sodium nitrate may be used.
- reaction mixture to be mixed with the seed crystal a mixture of a silica source, an alumina source, an alkali source, a tetraethylammonium ion source and water so as to have a composition represented by the molar ratio shown below is used.
- the molar ratio of TEA 2 O / SiO 2 in the reaction mixture is 0.08 or more, MSE-type zeolite can be efficiently produced.
- the molar ratio of TEA 2 O / SiO 2 is 0.20 or less, MSE-type zeolite can be reliably produced.
- the TEA 2 O / SiO 2 molar ratio is as low as 0.08 or more and 0.20 or less, the amount of OSDA can be reduced.
- the molar ratio of K 2 O / (Na 2 O + K 2 O) in the reaction mixture is 0.7 or less so that impurities can be suppressed and MSE-type zeolite can be produced.
- the inventor is narrowly limited in the limited composition range of the reaction mixture, in particular (Na 2 O + K 2 O) / SiO 2 , K 2 O / (Na 2 O + K 2 O) and TEA 2 O / SiO 2 . It has been found that the MSE-type zeolite can be produced while using tetraethylammonium ions and seed crystals in combination. In the present invention, even if the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio in the reaction mixture is relatively low, for example, 40 or less, or 30 or less, MSE-type zeolite can be easily obtained.
- the method of adding the raw materials when preparing the reaction mixture may be a method that facilitates obtaining a uniform reaction mixture.
- a uniform reaction mixture can be obtained by dissolving an alkali source and tetraethylammonium ions in water, adding an alumina source and a silica source to the obtained alkali solution, and stirring and mixing them.
- an alumina source and a silica source to the obtained alkali solution
- stirring and mixing them There is no restriction
- the alumina source can be added first, and the silica source can be added after completion of the addition. Moreover, both can also be added in the reverse order. Alternatively, the alumina source and the silica source can be added simultaneously. It is preferable that an alumina source is added first, and then a silica source is added thereafter in that a more uniform reaction mixture can be prepared.
- the reaction mixture may be preheated (preheated) or may not be preheated before adding the seed crystal.
- preheating is preferable because crystals with high purity can be obtained.
- the heating conditions are preferably 50 ° C. or more and 100 ° C. or less from the viewpoint of improving purity by preheating and shortening the production time. From the same viewpoint, the preheating time is preferably about 12 hours or more and 60 hours or less.
- Preheating is preferably performed in a sealed state.
- under sealing means that a gas such as water vapor does not enter or leave the system.
- a gas such as water vapor is prevented from flowing out or flowing into the system.
- Preheating is preferably performed by a stationary method.
- seed crystals by using tetraethylammonium ions, various seed crystals can be used. If the seed crystal is MSE type zeolite, it is effective as a seed crystal regardless of the production method. In particular, it is possible to use (recycle) the MSE zeolite itself obtained by the method of the present invention (steps (1) to (3) above) as a seed crystal. In addition, those synthesized by the methods described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 to 4 (produced using OSDA) are also effective, and obtained by the method described in Non-Patent Document 5. A thing (made without using OSDA) is also effective.
- the seed crystal used in the production method may be a seed crystal produced by the method of the present invention or a seed crystal produced by a method other than the method of the present invention.
- the seed crystal manufactured using OSDA may be a seed crystal that does not contain OSDA by firing, or may be an unfired seed crystal.
- an unfired seed crystal can be used as a seed crystal produced using OSDA is that it is not necessary to fire the seed crystal, and the MSE zeolite thus obtained is used again as a seed crystal. It is very advantageous in the repeated synthesis to be produced. These can be used alone or in combination of two or more.
- baking of the seed crystal manufactured using OSDA is not specifically limited, In general, for example, it is performed in air at 500 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 3 hours or longer and within 24 hours.
- Examples of the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio (molar ratio) of the MSE zeolite that is a seed crystal include 12 or more and 25 or less.
- the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of MSE zeolite synthesized using OSDA, which is a conventional method, is usually about 18 to 25, and the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of MSE zeolite without OSDA is It is about 12 or more and 15 or less.
- SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of MSE type zeolite obtained by the method of this invention are not nearly influenced by the things SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of the seed crystal be a conventional 12 to 20 More preferably, it is 12 or more and 17 or less.
- the seed crystal is added to the reaction mixture at a ratio of 5% by mass to 30% by mass with respect to the silica component in the reaction mixture having the above composition. By setting this range, it is possible to produce MSE-type zeolite with high purity. From this viewpoint, the seed crystal is more preferably added to the reaction mixture at a ratio of 5% by mass to 25% by mass with respect to the silica component in the reaction mixture having the above composition. More preferably, it is added to the reaction mixture.
- stirring may be performed in a process of heating in a sealed state.
- Stirring can be performed by mixing with a stirring blade or by rotating a container. What is necessary is just to adjust stirring intensity
- the heating temperature condition for crystallization should be 100 ° C. or higher in both cases of crystallization in a stationary state and crystallization in a stirring state.
- the temperature is less than 200 ° C., which is advantageous in terms of economy without requiring an autoclave having a high pressure resistance, and is preferable from the viewpoint of suppressing generation of impurities.
