JP2018145044A - Transition metal carried aei type silico-alumino-phosphate and catalyst for nitrogen oxide purification treatment - Google Patents
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Abstract
【課題】耐水性の高い遷移金属担持AEI型SAPO及び窒素酸化物浄化処理用触媒を提供する。【解決手段】骨格構造に少なくともケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに、Ti、Fe,Co,Ni、Cu、Zn,Ga,Zr,Mo,W、Pt,Au、及びCeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属を担持した遷移金属担持AEI型シリコアルミノ燐酸塩。該ゼオライトの遷移金属担持量が0.5重量%以上10.0重量%以下であり、ゼオライト骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比xが0.01〜0.20であり、SEM像から得られる平均1次粒子径が1μm以上50μm以下であり、平均1次粒子径に対する粒度分布から得られるメジアン径の比が10以下である。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transition metal-supported AEI type SAPO having high water resistance and a catalyst for nitrogen oxide purification treatment. SOLUTION: A group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Mo, W, Pt, Au, and Ce in a zeolite having at least a silicon atom, a phosphorus atom, and an aluminum atom in a skeleton structure. A transition metal-supporting AEI-type siliconaluminophosphate carrying at least one transition metal selected from the above. The transition metal carrying amount of the zeolite is 0.5% by weight or more and 10.0% by weight or less, and the molar ratio x of the silicon atom to the total of the silicon atom, the aluminum atom and the phosphorus atom in the zeolite skeleton structure is 0.01 to 0.01. It is 0.20, the average primary particle diameter obtained from the SEM image is 1 μm or more and 50 μm or less, and the ratio of the median diameter obtained from the particle size distribution to the average primary particle diameter is 10 or less. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、耐水性の高い遷移金属担持AEI型シリコアルミノ燐酸塩(以下、「AEI型SAPO」という)、及び窒素酸化物浄化処理用触媒に関する。 The present invention relates to a transition metal-supported AEI-type silicoaluminophosphate (hereinafter referred to as “AEI-type SAPO”) and a nitrogen oxide purification treatment catalyst having high water resistance.
シリコアルミノ燐酸塩(以下、「SAPO」という)は、1984年にユニオンカーバイド社(UCC)によって開発された。このSAPOは、PO2 +、AlO2 −及びSiO2の四面体で三次元骨格構造を構成している。 Silicoaluminophosphate (hereinafter “SAPO”) was developed in 1984 by Union Carbide (UCC). This SAPO forms a three-dimensional skeleton structure with tetrahedrons of PO 2 + , AlO 2 − and SiO 2 .
上記のSAPOのうち、AEI型SAPOが有用な触媒であるとの報告例があり、例えば非特許文献1では、AEI型SAPOが、MTO反応において、CHA型SAPOより低級オレフィンの転化率が高く寿命が長い触媒として報告されている。非特許文献2には、AEI型SAPOの寿命は、CHA型SAPOに比べて酸強度が少し低いといった性質があり、それはコーキングによる細孔閉塞を抑制しているためであると記載されている。
Among the above-mentioned SAPO, there is a report example that AEI-type SAPO is a useful catalyst. For example, in Non-Patent Document 1, AEI-type SAPO has a higher conversion rate of lower olefin than CHA-type SAPO in MTO reaction and has a long life. Has been reported as a long catalyst. Non-Patent
また、非特許文献3には、Cuを担持したAEI型SAPOが窒素酸化物(Nox)の選択的触媒還元(SCR)用の触媒として高い活性を示すことが報告されている。 Non-Patent Document 3 reports that AEI-type SAPO supporting Cu exhibits high activity as a catalyst for selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxide (Nox).
AEI型SAPOには耐水性が低いという問題点がある。例えば、特許文献1には、AEI型SAPOは、水蒸気雰囲気下での酸量維持率が低く、耐水性が低いことが報告されている。そのため、AEI型SAPOは、比較的骨格密度が低く、細孔容量が大きいため、乾燥材や吸着材等として高い性能を示すことが予想されるにもかかわらず、乾燥材や吸着ヒートポンプ(AHP)等に用いるような水吸脱着剤としては適さない。 AEI type SAPO has a problem of low water resistance. For example, Patent Document 1 reports that AEI-type SAPO has a low acid amount maintenance rate in a steam atmosphere and low water resistance. Therefore, AEI-type SAPO has a relatively low skeleton density and a large pore volume, so that it is expected to show high performance as a desiccant, an adsorbent, etc., but the desiccant and the adsorption heat pump (AHP) It is not suitable as a water adsorbing and desorbing agent used for the above.
