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特表2024-511575フェリエライト構造を有するゼオライトの合成
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-14
(54)【発明の名称】フェリエライト構造を有するゼオライトの合成
(51)【国際特許分類】
   C01B 39/44 20060101AFI20240307BHJP
【FI】
C01B39/44
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555530
(86)(22)【出願日】2022-03-15
(85)【翻訳文提出日】2023-09-11
(86)【国際出願番号】 IB2022052303
(87)【国際公開番号】W WO2022195463
(87)【国際公開日】2022-09-22
(31)【優先権主張番号】17/206,329
(32)【優先日】2021-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503148834
【氏名又は名称】シェブロン ユー.エス.エー. インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シュミット、ジョエル エドワード
【テーマコード(参考)】
4G073
【Fターム(参考)】
4G073BA02
4G073BA04
4G073BA57
4G073BA63
4G073BA75
4G073BB06
4G073BB45
4G073BD21
4G073CZ15
4G073FB02
4G073FB11
4G073FB28
4G073FC12
4G073FC30
4G073GA01
4G073GA03
4G073GB02
(57)【要約】
フェリエライトフレームワーク構造を有するゼオライトは、構造指向剤としてn-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン及びn-アミルアミンの1つ以上を使用して製造される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
FERフレームワーク型のゼオライトを合成する方法であって、前記方法は、
(1)反応混合物を形成することであって、前記反応混合物は、
(a)ケイ素の源、
(b)アルミニウムの源、
(c)n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、n-アミルアミン、またはそれらの組み合わせからなる構造指向剤(Q)、
(d)アルカリ金属(M)の源、
(e)水酸化物イオンの源、
(f)水、及び
(g)種結晶を含む、前記形成すること、ならびに、
(2)前記反応混合物を、前記ゼオライトの結晶を形成するのに十分な結晶化条件に供することを含む、前記方法。
【請求項2】
前記反応混合物のモル比の組成は、以下のとおりである
【表1A】

、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記反応混合物のモル比の組成は、以下のとおりである
【表1B】

、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記反応混合物は、ケイ素とアルミニウムとの組み合わせ源としてアルミナ被覆シリカを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記アルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、またはそれらの組み合わせである、請求項5に記載の方法。
【請求項6】
前記種結晶は、FERフレームワーク型ゼオライトを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記反応混合物は、0.01重量ppm~10,000重量ppmの種結晶を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記結晶化条件は、自己圧力下で前記反応を125℃~200℃の温度で24時間~240時間加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
FERフレームワーク型のゼオライトであって、合成されたままの形態で、その孔内にn-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、及びn-アミルアミンの1つ以上を含む、前記ゼオライト。
【請求項10】
SiO/Alのモル比が20~100の範囲である、請求項9に記載のゼオライト。
【請求項11】
SiO/Alのモル比が25~85の範囲である、請求項9に記載のゼオライト。
【請求項12】
ブロンステッド酸サイト密度が350μmolのH/g~500μmoのH/gの範囲である、請求項9に記載のゼオライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、FERフレームワークタイプを有するゼオライトの調製方法に関する。
【背景技術】
【0002】
分子篩材料は、国際ゼオライト協会の構造委員会によって、IUPACゼオライト命名規則に従って分類される。この分類によれば、フレームワークタイプのゼオライト及び他の結晶性微多孔結晶材料で、構造が確立されているものは、3文字のコードが割り当てられ、”Atlas of Zeolite Framework Types” by Ch. Baerlocher, L.B. McCusker and D.H. Olson (Elsevier, Sixth Revised Edition, 2007)で説明されている意味を持つ。
【0003】
構造が確立されている既知の分子篩材の1つは、FERとして指定される材料であり、これは独自の二次元10-/8-メンバードリングチャネルシステムを有する分子篩である。FERフレームワークタイプのゼオライトの例としては、フェリエライト、FU-9、ISI-6、NU-23及びZSM-35がある。FERフレームワークタイプのゼオライトは、オレフィンの異性化のような様々な変換プロセスのための有用な触媒成分である。
【0004】