- the temperature condition is more preferably 120 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
- the heating time is not critical in this production method, and it may be heated until an MSE-type zeolite with sufficiently high crystallinity is produced. In general, satisfactory crystalline MSE zeolite can be obtained by heating for about 120 hours to 240 hours.
- the MSE-type zeolite obtained by the method of the present invention is promising as a solid acid catalyst or an adsorbent, and more specifically, a catalyst that catalytically decomposes paraffin, such as a long-chain hydrocarbon (for example, hexane) in the petrochemical industry. It is particularly promising as a cracking catalyst, and is also promising as a hydrocarbon trap for exhaust gas purification of various internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines.
- the MSE-type zeolite obtained by the method of the present invention has improved performance when used as a catalyst, for example, having a specific surface area of 450 m 2 / g or more and 650 m 2 / g or less, particularly 500 m 2 / g or more and 620 m 2 / g or less. From the viewpoint of making it. Further, MSE zeolite example pore volume 0.17 cm 3 / g or more 0.23 cm 3 / g or less, it is particularly 0.18 cm 3 / g or more 0.22 cm 3 / g or less, from the same viewpoint preferable. These specific surface areas and pore volumes can be measured under the conditions described in Examples described later.
- the MSE type zeolite using OSDA described in Patent Document 1 has a relatively irregular rounded shape.
- the MSE type zeolite produced without using the OSDA described is in the shape of a rectangular parallelepiped
- the MSE type zeolite obtained by the production method of the present invention usually has rounded corners as shown in FIG. It has a rectangular parallelepiped shape.
- the crystal size of the MSE-type zeolite obtained by the production method of the present invention is, for example, the maximum length of crystal particles (of each line segment connecting any two points on the crystal particle surface in an image observed with a scanning electron microscope). The length of the longest line segment) is, for example, about 100 nm to 400 nm.
- Powder X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation, Ultimate IV, using Cuka radiation, voltage 40 kV, current 30 mA, scan step 0.02 °, scan speed 2 ° / min
- Composition analyzer ICP-AES LIBERTY Series II manufactured by Varian Nitrogen adsorption property measuring apparatus: Cantachrome Instruments, Autosorb-iQ2-MP, pretreatment at 400 ° C. under vacuum for 4 hours, and then measuring the adsorption isotherm at liquid nitrogen temperature ( ⁇ 196 ° C.).
- FIGS. 1 and 2 The powder X-ray diffraction patterns before and after firing the crystals are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
- a photograph obtained by observing the seed crystal (baked product) with an SEM is shown in FIG.
- the firing of MCM-68 was performed in air at 650 ° C. for 10 hours.
- Example 1 An alkaline aqueous solution was prepared by adding 0.645 g of 50 w / v% aqueous sodium hydroxide solution, 0.217 g of 50 wt% potassium hydroxide aqueous solution and 1.433 g of 35 wt% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution to 2.73 g of pure water. 0.051 g of regular aluminum hydroxide powder was added and dissolved by stirring uniformly. To this mixed aqueous solution, 0.933 g of amorphous silica (Cab-O-Sil) was added little by little and stirred to prepare a reaction mixture. The composition of this reaction mixture is as shown in Table 1.
- Example 2 to 12 A reaction mixture having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the raw materials used in Example 1 was changed, and pre-heated by the stationary method under the same conditions as in Example 1. did. After quenching, the preliminarily heated reaction mixture was added with the calcined MCM-68 prepared in Reference Example 1 as seed crystals in the amounts shown in Table 1 and mixed uniformly. Then, it left still and the same method as Example 1, and the conditions described in Table 1. As shown in Table 1, the product was an MSE-type zeolite, and the pore characteristics determined from the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio and nitrogen adsorption characteristics were as shown in Table 1. The X-ray diffraction pattern of the product of Example 12 is shown in FIG. Moreover, the SEM photograph of the product of Example 12 is shown in FIG.
- Example 13 Crystallization was carried out in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that the same reaction mixture as in Example 1 was not preheated, and calcined MCM-68 prepared in Reference Example 1 was added as a seed crystal.
- the product was an MSE type zeolite containing a trace amount of beta type zeolite.
- Example 14 Crystallization was carried out by the same method and conditions as in Example 1 except that unsintered MCM-68 prepared in Reference Example 1 was used as a seed crystal.
- the product was MSE type zeolite containing a small amount of beta type zeolite, and the pore characteristics determined from the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and nitrogen adsorption characteristics were as shown in Table 1.
- Example 15 Crystallization was performed using the same method and conditions as in Example 1 except that the unfired MSE zeolite synthesized in Example 1 was used as a seed crystal and the preheating time was 48 hours.
- the product was an MSE type zeolite containing a trace amount of beta type zeolite.
- the product was an MSE type zeolite as shown in FIG. 9, and the pore characteristics determined from the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and nitrogen adsorption characteristics were as shown in Table 1.
- Example 16 Crystallization was performed in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that the MSE zeolite prepared in Reference Example 2 without using OSDA was used as a seed crystal.
- the product was an MSE type zeolite as shown in FIG. 10, and the pore characteristics determined from the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and nitrogen adsorption characteristics were as shown in Table 1.