SAPOを触媒や吸着材として使用する場合には、粉末をスラリー化しハニカムへ塗布して保持させることが多い。スラリー化の際の吸着熱や、ハニカム塗布後の乾燥・焼成時に水が脱着することにより、SAPOの結晶性が低下する。非特許文献5に記載のSAPOは、水の吸脱着により、骨格元素結合Si−O−Al、P−O−Alの結合角や、結合長が変化する。水の吸着・脱着により、骨格元素結合Si−O−AlやP−O−Alが分解され、ゼオライト骨格の構造が破壊される。ゼオライト骨格の構造が破壊されれば、触媒表面積の低下によるさらなる触媒活性の低下を招く。 When SAPO is used as a catalyst or adsorbent, the powder is often slurried and applied to a honeycomb for holding. The heat of adsorption at the time of slurrying and the desorption of water during drying and firing after application of the honeycomb reduces the crystallinity of SAPO. The SAPO described in Non-Patent Document 5 changes the bond angle and bond length of skeleton element-bonded Si—O—Al and P—O—Al due to the adsorption and desorption of water. By the adsorption / desorption of water, the skeleton element-bonded Si—O—Al and P—O—Al are decomposed, and the structure of the zeolite skeleton is destroyed. If the structure of the zeolite skeleton is destroyed, the catalytic activity is further reduced due to a reduction in the catalyst surface area.
非特許文献5、6の通り、SAPOを排ガス浄化用触媒として用いる場合には、鉄、銅など遷移金属をゼオライトに担持することにより高い触媒性能が得られる。 As described in Non-Patent Documents 5 and 6, when SAPO is used as an exhaust gas purification catalyst, high catalyst performance can be obtained by supporting a transition metal such as iron or copper on zeolite.
非特許文献7に示されるように、Cu担持AEI型SAPOはSCR触媒として広く知られている。工業的に使用されているCu担持CHA型SAPOと細孔径は同じであるが、より高い高温水蒸気耐久性を有している。 As shown in Non-Patent Document 7, Cu-supported AEI-type SAPO is widely known as an SCR catalyst. Although the pore diameter is the same as that of Cu-supported CHA-type SAPO used industrially, it has higher high-temperature steam durability.
ディーゼルエンジンで軽油が燃焼する際にはハイドロカーボン(以下、HC)、粒状物質(以下、PM)、NOx、水蒸気などが発生する。生じた水蒸気はエンジン停止時やアイドリング時など排ガス温度が低下すると、排ガス処理ステム中で結露し排ガス浄化触媒に吸着する。吸着した水が脱離する際にゼオライト酸点が開裂し触媒性能が低下してしまう。そのため、耐水性が高い排ガス浄化触媒が求められていた。 When diesel oil burns in a diesel engine, hydrocarbon (hereinafter referred to as HC), particulate matter (hereinafter referred to as PM), NOx, water vapor and the like are generated. The generated water vapor is condensed in the exhaust gas treatment system and adsorbed on the exhaust gas purification catalyst when the exhaust gas temperature is lowered when the engine is stopped or idling. When the adsorbed water is desorbed, the zeolitic acid sites are cleaved and the catalytic performance is lowered. Therefore, an exhaust gas purification catalyst having high water resistance has been demanded.