本開示によれば、FERフレームワークタイプのゼオライトは、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン及びn-アミルアミンの1つ以上を構造指向剤として使用し、特にアルミナ被覆シリカをケイ素及びアルミニウムの複合源として使用することで合成することができることが見出された。
【発明の概要】
【0005】
一態様では、FERフレームワークタイプのゼオライトを合成する方法が提供され、該方法は、(1)反応混合物を形成することであって、該反応混合物は、(a)ケイ素の源、(b)アルミニウムの源、(c)n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、n-アミルアミン、またはそれらの任意の組み合わせを含む構造指向剤(Q)、(d)アルカリ金属(M)の源、及び(e)水酸化物イオンの源、(f)水、及び(g)種結晶を含む、反応混合物を形成すること、ならびに、(2)ゼオライトの結晶を形成するのに十分な結晶化条件下で反応混合物を処理することを含む。
【0006】
別の態様では、FERフレームワークタイプのゼオライトが提供され、その合成時の形態で、その細孔内にn-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン及びn-アミルアミンの1つ以上を含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施例1の合成時のゼオライトの粉末X線回折(XRD)パターンを示す。
【0008】
図2】実施例2のアンモニウム型ゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0009】
図3】実施例2のアンモニウム型ゼオライトの走査型電子顕微鏡(SEM)画像を、さまざまな拡大率で示す。
【0010】
図4】実施例3の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0011】
図5】実施例4の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0012】
図6】実施例5の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0013】
図7】実施例6の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0014】
図8】実施例7のアンモニウム型ゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0015】
図9】実施例7のアンモニウム型ゼオライトの様々な倍率でのSEM画像を示す。
【0016】
図10】実施例8のアンモニウム型ゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0017】
図11】実施例8のアンモニウム型ゼオライトの様々な倍率でのSEM画像を示す。
【0018】
図12】実施例9の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0019】
図13】実施例10の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0020】
図14】実施例11の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0021】
図15】実施例12の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0022】
図16】実施例13の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0023】
図17】実施例14の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0024】
図18】実施例15の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0025】
図19】実施例16の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0026】
図20】実施例17の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0027】
図21】実施例18の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0028】
図22】実施例19の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0029】
図23】実施例20の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0030】
図24】実施例21の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0031】
図25】実施例22の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0032】
図26】実施例23のアンモニウム型ゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0033】
図27】実施例23のアンモニウム型ゼオライトの様々な倍率でのSEM画像を示す。
【0034】
図28】実施例24のアンモニウム型ゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0035】
図29】実施例24のアンモニウム型ゼオライトの様々な倍率でのSEM画像を示す。
【0036】
図30】実施例25の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0037】
図31】実施例26の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0038】
図32】実施例27の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0039】
図33】実施例28の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【0040】
図34】実施例29の合成後のゼオライトの粉末XRDパターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【0041】