- Example 2 Crystallization was performed in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that a reaction mixture having a TEA 2 O / SiO 2 molar ratio of 0 (tetraethylammonium hydroxide not added) was used. The product was as shown in Table 2.
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Abstract
安価なテトラエチルアンモニウムイオンを用いることにより、比較的短い加熱時間でMSE型ゼオライトを製造できるMSE型ゼオライトの製造方法を提供すること。 本発明の製造方法は、 (1)以下に示すモル比で表される組成の反応混合物となるように、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、テトラエチルアンモニウムイオン及び水を混合し、 SiO2/Al2O3=10以上100以下 (Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下 K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下 TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下 H2O/SiO2=5以上50以下 (2)MSE型ゼオライトを種結晶として用い、これを前記反応混合物中のシリカ成分に対して5~30質量%の割合で該混合物に添加し、 (3)前記種結晶が添加された前記反応混合物を100~200℃の温度で密閉下に加熱する。
Description
本発明はMSE型ゼオライト(MCM-68)の製造方法に関する。
ゼオライトMCM-68はモービル社によって初めて合成された多孔質アルミノシリケートであり(特許文献1)、10員環と12員環から成る3次元細孔構造を有することが特徴である(非特許文献1)。このゼオライトの構造はMCM-68に固有のものであり、その構造の表記文字(Framework Type Code)としてMSEが与えられている(非特許文献2)。MSE型ゼオライトと同一構造を有するゼオライトには、UZM-35(特許文献2)やYNU-2(非特許文献3)、YNU-3(非特許文献4)などが知られている。
これらのMSE型ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は18以上25以下の範囲であり、Al含有量が比較的多いために、固体酸触媒、特に芳香族炭化水素のアルキル化やアルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化、異性化、不均化、脱アルキル化反応などに高い活性を示すと報告されている(特許文献3)。
Journal of Physical Chemistry,B,110,2045-2050(2006)
ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWOK TYPES, Sixth Revised Edition,222-223(2007),ELSEVIER,Published on behalf Internat ional Zeolite Association
Angewandte Chemie International Edition, 47,1042-1046(2008)
Chemistry A - European Journal,19, 7780-7786(2013)
Chemistry of Materials,26,1250-1259(2014)
これらのMSE型ゼオライトの合成には、有機構造規定剤(OSDA)の添加が必須であり、例えば、MCM-68やYNU-2及びYNU-3の合成には、N,N,N',N'-テトラアルキルビシクロ[2,2,2] オクタ-7-エン-2,3:5,6-ジピロリジニウム ジカチオン又はN,N,N',N'-テトラアルキルビシクロ[2,2,2] オクタン-2,3:5,6-ジピロリジニウム ジカチオンなどの複雑な環状構造のジアミンが用いられている。また、UZM-35の合成には、ジメチルジプロピルアンモニウムカチオンが用いられている。これらのOSDAは、構造が複雑なだけでなく高価であるため、合成されたMSE型ゼオライトのコストが高く、その工業利用のハードルとなっていた。
また出願人は、非特許文献5として、OSDAを用いて製造したMSE型ゼオライトを焼成して該ゼオライト中のOSDAを消失させた上で、得られた焼成品を種結晶としてOSDAを用いずにMSE型ゼオライトを製造する方法を先に提案した。しかしながら、非特許文献5に記載の方法は、OSDAを使用せずにMSE型ゼオライトを製造することを目的とするものであり、本発明のように、安価なOSDAを利用してMSE型ゼオライトを製造する発明とは逆の方向性を指向するものである。
従って、本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解消し得るMSE型ゼオライトの製造方法を提供すること、具体的には、安価なOSDAを利用したMSE型ゼオライトの製造方法を提供することにある。
従って、本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解消し得るMSE型ゼオライトの製造方法を提供すること、具体的には、安価なOSDAを利用したMSE型ゼオライトの製造方法を提供することにある。
本発明は、(1)以下に示すモル比で表される組成の反応混合物となるように、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、テトラエチルアンモニウムイオン及び水を混合して反応混合物を得、
SiO2/Al2O3=10以上100以下
(Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下
K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下
TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下
H2O/SiO2=5以上50以下
(式中、TEAはテトラエチルアンモニウムイオンを表す。)