また、AEI型SAPOは、その合成方法が十分に検討されているとはいえない。例えば、非特許文献9に示されているような水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAOH)をテンプレートとして用いる方法では、合成時間が長いうえに200℃以上の高温が必要となる。非特許文献9及び特許文献1に示されているN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)をテンプレートとして用いる方法が現在最も広く利用されている。この方法は、160〜180℃の比較的温和な合成温度で合成できる点では上述のTEAOHを用いる方法に比べて優れているが、合成に時間が掛かる。また、いずれの方法においても、生成したAEI型SAPO結晶の粒径が非常に小さいので、濾過に時間が掛かり、生産性が非常に低く、工業的製造に適さない。 Moreover, it cannot be said that the synthesis method of AEI type SAPO has been sufficiently studied. For example, in the method using tetraethylammonium hydroxide (TEAOH) as a template as shown in Non-Patent Document 9, the synthesis time is long and a high temperature of 200 ° C. or higher is required. A method using N, N-diisopropylethylamine (DIEA) shown in Non-Patent Document 9 and Patent Document 1 as a template is currently most widely used. Although this method is superior to the above-described method using TEAOH in that it can be synthesized at a relatively mild synthesis temperature of 160 to 180 ° C., it takes time to synthesize. In any of the methods, the produced AEI type SAPO crystal has a very small particle size, so it takes time for filtration, the productivity is very low, and it is not suitable for industrial production.
このように、遷移金属担持AEI型SAPOを排ガス浄化触媒等として使用するためには、耐水性が必要である。そのため、従来では得られなかった、より優れた耐水性を有する遷移金属担持AEI型SAPOが求められている。 Thus, in order to use the transition metal-supported AEI type SAPO as an exhaust gas purification catalyst or the like, water resistance is required. Therefore, there is a demand for transition metal-supported AEI type SAPO having superior water resistance, which has not been obtained conventionally.
本発明は、耐水性の高い遷移金属担持AEI型SAPO及び窒素酸化物浄化処理用触媒を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a transition metal-supported AEI type SAPO having high water resistance and a catalyst for purifying nitrogen oxides.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、Si/(Al+Si+P)モル比が0.01以上0.20以下であって、平均1次粒子径が1μm以上である遷移金属担持AEI型SAPOの耐水性が高いことを見出した。本発明者らはまた、AEI型SAPOの水熱合成の際に用いるテンプレートとして特定の化合物群から2種類以上を併用すると、耐水性が高いSAPOを、高純度でかつ工業的に利用できる程度の合成時間で製造できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have supported a transition metal having a Si / (Al + Si + P) molar ratio of 0.01 or more and 0.20 or less and an average primary particle diameter of 1 μm or more. It has been found that the water resistance of AEI type SAPO is high. The present inventors have also made it possible to use SAPO having high water resistance at a high purity and industrially when two or more kinds from a specific compound group are used in combination as a template used in hydrothermal synthesis of AEI type SAPO. It has been found that it can be produced in synthesis time.
本発明はかかる知見に基づくものであり、次を要旨とする。
[1] 骨格構造に少なくともケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに、Ti、Fe,Co,Ni、Cu、Zn,Ga,Zr,Mo,W、Pt,Au、及びCeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属を担持した遷移金属担持AEI型SAPOであって、
(1) 該ゼオライトの遷移金属担持量が0.5重量%以上10.0重量%以下であり、
(2) ゼオライト骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に占めるケイ素原子のモル比xが0.01〜0.20であり、
(3) SEM像から得られる平均1次粒子径が1μm以上50μm以下であり、
(4) 平均1次粒子径に対する粒度分布から得られるメジアン径の比が10以下である
ことを特徴とする遷移金属担持AEI型SAPO。
[2] 前記遷移金属に少なくともCuまたはFeを含むことを特徴とする[1]に記載の遷移金属担持AEI型SAPO。
[3] 前記遷移金属がCuであることを特徴とする[1]に記載の遷移金属担持AEI型SAPO。
[4] 前記遷移金属担持量が1.0重量%以上7.0重量%以下である[1]ないし[3]のいずれかに記載の遷移金属担持AEI型SAPO。
[5] 前記ケイ素原子のモル比xが0.03〜0.15である[1]ないし[4]のいずれかに記載の遷移金属担持AEI型SAPO。
[6] 前記ケイ素原子のモル比xが0.04〜0.10である[1]ないし[4]のいずれかに記載の遷移金属担持AEI型SAPO。
[7] [1]ないし[6]のいずれかに記載の遷移金属担持AEI型SAPOを含む窒素酸化物浄化処理用触媒。
The present invention is based on such knowledge, and the gist thereof is as follows.