定義
本明細書において使用される「フレームワーク型」という用語は、”Atlas of Zeolite Framework Types” by Ch. Baerlocher, L.B. McCusker and D.H. Olson (Elsevier, Sixth Revised Edition, 2007)で説明されている意味を持つ。
【0042】
用語「FER」は、国際ゼオライト協会構造委員会が認識するFERトポロジカルタイプを指す。
【0043】
用語「合成後」とは、結晶化後、構造指向剤の除去前のゼオライトの形態を指す。
【0044】
用語「SiO/Alモル比」は、「SAR」と略記してもよい。
【0045】
ゼオライトの合成
FERフレームワーク型のゼオライトは、(1)反応混合物を形成することであって、前記反応混合物は、(a)ケイ素の源、(b)アルミニウムの源、(c)n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、n-アミルアミン、またはそれらの任意の組み合わせを含む構造指向剤(Q)、(d)アルカリ金属(M)の源、(e)水酸化物イオンの源、(f)水、及び(g)種結晶を含む、反応混合物を形成すること、ならびに、(2)反応混合物を、ゼオライトの結晶を形成するのに十分な結晶化条件に供することによって合成される。
【0046】
反応混合物のモル比の組成は、表1に示される範囲内であり得る。
【表1】

ここで、Qは、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、n-アミルアミン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0047】
適切なケイ素源には、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、フュームドシリカ、アルカリ金属ケイ酸塩、及びテトラアルキルオルトシリケートが含まれる。
【0048】
適切なアルミニウム源には、水和アルミナ、アルミニウム水酸化物、アルカリ金属アルミニウム酸塩、アルミニウムアルコキシド、及び水溶性アルミニウム塩(例えば、アルミニウム硝酸塩)が含まれる。
【0049】
さらにまたは代わりに、ケイ素及びアルミニウムの組み合わせた源を使用することができる。ケイ素及びアルミニウムの組み合わせた源は、アルミナ被覆シリカであってもよい。アルミナ被覆シリカはSiO/Alモル比が少なくとも30(例えば、30~170、または35~100)であることができる。異なるシリカ-アルミナモル比を有する2つ以上のアルミナ被覆シリカ材料を使用することができる。アルミナ被覆シリカ材料は、反応混合物中のケイ素及びアルミニウムの唯一または主要な源として使用されることができる。存在する場合、別のケイ素源(例えば、コロイダルシリカ)が含まれていてもよい。
【0050】
構造指向剤(Q)は、n-プロピルアミン[CH(CHNH]、n-ブチルアミン[CH(CHNH]、イソブチルアミン[(CHCHCHNH]、及びn-アミルアミン[CH(CHNH]の1つ以上を含む。
【0051】
アルカリ金属(M)は、通常、水酸化物イオンの源とともに反応混合物に導入される。そのような金属の例としては、ナトリウム及び/またはカリウム、及びリチウム、ルビジウム、及びセシウムが含まれる。
【0052】
反応混合物には、通常、FERフレームワーク型ゼオライトの種結晶が含まれており、反応混合物の重量に対して望ましくは0.01~10,000重量ppm(例えば、100~5000重量ppm)の量である。種結晶付けは、FERの選択性を向上させるため及び/または結晶化プロセスを短縮するために有利であることがある。
【0053】
上記の反応混合物から所望のゼオライトの結晶化は、適切な反応器容器(例えば、ポリプロピレンジャーまたはテフロン(登録商標)ライナー付きまたはステンレス鋼のオートクレーブ)で、静的、タンブル、または攪拌条件下で、125℃~200℃(例えば、140℃~185℃)の温度で、使用される温度で結晶化が起こるのに十分な時間(例えば、約24時間~240時間(例えば、36時間~100時間))実施することができる。結晶化は通常、オートクレーブ内で圧力下に行われ、反応混合物は自己発生圧力を受ける。
【0054】
所望のゼオライト結晶が形成されたら、固形生成物は、遠心分離またはろ過のような標準的な機械的分離技術を用いて反応混合物から分離することができる。回収された結晶は水洗され、その後乾燥され、合成後のゼオライト結晶を得るために数秒から数分(例えば、フラッシュ乾燥の場合5秒~10分)または数時間(例えば、75℃~150℃でのオーブン乾燥の場合4時間~24時間)乾燥させる。乾燥工程は真空下または大気圧下で行われることができる。
【0055】
結晶化プロセスの結果として、回収された結晶性ゼオライト生成物は、合成に使用された構造指向剤の少なくとも一部をその孔内に含む。
【0056】
合成されたゼオライトは、熱処理、オゾン処理、またはその他の処理を受けて、合成に使用された構造指向剤の一部または全部を除去することができる。構造指向剤の除去は、熱処理(例えば、焼成)を使用して行うことができ、その際に、合成された材料が空気、窒素、またはそれらの混合物から選択された雰囲気中で、構造指向剤の一部または全部を除去するのに十分な温度で加熱される。熱処理には減圧が使用される場合があるが、便宜上、大気圧が望ましい。熱処理は、少なくとも370℃(例えば、400℃~700℃)で少なくとも1分間行い、通常は20時間を超えない(例えば、1~8時間)。
【0057】
FERフレームワーク型ゼオライトは、1種類または複数種類の非フレームワークアルカリ金属を含むことができる。通常、アルカリ金属カチオンをイオン交換によって除去し、水素、アンモニウム、または任意の金属イオンに置換することが望ましい。したがって、ゼオライトはNa-形ゼオライト、K-形ゼオライト、またはNa-、K-形の組み合わせ等であるか、またはH-形ゼオライト、アンモニウム型ゼオライト、または金属交換ゼオライトであることができる。典型的なイオン交換技術は、合成ゼオライトを所望の置換カチオンまたはカチオンの塩を含む溶液で接触させることを含む。代表的なイオン交換技術は、技術分野で広く知られている。イオン交換は合成後に発生し、ゼオライトが焼成される前後のいずれかで行われることがある。所望の置換カチオンの塩溶液と接触した後、ゼオライトは通常、水で洗浄され、65℃~315℃(例えば、80℃~150℃)の温度で乾燥される。