(2)MSE型ゼオライトを種結晶として用い、これを前記反応混合物中のシリカ成分に対して5質量%以上30質量%以下の割合で該反応混合物に添加し、
(3)前記種結晶が添加された前記反応混合物を100~200℃の温度で密閉下に加熱する、MSE型ゼオライトの製造方法を提供することにより、上記の課題を解決したものである。
SiO2/Al2O3=10以上100以下
(Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下
K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下
TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下
H2O/SiO2=5以上50以下
(式中、TEAはテトラエチルアンモニウムイオンを表す。)
(2)MSE型ゼオライトを種結晶として用い、これを前記反応混合物中のシリカ成分に対して5質量%以上30質量%以下の割合で該反応混合物に添加し、
(3)前記種結晶が添加された前記反応混合物を100~200℃の温度で密閉下に加熱する、MSE型ゼオライトの製造方法を提供することにより、上記の課題を解決したものである。
本発明の方法によれば、MSE型ゼオライト種結晶を添加し、且つより安価なテトラエチルアンモニウムイオンを用いることにより、比較的短い加熱時間でMSE型ゼオライトを製造することができる。また本発明によれば、種結晶の選択の幅の広い製造方法が提供される。
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明に係るMSE型ゼオライトの製造方法は、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、テトラエチルアンモニウムイオン及び水を含む反応混合物と、MSE型ゼオライトからなる種結晶とを混合して加熱する工程を有する。
本製造方法は、テトラエチルアンモニウムイオンという安価なOSDAを使用することを特徴の一つとする。テトラエチルアンモニウムイオンを用いることで原料コストを低減できる点だけでなく、特許文献1等に記載の方法に比べて、製造時間を短縮できるメリットもある。
テトラエチルアンモニウムイオン源としては、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAOH)、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウムなどが例示できる。水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAOH)を用いることが、OSDAとしての役割を有するテトラエチルアンモニウムイオン源を、アルカリ源としても使用できるために好ましい。
シリカ源としては、例えばシリカや、水中でケイ酸イオンの生成が可能なケイ素含有化合物が挙げられる。具体的には、湿式法シリカ、乾式法シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸ナトリウム、アルミノシリケートゲルなどが挙げられる。これらのケイ素源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのケイ素源のうち、シリカ(二酸化ケイ素)を用いることが、不要な副生物を伴わずに、目的とするMSE型ゼオライトを得ることができる点で好ましい。
アルミナ源としては例えば水溶性アルミニウム含有化合物を用いることができる。具体的には、アルミン酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどが挙げられる。また、水酸化アルミニウムも好適なアルミナ源の一つである。これらのアルミナ源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのアルミナ源のうち、アルミン酸ナトリウムや水酸化アルミニウムを用いることが、不要な副生物(例えば硫酸塩や硝酸塩等)を伴わずにMSE型ゼオライトを得ることができる点で好ましい。
アルカリ源としては例えば、上述したTEAOHのほか、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムを用いることができる。なお、シリカ源としてケイ酸カリウムを用いた場合やアルミナ源としてアルミン酸カリウムを用いた場合、そこに含まれるアルカリ金属成分であるカリウムは同時にKOHとみなされ、アルカリ成分でもある。従って、前記のK2Oは反応混合物中のすべてのカリウム含有成分の和として計算される。同様シリカ源としてケイ酸ナトリウムを用いた場合やアルミナ源としてアルミン酸ナトリウムを用いた場合、そこに含まれるアルカリ金属成分であるナトリウムは同時にNaOHとみなされ、アルカリ成分でもある。従って、前記のNa2Oは反応混合物中のすべてのナトリウム含有成分の和として計算される。本発明においては、カリウム成分及びナトリウム成分の両方を用いることが必須である。なお、K2O/(Na2O+K2O)モル比を調整するために、それ以外のカリウムイオン源として、塩化カリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムなどのカリウム塩を用いてもよく、またナトリウム源として、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムなどのナトリウム塩を用いてもよい。
種結晶と混合される反応混合物は、以下に示すモル比で表される組成となるように、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、テトラエチルアンモニウムイオン源及び水を混合したものを用いる。
SiO2/Al2O3=10以上100以下、特に15以上70以下
(Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下、特に0.20以上0.30以下
K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下、特に0.1以上0.6以下
TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下、特に0.1以上0.15以下
H2O/SiO2=5以上50以下、特に10以上30以下
(式中、TEAはテトラエチルアンモニウムイオンを表す。)
SiO2/Al2O3=10以上100以下、特に15以上70以下
(Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下、特に0.20以上0.30以下