[1] From a group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Mo, W, Pt, Au, and Ce in a skeleton structure containing at least a silicon atom, a phosphorus atom, and an aluminum atom. A transition metal-supported AEI type SAPO supporting at least one selected transition metal,
(1) The amount of transition metal supported on the zeolite is 0.5 wt% or more and 10.0 wt% or less,
(2) The molar ratio x of silicon atoms in the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms in the zeolite framework structure is 0.01 to 0.20,
(3) The average primary particle diameter obtained from the SEM image is 1 μm or more and 50 μm or less,
(4) A transition metal-supported AEI type SAPO, wherein the ratio of the median diameter obtained from the particle size distribution to the average primary particle diameter is 10 or less.
[2] The transition metal-supported AEI type SAPO according to [1], wherein the transition metal contains at least Cu or Fe.
[3] The transition metal-supported AEI SAPO as described in [1], wherein the transition metal is Cu.
[4] The transition metal-supported AEI SAPO according to any one of [1] to [3], wherein the transition metal-supported amount is 1.0% by weight or more and 7.0% by weight or less.
[5] The transition metal-supported AEI type SAPO according to any one of [1] to [4], wherein a molar ratio x of the silicon atoms is 0.03 to 0.15.
[6] The transition metal-supported AEI type SAPO according to any one of [1] to [4], wherein a molar ratio x of the silicon atoms is 0.04 to 0.10.
[7] A catalyst for purifying nitrogen oxides comprising the transition metal-supported AEI type SAPO according to any one of [1] to [6].
本発明によると、耐水性の高い遷移金属担持AEI型SAPOが提供される。このようなAEI型SAPOは触媒、吸着材、分離材等に広く使用する事ができる。 According to the present invention, a transition metal-supported AEI type SAPO having high water resistance is provided. Such AEI-type SAPO can be widely used as a catalyst, an adsorbent, a separator, and the like.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定はされない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following description is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the contents thereof are not specified.
本発明の遷移金属担持AEI型シリコアルミノ燐酸塩は、骨格構造に少なくともケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子を含むゼオライトに、Ti、Fe,Co,Ni、Cu、Zn,Ga,Zr,Mo,W、Pt,Au、及びCeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属を担持した遷移金属担持AEI型シリコアルミノ燐酸塩であって、該ゼオライトの遷移金属担持量が0.5重量%以上10.0重量%以下であり、ゼオライト骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比xが0.01〜0.20であり、SEM像から得られる平均1次粒子径が1μm以上50μm
以下であり、平均1次粒子径に対する粒度分布から得られるメジアン径の比が10以下であることを特徴とする。
The transition metal-supported AEI-type silicoaluminophosphate of the present invention has a skeleton structure containing at least a silicon atom, a phosphorus atom and an aluminum atom, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Mo, W, A transition metal-supported AEI type silicoaluminophosphate supporting at least one transition metal selected from the group consisting of Pt, Au, and Ce, wherein the zeolite has a transition metal support of 0.5 wt% or more and 10.0 The molar ratio x of silicon atoms to the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms in the zeolite framework structure is 0.01 to 0.20, and the average primary particle diameter obtained from the SEM image is 1μm to 50μm
The ratio of the median diameter obtained from the particle size distribution to the average primary particle diameter is 10 or less.
≪AEI型SAPO≫
以下、本発明のAEI型SAPOについて詳細に述べる。
≪AEI type SAPO≫
Hereinafter, the AEI type SAPO of the present invention will be described in detail.
SAPOとは、米国特許第4,440,871号明細書に記載されているように、結晶質であるとともにマイクロポーラスでありPO2 +、AlO2 −及びSiO2四面体単位からなる三次元マイクロポーラス結晶骨格構造を有する化合物のことである。 SAPO, as described in US Pat. No. 4,440,871, is a three-dimensional micro that is crystalline and microporous and consists of PO 2 + , AlO 2 − and SiO 2 tetrahedral units. It is a compound having a porous crystal skeleton structure.
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOは、AEI構造を有する。AEI構造は、国際ゼオライト学会(IZA)で定義される構造コードでAEI構造となる結晶構造である。 The transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention has an AEI structure. The AEI structure is a crystal structure that becomes an AEI structure with a structure code defined by the International Zeolite Society (IZA).
なお、本発明におけるAEI型SAPOの構造は、X線回折法(X−ray diffraction、以下 XRD)により決定する。 In addition, the structure of AEI type SAPO in the present invention is determined by X-ray diffraction (hereinafter referred to as XRD).