【0058】
ゼオライトの特性評価
合成された状態及び無水の形で、FERフレームワーク型ゼオライトは、モル比で表した化学組成が、表2に示す範囲内であり得る。
【表2】

ここで、Qは、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、n-アミルアミン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0059】
本明細書に記載された方法で合成されたFERフレームワーク型ゼオライトは、粉末XRDパターンによって特徴付けられる。FERフレームワーク型ゼオライトの代表的な粉末XRDパターンは、”Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites” by M.M.J. Treacy and J.B. Higgins (Elsevier, Fifth Revised Edition, 2007)を参照することができる。
【0060】
ここで報告されるX線回折データは、銅Kα放射線を使用して標準的な手法で収集された。格子定数の変化により、特定の試料のフレームワーク種のモル比が変化すると、回折パターンに微妙な変化が生じることがある。さらに、十分に小さな結晶は、ピークの形状と強度に影響を与え、顕著なピークの広がりを引き起こす。回折パターンの微妙な変化は、調製に使用される有機化合物の変化によっても生じることがある。焼成はXRDパターンのわずかなシフトも引き起こすことがある。これらの小さな摂動にもかかわらず、基本的な結晶格子構造は変わらない。
【0061】
いくつかの態様では、本明細書で説明されるように調製されたFERフレームワーク型ゼオライトは、n-プロピルアミン温度プログラム脱着(TPD)によって測定された組成物の350μmolのH/g~500μmolのH/g(例えば、375μmolのH/g~450μmolH/g)の範囲の全ブロンステッド酸部位密度を有することができる。
【実施例
【0062】
以下の説明的な実施例は、制限を意図したものではない。
【0063】
以下の実施例1~29の合成では、開始材料が23mLのテフロン(登録商標)ライナーに充填された。次に、テフロン(登録商標)ライナーがキャップされ、鋼のパーオートクレーブ内で密封された。次に、オートクレーブが、転がり条件(43rpm)で保持温度170℃のコンベクションオーブンで2~3日間加熱された。製品はろ過によって分離され、大量の脱イオン水で洗浄され、最後に85℃の空気中で乾燥された。
【0064】
実施例1~29の合成に使用されたモル比及び条件は、以下の表3に要約されている。
【0065】
実施例1
1MのNaOHの4.42gを脱イオン水の2.43gと混合し、Nalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gを加えた。次に、イソブチルアミン0.35gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0066】
製品の粉末XRDパターンは図1に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0067】
実施例2
1MのNaOHの5.53gをNalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の5.00gと混合した。次に、イソブチルアミン0.43gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0068】
回収された合成物は、空気中で焼成され、焼成皿に薄い層を置き、室温から1℃/分の速度で120℃まで加熱され、120℃で2時間保持された。次に、温度が1℃/分の速度で540℃まで上昇し、540℃で5時間保持された。温度は再び1℃/分で595℃まで上昇し、595℃で5時間保持された。材料は室温まで冷却された。
【0069】
焼成物は、アンモニウム型に変換された。これは、アンモニウム硝酸塩の溶液中で加熱することによって行われた(通常、1gのNHNO/1gのゼオライトを10mLのHO中で85℃で少なくとも3時間加熱)。その後、材料は濾過された。これを合計3回の交換のために2回繰り返した。最後に、材料は脱イオン水で100μS/cm未満の導電率になるまで洗浄され、85℃の空気中で乾燥された。
【0070】
酸サイト密度は、n-プロピルアミン温度プログラム脱着(TPD)を用いて測定され、423μmolのH/gであることが分かった。
【0071】
窒素マイクロ孔容積は0.14cm/g(t-plot解析)であり、BET表面積は324m/gであった。
【0072】
材料は、誘導結合プラズマ-原子発光分光法(ICP-AES)によって決定されたSiO/Alモル比(SAR)が30であった。
【0073】
アンモニウム型材料の粉末XRDパターンは図2に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。材料の様々な倍率でのSEM画像は図3に示されている。
【0074】
実施例3
1MのKOH4.42gを脱イオン水2.45gとNalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gと混合した。次に、イソブチルアミン0.35gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0075】
生成物の粉末XRDパターンは図4に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0076】
実施例4
23mLのテフロン(登録商標)オートクレーブ中で、1MのNaOHの5.41gを脱イオン水2.45gとNalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gとLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカ0.39gと混合した。次に、イソブチルアミン0.42gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0077】
生成物の粉末XRDパターンは図5に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0078】