K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下、特に0.1以上0.6以下
TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下、特に0.1以上0.15以下
H2O/SiO2=5以上50以下、特に10以上30以下
(式中、TEAはテトラエチルアンモニウムイオンを表す。)
反応混合物におけるTEA2O/SiO2のモル比は0.08以上であることで効率よくMSE型ゼオライトを製造できる。TEA2O/SiO2のモル比は0.20以下であることでMSE型ゼオライトを確実に製造できる。本発明においてはTEA2O/SiO2のモル比が0.08以上0.20以下と低いためOSDAの量を低減できる。
また反応混合物におけるK2O/(Na2O+K2O)のモル比は0.7以下であることで不純物を抑制してMSE型ゼオライトを製造できる、K2O/(Na2O+K2O)のモル比は0.15以上であることで、確実にMSE型ゼオライトが製造できる。
更に、本発明において反応混合物における(Na2O+K2O)/SiO2の値は0.50以下であることにより、反応混合物が高アルカリとなりすぎてゼオライトが反応混合物中で溶解してしまうことによる収量減を抑制することができる。通常、(Na2O+K2O)/SiO2の値は、低いほど収率を向上させることができると考えられているが、本発明では、(Na2O+K2O)/SiO2の値は0.15以上であることにより、MSE型ゼオライトを得ることができる。このように本発明者は反応混合物の限定された組成範囲、特に(Na2O+K2O)/SiO2、K2O/(Na2O+K2O)及びTEA2O/SiO2において狭く限定された範囲とすることで、テトラエチルアンモニウムイオン及び種結晶を併用しながらMSE型ゼオライトを製造できることを見出したものである。
また、本発明では反応混合物におけるSiO2/Al2O3のモル比は比較的低くても、例えば40以下、或いは30以下であっても、MSE型ゼオライトが容易に得られる。
また反応混合物におけるK2O/(Na2O+K2O)のモル比は0.7以下であることで不純物を抑制してMSE型ゼオライトを製造できる、K2O/(Na2O+K2O)のモル比は0.15以上であることで、確実にMSE型ゼオライトが製造できる。
更に、本発明において反応混合物における(Na2O+K2O)/SiO2の値は0.50以下であることにより、反応混合物が高アルカリとなりすぎてゼオライトが反応混合物中で溶解してしまうことによる収量減を抑制することができる。通常、(Na2O+K2O)/SiO2の値は、低いほど収率を向上させることができると考えられているが、本発明では、(Na2O+K2O)/SiO2の値は0.15以上であることにより、MSE型ゼオライトを得ることができる。このように本発明者は反応混合物の限定された組成範囲、特に(Na2O+K2O)/SiO2、K2O/(Na2O+K2O)及びTEA2O/SiO2において狭く限定された範囲とすることで、テトラエチルアンモニウムイオン及び種結晶を併用しながらMSE型ゼオライトを製造できることを見出したものである。
また、本発明では反応混合物におけるSiO2/Al2O3のモル比は比較的低くても、例えば40以下、或いは30以下であっても、MSE型ゼオライトが容易に得られる。
反応混合物を調製するときの各原料の添加順序は、均一な反応混合物が得られ易い方法を採用すればよい。例えば、アルカリ源及びテトラエチルアンモニウムイオンを水に溶解しておき、得られたアルカリ溶液にアルミナ源及びシリカ源を添加して攪拌混合することにより、均一な反応混合物を得ることができる。反応混合物を調製するときの温度にも特に制限はなく、一般的には室温(15℃以上30℃以下)で行えばよい。
アルミナ源及びシリカ源を添加するときには、例えば先にアルミナ源を添加し、その添加の完了後にシリカ源を添加することができる。またその逆の順序で両者を添加することもできる。あるいはアルミナ源及びシリカ源を同時に添加することもできる。先にアルミナ源を添加し、その後シリカ源を添加することがより均一な反応混合物を調製できる点で好ましい。
反応混合物は、種結晶添加前に反応混合物をあらかじめ加熱(予備加熱)してもよく、予備加熱しなくてもよい。予備加熱をしない場合でもMSE型ゼオライトの合成は可能であるが、予備加熱したほうが純度の高い結晶が得られるため好ましい。予備加熱する場合、加熱条件は、予備加熱による純度向上の観点、及び、製造時間短縮や観点から、50℃以上100℃以下であることが好ましい。また同様の観点から、予備加熱の時間は12時間以上60時間以下程度が好ましい。予備加熱は、密閉下で行うことが好ましい。ここで密閉下とは水蒸気などのガスの系外との出入りがないことをいい、例えば、水蒸気などのガスの系外への留出や流入が防止されていればよい。予備加熱は静置法により行うことが好ましい。
本発明では、テトラエチルアンモニウムイオンを用いることで、種結晶として種々のものを用いることができるようになった。種結晶はMSE型ゼオライトであれば、製造法の違いに関わらず種結晶として有効である。特に、本発明の方法(上記(1)~(3)の工程)によって得られたMSE型ゼオライトそのものを種結晶として用いること(リサイクル)が可能である。また、特許文献1、2並びに非特許文献1~4に記載の方法で合成したもの(OSDAを用いて製造されたもの)も有効であり、また非特許文献5に記載の方法により得られたもの(OSDAを用いずに製造されたもの)も有効である。本製造方法で用いる種結晶は、本発明の方法で製造された種結晶であっても、本発明の方法以外の方法で製造された種結晶であってもよい。またOSDAを用いて製造された種結晶は、焼成することによりOSDAを非含有とした種結晶でもよく、未焼成の種結晶であってもよい。特に、OSDAを用いて製造された種結晶として未焼成の種結晶を用いることができることは、種結晶を焼成する必要がない点で、得られたMSE型ゼオライトを種結晶として再度MSE型ゼオライトを製造する繰り返しの合成において非常に有利である。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、OSDAを用いて製造された種結晶の焼成は、特に限定されないが、一般には例えば空気中500℃以上700℃以下、3時間以上24時間以内で行う。