[Si/(Al+Si+P)モル比]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPO中の骨格構造に含まれるケイ素原子、アルミニウム原子、リン原子の合計に対するケイ素原子の存在割合Si/(Al+Si+P)モル比xは、0.01以上、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.053以上、更に好ましくは0.058以上、最も好ましくは0.063以上である。また、Si/(Al+Si+P)モル比は、0.20以下、好ましくは0.12以下、より好ましくは0.093以下、より好ましくは0.088以下、更に好ましくは0.083以下、最も好ましくは0.80以下である。Si/(Al+Si+P)が上記範囲であると、結晶性が高いので、耐熱性、耐水性、高温水蒸気耐性が高くなる。また、十分な酸量を有するため、固体酸触媒として好適に利用できる。Si/(Al+Si+P)が0.01未満であると結晶に欠陥が生じやすくなり、耐熱性、耐水性が低下する。さらに、酸量が少ないSAPOになる。Si/(Al+Si+P)モル比が0.2超であると、酸量が多すぎて、酸点からの加水分解が生じやすくなり、耐水性が低下する。これにより、このようなSAPOを吸着材、乾燥材や固体酸触媒として用いる場合に、その機能が不十分となる場合がある。
[Si / (Al + Si + P) molar ratio]
The abundance ratio Si / (Al + Si + P) molar ratio x of silicon atoms to the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms contained in the skeleton structure in the transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention is 0.01 or more, preferably 0 0.03 or more, more preferably 0.053 or more, still more preferably 0.058 or more, and most preferably 0.063 or more. The Si / (Al + Si + P) molar ratio is 0.20 or less, preferably 0.12 or less, more preferably 0.093 or less, more preferably 0.088 or less, still more preferably 0.083 or less, and most preferably 0.80 or less. When Si / (Al + Si + P) is in the above range, the crystallinity is high, so that the heat resistance, water resistance, and high temperature steam resistance are high. Moreover, since it has sufficient acid amount, it can utilize suitably as a solid acid catalyst. If Si / (Al + Si + P) is less than 0.01, defects tend to occur in the crystal, and heat resistance and water resistance are reduced. Furthermore, it becomes SAPO with a small amount of acid. When the Si / (Al + Si + P) molar ratio is more than 0.2, the amount of acid is too large, hydrolysis from an acid point tends to occur, and water resistance decreases. Thereby, when such SAPO is used as an adsorbent, a desiccant or a solid acid catalyst, its function may be insufficient.
[Al/(Al+Si+P)モル比]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPO中の骨格構造に含まれるケイ素原子、アルミニウム原子、リン原子の合計に対するアルミニウム原子の存在割合Al/(Al+Si+P)モル比は、通常0.3以上、好ましくは0.35以上、より好ましくは0.4以上であり、通常0.6以下、好ましくは0.55以下である。Al/(Al+Si+P)が上記範囲内であると、合成時に不純物が混入しにくくなる傾向がある。
[Al / (Al + Si + P) molar ratio]
The abundance ratio Al / (Al + Si + P) molar ratio of aluminum atoms to the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms contained in the skeleton structure in the transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention is usually 0.3 or more, preferably 0. .35 or more, more preferably 0.4 or more, and usually 0.6 or less, preferably 0.55 or less. If Al / (Al + Si + P) is within the above range, impurities tend to be difficult to mix during synthesis.
[P/(Al+Si+P)モル比]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPO中の骨格構造に含まれるケイ素原子、アルミニウム原子、リン原子の合計に対するリン原子の存在割合P/(Al+Si+P)モル比は、好ましくは0.33以上、より好ましくは0.35以上、更に好ましくは0.38以上、最も好ましくは0.4以上であり、通常0.12以下、好ましくは0.58以下、より好ましくは0.56以下、更に好ましくは0.54以下である。P/(Al+Si+P)が上記下限値以上であると耐水性が高くなり易い。また、zが上記上限値以下であると、耐水性が高く、固体酸量が多い遷移金属担持AEI型SAPOとなる。これによって、吸着材、乾燥材、及び固体酸触媒としての機能が高くなる。
[P / (Al + Si + P) molar ratio]
The abundance ratio P / (Al + Si + P) of phosphorus atoms with respect to the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms contained in the skeleton structure in the transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention is preferably 0.33 or more, more preferably Is 0.35 or more, more preferably 0.38 or more, and most preferably 0.4 or more, usually 0.12 or less, preferably 0.58 or less, more preferably 0.56 or less, and still more preferably 0.00. 54 or less. When P / (Al + Si + P) is not less than the above lower limit, water resistance tends to be high. Further, when z is not more than the above upper limit value, it becomes a transition metal-supported AEI type SAPO having high water resistance and a large amount of solid acid. Thereby, the function as an adsorbent, a desiccant, and a solid acid catalyst becomes high.