実施例5
23mLのテフロン(登録商標)オートクレーブ中で、1MのNaOHの5.41gと脱イオン水3.15gをNalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gとLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカ0.69gと混合した。次に、イソブチルアミン0.42gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0079】
生成物の粉末XRDパターンは図6に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0080】
実施例6
23mLのテフロン(登録商標)オートクレーブ中で、1MのNaOHの4.74gを脱イオン水2.86gとNalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の3.00gとLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカ1.00gと混合した。次に、イソブチルアミン0.37gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0081】
生成物の粉末XRDパターンは図7に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0082】
実施例7
23mLのテフロン(登録商標)オートクレーブに、1MのNaOHの4.74gと、脱イオン水の2.86g、Nalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の3.00g及びLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカの1.00gを混合した。次に、イソブチルアミン0.37gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0083】
回収された合成物は、焼成され、次いで実施例2の方法に従ってアンモニウム型に変換された。
【0084】
酸サイト密度は、n-プロピルアミンTPDを用いて特徴付けられ、421μmolのH/gであることが分かった。
【0085】
窒素マイクロ孔体積は0.13cm/g(t-プロット解析)であり、BET表面積は285m/gであった。
【0086】
ICP-AESによって決定されたSiO/Alモル比(SAR)は41であった。
【0087】
アンモニウム型材料の粉末XRDパターンは、図8に示されており、材料がFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。図9に、さまざまな倍率での材料のSEM画像が示されている。
【0088】
実施例8
1MのNaOHの4.74gと、脱イオン水の3.05g、Nalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の2.00g及びLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカの1.80gを混合した。次に、イソブチルアミンの0.37gを添加し、その後、ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0089】
回収された合成物は、焼成され、次いで実施例2の方法に従ってアンモニウム型に変換された。
【0090】
酸サイト密度は、n-プロピルアミンTPDを用いて特徴付けられ、400μmolのH/gであることが分かった。
【0091】
ICP-AESによって決定されたSiO/Alモル比(SAR)は57であった。
【0092】
アンモニウム型材料の粉末XRDパターンは、図10に示されており、材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。図11に、さまざまな倍率での材料のSEM画像が示されている。
【0093】
実施例9
1MのNaOHの4.74gと、脱イオン水の3.14g、Nalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の1.50g及びLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカの2.20gを混合した。次に、イソブチルアミン0.37gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0094】
合成物の粉末XRDパターンは、図12に示されており、物質が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0095】
実施例10
1MのNaOHの4.74gと、脱イオン水の3.24g、Nalcoアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の1.00g及びLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカの2.59gを混合した。次に、イソブチルアミン0.37gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0096】
合成物の粉末XRDパターンは、図13に示されており、物質が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0097】
実施例11
1MのNaOHの3.71gを、脱イオン水2.29g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)3.00gと混合した。次に、イソブチルアミン0.29gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0098】
合成物の粉末XRDパターンは、図14に示すように、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0099】
実施例12
1MのNaOHの4.63gを、脱イオン水2.96g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)の3.00gと混合し、その後、LUDOX(登録商標) AS-30コロイドシリカ0.66gを添加した。次に、イソブチルアミン0.36gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0100】