種結晶であるMSE型ゼオライトのSiO2/Al2O3比(モル比)としては、12以上25以下が挙げられる。従来法であるOSDAを用いて合成したMSE型ゼオライトのSiO2/Al2O3比は通常18以上25以下程度であり、またOSDAを用いないMSE型ゼオライトのSiO2/Al2O3比は12以上15以下程度である。本発明の方法で得られるMSE型ゼオライトのSiO2/Al2O3比は、これらの種結晶のSiO2/Al2O3比にほとんど左右されることはなく、通常12以上20以下であり、12以上17以下であることがより好ましい。
種結晶は上記組成の反応混合物中のシリカ成分に対して5質量%以上30質量%以下の割合で、該反応混合物に添加する。この範囲とすることにより、純度の高いMSE型ゼオライトを製造できる。この観点から、種結晶は上記組成の反応混合物中のシリカ成分に対して5質量%以上25質量%以下の割合で反応混合物に添加することがより好ましく、10質量%以上20質量%以下の割合で反応混合物に添加することがより好ましい。
種結晶を反応混合物に添加した後、得られた混合物を密閉下で加熱する。反応混合物温度の均一化を図るため撹拌をする場合は、密閉下で加熱する工程で撹拌すればよい。撹拌は、撹拌羽根による混合や、容器の回転によって行うことができる。撹拌強度や回転数は、温度の均一性や不純物の副生具合に応じて調整すればよい。常時撹拌ではなく、間歇撹拌でもよい。このように予備加熱と撹拌を組み合わせることによって、工業的量産化がより一層容易となる可能性がある。
静置状態下に結晶化を行う場合及び撹拌状態下に結晶化を行う場合の何れでも、結晶化のための加熱の温度条件は、100℃以上であることが効率よくMSE型ゼオライトを得るために好ましく、200℃未満であることが、高耐圧強度のオートクレーブを必要とせずに経済性に有利であり、また不純物の発生を抑制する点から好ましい。この観点から、温度条件は120℃以上180℃以下であることが更に好ましい。加熱時間は本製造方法において臨界的ではなく、結晶性の十分に高いMSE型ゼオライトが生成するまで加熱すればよい。一般に120時間以上240時間以下程度の加熱によって、満足すべき結晶性のMSE型ゼオライトが得られる。
静置状態下に結晶化を行う場合及び撹拌状態下に結晶化を行う場合の何れでも、結晶化のための加熱の温度条件は、100℃以上であることが効率よくMSE型ゼオライトを得るために好ましく、200℃未満であることが、高耐圧強度のオートクレーブを必要とせずに経済性に有利であり、また不純物の発生を抑制する点から好ましい。この観点から、温度条件は120℃以上180℃以下であることが更に好ましい。加熱時間は本製造方法において臨界的ではなく、結晶性の十分に高いMSE型ゼオライトが生成するまで加熱すればよい。一般に120時間以上240時間以下程度の加熱によって、満足すべき結晶性のMSE型ゼオライトが得られる。
本発明の方法で得られるMSE型ゼオライトは、固体酸触媒や吸着剤として有望なものであり、更に詳細にはパラフィンを接触分解する触媒、例えば石油化学工業における長鎖炭化水素(例えばヘキサン)のクラッキング触媒として特に有望であり、また、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン等の各種内燃機関の排気ガス浄化用ハイドロカーボントラップとしても有望なものである。本発明の方法で得られるMSE型ゼオライトは、例えば比表面積が450m2/g以上650m2/g以下、特に500m2/g以上620m2/g以下であることが触媒として用いる場合の性能を向上させる観点から好ましい。また、MSE型ゼオライトは例えば細孔容積が0.17cm3/g以上0.23cm3/g以下、特に0.18cm3/g以上0.22cm3/g以下であることが、同様の観点から好ましい。これらの比表面積及び細孔容積は後述する実施例に記載の条件にて測定できる。
更に後述する図3に示すように特許文献1に記載のOSDAを使用するMSE型ゼオライトは比較的不定形の丸みを帯びた形状であり、一方、図5に示すように、非特許文献5に記載のOSDAを使用せずに製造したMSE型ゼオライトが直方体状であるのに対し、本発明の製造方法で得られるMSE型ゼオライトは、通常、図8に示すように、角が丸みを帯びた直方体状の形状をしている。本発明の製造方法で得られるMSE型ゼオライトの、結晶のサイズは、例えば結晶粒子の最大長さ(走査型電子顕微鏡で観察した画像における結晶粒子表面上の任意の2点を結ぶ各線分のうち最長の線分の長さ)が例えば100nm以上400nm以下程度である。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。なお、以下の実施例及び比較例で用いた分析機器は以下のとおりである。
粉末X線回折装置:(株)リガク製、UltimaIV、Cukα線使用、電圧40kV、電流30mA、スキャンステップ0.02°、スキャン速度2°/min
組成分析装置:(株)バリアン製、ICP-AES LIBERTY SeriesII
窒素吸着特性測定装置:カンタクローム インスツルメンツ社製、Autosorb-iQ2-MP、真空下400℃で4時間前処理後、液体窒素温度(-196℃)で吸着等温線を測定。
走査型電子顕微鏡(SEM):日立ハイテクノロジーズ社製、電界放出型走査電子顕微鏡S-900
組成分析装置:(株)バリアン製、ICP-AES LIBERTY SeriesII
窒素吸着特性測定装置:カンタクローム インスツルメンツ社製、Autosorb-iQ2-MP、真空下400℃で4時間前処理後、液体窒素温度(-196℃)で吸着等温線を測定。
走査型電子顕微鏡(SEM):日立ハイテクノロジーズ社製、電界放出型走査電子顕微鏡S-900
〔参考例1(OSDAを用いた種結晶の合成)〕
特許文献1の記載にしたがって、OSDAとして、N,N,N',N'-テトラエチルビシクロ[2,2,2] オクタ-7-エン-2,3:5,6-ジピロリジニウム ジアイオダイドを用い、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源としてそれぞれコロイダルシリカ、水酸化アルミニウム、及び水酸化カリウムを用い、更に純水を加えて反応混合物を調製し、静置法により160℃で16日間加熱してMCM-68を合成した。そのSiO2/Al2O3モル比は20であった。
この結晶の焼成前、焼成後の粉末X線回折図をそれぞれ図1及び図2に示す。この種結晶(焼成品)をSEMで観察して得られた写真を図3に示す。なおMCM-68の焼成は空気中で650℃で10時間行った。