[Si、Al、P以外の原子Me]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOは、Al、P原子の一部が他の原子(Me)で置換されていても良い。他の原子(Me)としては、例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、砒素、スズ、硼素、ジルコニウム、パラジウム、などの少なくとも1種があげられるが、これに限定されない。Meは好ましくは、鉄、銅、ガリウムの少なくとも1種である。
[Atom Me other than Si, Al, P]
In the transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention, a part of Al and P atoms may be substituted with other atoms (Me). As other atoms (Me), for example, lithium, magnesium, calcium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, tin, boron, zirconium, palladium, etc. However, the present invention is not limited to this. Me is preferably at least one of iron, copper, and gallium.
Meのモル比は、特に限定されるものではないが、Me、Al、Si、Pの合計に対するMeのモル比をmとすると、mは、通常0以上であり、好ましくは0.001以上であり、通常0.2以下、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.03以下である。 The molar ratio of Me is not particularly limited, but when the molar ratio of Me to the total of Me, Al, Si, and P is m, m is usually 0 or more, preferably 0.001 or more. In general, it is 0.2 or less, preferably 0.05 or less, more preferably 0.03 or less.
Al、Si、P、Meのモル比は、エネルギー分散型X線分光法(EDX)や、蛍光X線分析(XRF)や、走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分光法(SEMEDX)や、誘導結合プラズマ(ICP)元素分析等で測定することができる。EDX、XRF,SEM−EDXでは化学分析によって、元素含有量の値が得られている試料で検量線を作成して、定量することが望ましい。ICPではSAPOを硝酸、フッ酸や水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどで溶解させて測定することができる。 The molar ratio of Al, Si, P, and Me is energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), fluorescent X-ray analysis (XRF), scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEMEDX), It can be measured by inductively coupled plasma (ICP) elemental analysis or the like. In EDX, XRF, and SEM-EDX, it is desirable to create a calibration curve using a sample in which the value of element content is obtained by chemical analysis, and to quantify it. In ICP, SAPO can be measured by dissolving it in nitric acid, hydrofluoric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like.
[平均1次粒子径]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOの平均1次粒子径は、1μm以上であり、好ましくは1.2μm以上であり、より好ましくは1.5μm以上であり、最も好ましくは2.0μm以上であり、50μm以下であり、好ましくは30μm以下で、より好ましくは20μm以下で、さらに好ましくは15μm以下で、最も好ましくは12μm以下である。
[Average primary particle size]
The average primary particle size of the transition metal-supported AEI type SAPO of the present invention is 1 μm or more, preferably 1.2 μm or more, more preferably 1.5 μm or more, and most preferably 2.0 μm or more. , 50 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, even more preferably 15 μm or less, and most preferably 12 μm or less.
ここで、1次粒子径とは、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察される独立した最小単位の粒子のフェレー径であり、平均1次粒子径は、SEMで無作為に抽出した50個以上の1次粒子の1次粒子径を平均した値である。そのため、複数の1次粒子が凝集した2次粒子の直径である2次粒子径や平均2次粒子径と、1次粒子径や平均1次粒子径は異なる。SEMの観察条件は、結晶粒子の形状及び個数が明瞭に観察できるものであれば特に限定されないが、通常2000倍の倍率で撮影する。 Here, the primary particle diameter is the ferret diameter of the smallest unit particle observed by a scanning electron microscope (SEM), and the average primary particle diameter is 50 or more randomly extracted by the SEM. This is a value obtained by averaging the primary particle diameters of the primary particles. Therefore, the secondary particle diameter and average secondary particle diameter, which are the diameters of secondary particles in which a plurality of primary particles are aggregated, are different from the primary particle diameter and average primary particle diameter. SEM observation conditions are not particularly limited as long as the shape and number of crystal grains can be clearly observed, but are usually taken at a magnification of 2000 times.