合成物の粉末XRDパターンは、図15に示すように、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0101】
実施例13
1MのNaOHの3.71gを、脱イオン水2.42g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)の2.00gと混合し、その後、LUDOX(登録商標) AS-30コロイドシリカ0.883gを添加した。次に、イソブチルアミン0.29gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0102】
合成物の粉末XRDパターンは、図16に示すように、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0103】
実施例14
1MのNaOHの4.32gを、脱イオン水2.91g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)1.75gと混合した。次に、イソブチルアミン0.34gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0104】
合成物の粉末XRDパターンは、図17に示すように、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0105】
実施例15
1MのNaOHの6.32gを、脱イオン水0.60g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の2.00gと混合し、その後、LUDOX(登録商標) AS-30コロイドシリカ2.93gを添加した。次に、イソブチルアミン0.50gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0106】
合成物の粉末XRDパターンは、図18に示すように、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0107】
実施例16
1MのKOHの5.53gを、脱イオン水0.20g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の3.50gと混合し、その後、LUDOX(登録商標) AS-30コロイドシリカ1.17gを添加した。次に、イソブチルアミン0.43gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0108】
合成物の粉末XRDパターンは、図19に示すように、該材料が純粋な相のFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0109】
実施例17
1MのKOHの6.32gを脱イオン水0.61gと、Nalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の2.00g及びLUDOX(登録商標) AS-30コロイダルシリカ2.93gと混合した。次に、0.53gのイソブチルアミンを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0110】
合成物の粉末XRDパターンは、図20に示され、材料は少量のSTI及び層状相を伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0111】
実施例18
1MのNaOHの5.29gを脱イオン水5.13gと混合し、次にReheis F2000水和アルミナ0.10gを加えてよく混合した。これにCAB-O-SIL(登録商標) M-5フュームドシリカ1.13gを加え、均一になるまで混合した。次に、イソブチルアミンの0.41gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0112】
合成物の粉末XRDパターンは、図21に示され、材料は純相のFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0113】
実施例19
1MのNaOHの5.66gを脱イオン水5.51gと混合し、次にReheis F2000水和アルミナ0.075gを加えてよく混合した。この混合物に、CAB-O-SIL(登録商標) M-5フュームドシリカ1.22gを加え、均一になるまで混合した。次にイソブチルアミン0.44gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。モル比は表2に示されている。
【0114】
合成物の粉末XRDパターンは、図22に示され、材料は純相のFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0115】
実施例20
1MのNaOHの5.66gを脱イオン水5.52gと混合し、次にReheis F2000水和アルミナ0.05gを加えてよく混合した。この混合物に、CAB-O-SIL(登録商標) M-5フュームドシリカ1.22gを加え、均一になるまで混合した。次に、イソブチルアミン0.44gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0116】
合成物の粉末XRDパターンは、図23に示され、材料は少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0117】
実施例21
1MのNaOHの5.28gを脱イオン水5.16gと混合し、次にReheis F2000水和アルミナ0.035gを加えてよく混合した。この混合物に、CAB-O-SIL(登録商標) M-5フュームドシリカ1.13gを加え、均一になるまで混合した。次に、イソブチルアミン0.42gを添加し、その後ゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0118】
合成物の粉末XRDパターンは、図24に示され、材料は少量のSTI及び層状相を伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0119】
実施例22