特許文献1の記載にしたがって、OSDAとして、N,N,N',N'-テトラエチルビシクロ[2,2,2] オクタ-7-エン-2,3:5,6-ジピロリジニウム ジアイオダイドを用い、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源としてそれぞれコロイダルシリカ、水酸化アルミニウム、及び水酸化カリウムを用い、更に純水を加えて反応混合物を調製し、静置法により160℃で16日間加熱してMCM-68を合成した。そのSiO2/Al2O3モル比は20であった。
この結晶の焼成前、焼成後の粉末X線回折図をそれぞれ図1及び図2に示す。この種結晶(焼成品)をSEMで観察して得られた写真を図3に示す。なおMCM-68の焼成は空気中で650℃で10時間行った。
〔参考例2(OSDAを用いない種結晶の合成)〕
非特許文献5の記載にしたがって、参考例1で合成したMCM-68の焼成品を種結晶(シリカ源の10wt%添加)とし、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源としてそれぞれ無定形シリカ(Cab-O-Sil)、アルミン酸ナトリウム、及び水酸化ナトリウムと水酸化カリウムを用い、更に純水を加えて反応混合物を調製し、静置法により140℃で48時間加熱してMSE型ゼオライトを合成した。そのSiO2/Al2O3モル比は13.2であった。この結晶の粉末X線回折図を図4に示す。またこの結晶のSEM写真を図5に示す。
非特許文献5の記載にしたがって、参考例1で合成したMCM-68の焼成品を種結晶(シリカ源の10wt%添加)とし、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源としてそれぞれ無定形シリカ(Cab-O-Sil)、アルミン酸ナトリウム、及び水酸化ナトリウムと水酸化カリウムを用い、更に純水を加えて反応混合物を調製し、静置法により140℃で48時間加熱してMSE型ゼオライトを合成した。そのSiO2/Al2O3モル比は13.2であった。この結晶の粉末X線回折図を図4に示す。またこの結晶のSEM写真を図5に示す。
〔実施例1〕
純水2.73gに50w/v%水酸化ナトリウム水溶液0.645g、50wt%水酸化カリウム水溶液0.217g及び35wt%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液1.433gを加えてアルカリ性水溶液を調製し、これに無定形水酸化アルミニウム粉末0.051gを添加して均一に攪拌して溶解した。この混合水溶液に無定形シリカ(Cab-O-Sil)0.933gを少量ずつ添加、攪拌混合して反応混合物を調製した。この反応混合物の組成は表1に示すとおりである。これをテフロン(登録商標)ライニングステンレスオートクレーブに入れて密閉し、電気炉中、80℃で24時間、静置法で予備加熱した。その後オートクレーブを取り出し、急冷した。予備加熱した反応混合物に参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶として0.186g添加して均一に攪拌混合した。これを再びテフロン(登録商標)ライニングステンレスオートクレーブに入れて密閉し、電気炉中、160℃で7日間、静置加熱した。生成物を濾過、洗浄、乾燥した後、X線回折装置により測定した結果、生成物は図6に示すように、MSE型ゼオライトであった。そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
純水2.73gに50w/v%水酸化ナトリウム水溶液0.645g、50wt%水酸化カリウム水溶液0.217g及び35wt%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液1.433gを加えてアルカリ性水溶液を調製し、これに無定形水酸化アルミニウム粉末0.051gを添加して均一に攪拌して溶解した。この混合水溶液に無定形シリカ(Cab-O-Sil)0.933gを少量ずつ添加、攪拌混合して反応混合物を調製した。この反応混合物の組成は表1に示すとおりである。これをテフロン(登録商標)ライニングステンレスオートクレーブに入れて密閉し、電気炉中、80℃で24時間、静置法で予備加熱した。その後オートクレーブを取り出し、急冷した。予備加熱した反応混合物に参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶として0.186g添加して均一に攪拌混合した。これを再びテフロン(登録商標)ライニングステンレスオートクレーブに入れて密閉し、電気炉中、160℃で7日間、静置加熱した。生成物を濾過、洗浄、乾燥した後、X線回折装置により測定した結果、生成物は図6に示すように、MSE型ゼオライトであった。そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
〔実施例2ないし12〕
実施例1で用いた原料の使用量を変更した以外は実施例1と同様の方法により表1に示した組成の反応混合物を調製し、実施例1と同じ条件において、静置法で予備加熱した。急冷後、予備加熱した反応混合物に参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶としてそれぞれ表1に記載した量を添加して均一混合した。その後、実施例1と同様の方法で且つ、表1に記載した条件で静置加熱した。生成物は表1に示すように、MSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。実施例12の生成物のX線回折図を図7に示す。また、実施例12の生成物のSEM写真を図8に示す。
実施例1で用いた原料の使用量を変更した以外は実施例1と同様の方法により表1に示した組成の反応混合物を調製し、実施例1と同じ条件において、静置法で予備加熱した。急冷後、予備加熱した反応混合物に参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶としてそれぞれ表1に記載した量を添加して均一混合した。その後、実施例1と同様の方法で且つ、表1に記載した条件で静置加熱した。生成物は表1に示すように、MSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。実施例12の生成物のX線回折図を図7に示す。また、実施例12の生成物のSEM写真を図8に示す。
〔実施例13〕
実施例1と同じ反応混合物を予備加熱することなしに、参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶として添加した以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであった。