平均1次粒子径が1.0μm以上の結晶であると、耐熱性、耐水性が高くなりやすい。一方、50μm以下の結晶の平均1次粒子径であれば、SAPOの結晶内における物質の拡散速度が低下しにくくなる。そのため、例えば、本発明のSAPOを固体酸触媒として使用する場合、反応速度が低下しにくくなり、副生成物の増加を抑制することができる。また、吸着材や乾燥材として用いる場合に吸着速度が低下しにくくなる。 When the average primary particle diameter is 1.0 μm or more, heat resistance and water resistance are likely to be high. On the other hand, if the average primary particle diameter of the crystal of 50 μm or less, the diffusion rate of the substance in the SAPO crystal is difficult to decrease. Therefore, for example, when the SAPO of the present invention is used as a solid acid catalyst, the reaction rate is unlikely to decrease, and an increase in by-products can be suppressed. Further, when used as an adsorbent or a desiccant, the adsorption rate is unlikely to decrease.
平均1次粒子径が1.0μm未満であると、拡散速度が大きくなりすぎて、吸着材や乾燥材として用いた際に吸着質の吸脱着に伴う結晶の膨張・収縮が急激になる。さらに、急激な吸脱着は急激な発熱および吸熱を引き起こし、それが更なる結晶の膨張・収縮を引き起こす。その結果、結晶構造の破壊が生じ、吸着容量が低下するため、吸脱着繰返しの耐久性の低下を招く。 When the average primary particle diameter is less than 1.0 μm, the diffusion rate becomes too high, and when used as an adsorbent or a desiccant, the expansion / contraction of crystals accompanying the adsorption / desorption of the adsorbate becomes rapid. Furthermore, rapid adsorption / desorption causes rapid exotherm and endotherm, which causes further crystal expansion / contraction. As a result, the crystal structure is broken, and the adsorption capacity is lowered, so that the durability of repeated adsorption / desorption is lowered.
一般に、ゼオライトの熱や吸着質の吸脱着に伴う膨張・収縮には異方性があることが知られている。例えば、Journal of the Chemical Society, Chemical Communuications, p.544 (1993)(非特許文献6)には、CHA型SAPOの水吸脱着に伴う格子定数の変化がa軸とc軸で異なることが示されている。したがって、粒子が凝集した2次粒子の状態であると、2次粒子を形成する個々の1次粒子がそれぞれ異なる方向に膨張・収縮することになる。そのため、個々の1次粒子の連結部分が、温度変化や吸着質の吸脱着に伴う膨張収縮によって破壊されやすくなる。また、破壊によって新たに生じた界面は、欠陥が多く、水による加水分解が生じやすい。したがって、凝集粒子は機械的、熱的な耐久性および耐水性が低い。本発明のAEI型SAPOは、凝集しないことが好ましい。 In general, it is known that the expansion and contraction associated with the heat of zeolite and adsorption / desorption of adsorbate has anisotropy. For example, Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, p. 544 (1993) (Non-Patent Document 6) shows that the change in lattice constant associated with water adsorption / desorption of CHA-type SAPO differs between the a-axis and the c-axis. Therefore, in the state of secondary particles in which the particles are aggregated, the individual primary particles forming the secondary particles expand and contract in different directions. Therefore, the connection part of each primary particle becomes easy to be destroyed by expansion and contraction accompanying temperature change and adsorption / desorption of adsorbate. Moreover, the interface newly generated by destruction has many defects and is easily hydrolyzed by water. Therefore, the agglomerated particles have low mechanical and thermal durability and water resistance. It is preferable that the AEI type SAPO of the present invention does not aggregate.
[結晶形態]
本発明による遷移金属担持AEI型SAPOは、その結晶の60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、最も好ましくは90%が、立方晶または直方晶の形態であることが好ましい。上記下限値以上であると、結晶の機械的強度が高く、本発明のSAPOを造粒、成型等の加工を施した際に破壊による機能低下が生じにくくなる傾向がある。
[Crystal form]
The transition metal-supported AEI-type SAPO according to the present invention preferably has 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and most preferably 90% of the crystal in the form of cubic or tetragonal crystals. . If it is at least the above lower limit, the mechanical strength of the crystal is high, and when the SAPO of the present invention is subjected to processing such as granulation and molding, there is a tendency that functional deterioration due to breakage is less likely to occur.