1MのNaOHの5.29gを、Nalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)の4.00gと混合した。次いで、イソブチルアミンの0.39gを添加し、その後にゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0120】
合成物の粉末XRDパターンは、図26に示されており、該材料が少量のSTIを伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0121】
実施例23
1MのNaOHの4.94gを、脱イオン水0.24g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)の4.00gと混合した。次いで、イソブチルアミンの0.39gを添加し、その後にゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0122】
回収された合成物は、焼成され、次いで実施例2の方法に従ってアンモニウム型に変換された。
【0123】
酸サイト密度は、n-プロピルアミンTPDを用いて特性付けられ、425μmolのH/gであることが分かった。
【0124】
窒素マイクロ孔容積は、t-プロット解析により0.06cm/gであり、BET表面積は147m/gであった。
【0125】
ICP-AESによって決定されたSiO/Alモル比(SAR)は77であった。
【0126】
アンモニウム型材料の粉末XRDパターンは、図26に示されており、該材料が少量の不純物を伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。図27は、さまざまな倍率での材料のSEM画像を示している。
【0127】
実施例24
1MのNaOHの4.41gを、脱イオン水0.75g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100)の4.00gと混合した。次いで、イソブチルアミンの0.39gを添加し、その後にゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。モル比は表2に示されている。
【0128】
回収された合成物は、焼成され、次いで実施例2の方法に従ってアンモニウム型に変換された。
【0129】
酸サイト密度は、n-プロピルアミンTPDを用いて特性付けられ、424μmolのH/gであることが分かった。
【0130】
窒素マイクロ孔容積は、t-プロット解析により0.05cm/gであり、BET表面積は134m/gであった。
【0131】
ICP-AESによって決定されたSiO/Alモル比(SAR)は81であった。
【0132】
アンモニウム型材料の粉末XRDパターンは、図28に示されており、該材料が少量の不純物を伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。図29は、さまざまな倍率での材料のSEM画像を示している。
【0133】
実施例25
1MのNaOHの3.53gを、脱イオン水1.59g及びNalcoのアルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=100、26.5%固形分)の4.00gと混合した。次いで、イソブチルアミンの0.39gを添加し、その後にゼオライトFERの種結晶0.05gを添加した。
【0134】
合成物の粉末XRDパターンは、図30に示されており、該材料が少量のSTI及び層状相を伴うFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0135】
実施例26
1MのNaOHの4.42gを、Nalco製アルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gと混合した。次に、n-プロピルアミン0.28gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0136】
合成物の粉末XRDパターンは、図31に示されており、その材料は純粋なFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0137】
実施例27
1MのNaOHの4.42gを、Nalco製アルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gと混合した。次に、ジプロピルアミン0.48gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0138】
合成物の粉末XRDパターンは、図32に示されており、その材料はMFIフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0139】
実施例28
1MのNaOHの4.42gを、Nalco製アルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gと混合した。次に、n-ブチルアミン0.35gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0140】
合成物の粉末XRDパターンは、図33に示されており、その材料は純粋なFERフレームワーク型ゼオライトであることを示している。
【0141】
実施例29
1MのNaOHの4.42gを、Nalco製アルミナ被覆シリカDVSZN007(SAR=35、24.5%固形分)の4.00gと混合した。次に、n-アミルアミン0.41gを加え、さらにゼオライトFERの種結晶0.05gを加えた。
【0142】
合成物の粉末XRDパターンは、図34に示されており、その材料はFER及びMFIフレームワーク型ゼオライトの混合物であることを示している。

【表3】

【表3】


【表3】

【表3】

(a)注:「Nalco(35)」はナルコ・アルミナ被覆シリカ(SAR=35)、「Nalco(100)」はナルコ・アルミナ被覆シリカ(SAR=100)、「Ludox」はLUDOX(登録商標) AS-30コロイドシリカ、「Cabosil」はCAB-O-SIL(登録商標) M-5フュームドシリカ、「Reheis」はReheis F2000水和アルミナを表す。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31
図32
図33
図34
【国際調査報告】