実施例1と同じ反応混合物を予備加熱することなしに、参考例1で調製した焼成済みMCM-68を種結晶として添加した以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであった。
〔実施例14〕
種結晶として参考例1で調製した未焼成MCM-68を用いた以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
種結晶として参考例1で調製した未焼成MCM-68を用いた以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
〔実施例15〕
種結晶として実施例1で合成した未焼成MSE型ゼオライトを用い、予備加熱時間を48時間とした以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであった。生成物は図9に示すとおりMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
種結晶として実施例1で合成した未焼成MSE型ゼオライトを用い、予備加熱時間を48時間とした以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は微量のベータ型ゼオライトを含むMSE型ゼオライトであった。生成物は図9に示すとおりMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
〔実施例16〕
種結晶として参考例2でOSDAを使用することなく調製したMSE型ゼオライトを用いた以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は図10に示すとおりMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
種結晶として参考例2でOSDAを使用することなく調製したMSE型ゼオライトを用いた以外は、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は図10に示すとおりMSE型ゼオライトであり、そのSiO2/Al2O3モル比、及び窒素吸着特性から求めた細孔特性は表1に示すとおりであった。
〔比較例1〕
表1に示す反応混合物組成のTEA2O/SiO2モル比を0.05とした反応混合物を用いた以外は実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
表1に示す反応混合物組成のTEA2O/SiO2モル比を0.05とした反応混合物を用いた以外は実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
〔比較例2〕
表1に示す反応混合物組成のTEA2O/SiO2モル比を0(テトラエチルアンモニウムヒドロキシド無添加)とした反応混合物を用いた以外は実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
表1に示す反応混合物組成のTEA2O/SiO2モル比を0(テトラエチルアンモニウムヒドロキシド無添加)とした反応混合物を用いた以外は実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
〔比較例3〕
実施例1と同じ反応混合物を用いて予備加熱を行った後、種結晶を添加することなく実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
実施例1と同じ反応混合物を用いて予備加熱を行った後、種結晶を添加することなく実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。
〔比較例4、5〕
表2に示す反応混合物組成のK2O/(Na2O+K2O)モル比をそれぞれ0.75及び0とした以外は、実施例1と同じ反応混合物を用いて予備加熱を行った後、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。比較例4においては生成物のほとんどが未同定不純物であり、MCM-68は痕跡程度の量にすぎなかった。
表2に示す反応混合物組成のK2O/(Na2O+K2O)モル比をそれぞれ0.75及び0とした以外は、実施例1と同じ反応混合物を用いて予備加熱を行った後、実施例1と同じ方法、条件で結晶化を行った。生成物は表2に示すとおりであった。比較例4においては生成物のほとんどが未同定不純物であり、MCM-68は痕跡程度の量にすぎなかった。
表1及び表2の結果より、本発明の方法ではテトラエチルアンモニウムイオン及び種結晶を特定の組成の反応混合物とともに用いることで、各種の種結晶の何れを用いた場合にも効率よくMSE型ゼオライトを製造できることが判る。
Claims (5)
- (1)以下に示すモル比で表される組成の反応混合物となるように、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、テトラエチルアンモニウムイオン及び水を混合して反応混合物を得、
SiO2/Al2O3=10以上100以下
(Na2O+K2O)/SiO2=0.15以上0.50以下
K2O/(Na2O+K2O)=0.05以上0.7以下
TEA2O/SiO2=0.08以上0.20以下
H2O/SiO2=5以上50以下
(式中、TEAはテトラエチルアンモニウムイオンを表す。)
(2)MSE型ゼオライトを種結晶として用い、これを前記反応混合物中のシリカ成分に対して5質量%以上30質量%以下の割合で該反応混合物に添加し、
(3)前記種結晶が添加された前記反応混合物を100℃以上200℃未満の温度で密閉下に加熱する、MSE型ゼオライトの製造方法。 - 種結晶を非含有である反応混合物を、密閉下に50℃以上100℃以下の温度で予備加熱した後、種結晶を該反応混合物に添加し、更に該反応混合物を100℃以上200℃未満の温度で密閉下に加熱する請求項1に記載のMSE型ゼオライトの製造方法。
- 種結晶が上記(1)から(3)までの工程を経て製造されたMSE型ゼオライトである請求項1又は2記載のMSE型ゼオライトの製造方法。
- 種結晶が上記(1)から(3)までの工程以外の工程で得られたMSE型ゼオライトである請求項1又は2記載のMSE型ゼオライトの製造方法。
- 密閉下に加熱する工程で反応混合物を攪拌する請求項1ないし4の何れか1項に記載のMSE型ゼオライトの製造方法。
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