本明細書では、下記<アスペクト比の測定及び算出方法>で測定及び算出された平均アスペクト比1.25以下の場合を立方晶とする。平均アスペクト比は1.25以下、すなわち立方晶が最も好ましい。 In this specification, a case where the average aspect ratio is 1.25 or less measured and calculated by the following <Aspect Ratio Measurement and Calculation Method> is defined as cubic crystal. The average aspect ratio is 1.25 or less, that is, cubic is most preferable.
アスペクト比が3以下、すなわち立方晶に近い形状であるほど、結晶の機械的強度が高く、本発明のAEI型SAPOを造粒、成型等の加工を施した際に破壊による機能低下が生じにくくなる。 The aspect ratio is 3 or less, that is, the closer to the cubic shape, the higher the mechanical strength of the crystal, and it is less likely to cause functional degradation due to breakage when the AEI type SAPO of the present invention is processed such as granulation or molding. Become.
直方晶の場合、その平均アスペクト比は、4以下であることが好ましく、3以下がより好ましく、2.5以下がより好ましく、2以下がさらに好ましく、1.5以下がとりわけ好ましい。
<平均アスペクト比の測定及び算出方法>
アスペクト比は、水平フェレー径の値から垂直フェレー径の値を割って得られる値またはその逆数のうち、1以上となる値を意味する。上述した平均1次粒子径を求めた50個の1次粒子それぞれのアスペクト比の相加平均をもって平均アスペクト比とする。
In the case of tetragonal crystal, the average aspect ratio is preferably 4 or less, more preferably 3 or less, more preferably 2.5 or less, further preferably 2 or less, and particularly preferably 1.5 or less.
<Measurement and calculation method of average aspect ratio>
The aspect ratio means a value that is 1 or more among values obtained by dividing the value of the vertical ferret diameter from the value of the horizontal ferret diameter or the reciprocal thereof. The average aspect ratio is defined as an arithmetic average of the aspect ratios of the 50 primary particles obtained from the average primary particle diameters described above.
[(メジアン径)/(平均1次粒子径)]
本発明の粒子は凝集せず、1次粒子径の分布が均一であることが望ましい。均一であるほど結晶の機械的強度が高く、造粒、成型等の加工を施した際に破壊による機能低下が生じにくくなる。また、1次粒子間にケイ素原子原料等の未反応原料が存在する場合、加水分解による構造破壊が生じやすくなるため、凝集のない粒子であることが好ましい。平均1次粒子径に対するメジアン径の比すなわち(メジアン径)/(平均1次粒子径)が10以下であることが好ましく、7.5以下が好ましく、5.0以下がより好ましく、4以下がさらに好ましく、3以下がとりわけ好ましい。全ての粒子が凝集しない場合にメジアン径と平均1次粒子径が一致し、その比は1となり最も好ましい。
[(Median diameter) / (average primary particle diameter)]
It is desirable that the particles of the present invention do not aggregate and the primary particle size distribution is uniform. The more uniform the crystal, the higher the mechanical strength of the crystal, and the lowering of function due to breakage is less likely to occur when processing such as granulation or molding. In addition, when there is an unreacted raw material such as a silicon atom raw material between the primary particles, structural destruction due to hydrolysis is likely to occur, and therefore, the particle is preferably not agglomerated. The ratio of the median diameter to the average primary particle diameter, that is, (median diameter) / (average primary particle diameter) is preferably 10 or less, preferably 7.5 or less, more preferably 5.0 or less, and more preferably 4 or less. More preferred is 3 or less. When all the particles do not aggregate, the median diameter and the average primary particle diameter coincide with each other, and the ratio is 1, which is most preferable.
[比表面積]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOの比表面積は、400m2/g以上が好ましく、450m2/g以上がより好ましく、500m2/g以上がさらに好ましく、550m2/g以上が最も好ましい。比表面積が高くなるほど、これを触媒等として使用した場合に触媒活性が高くなる傾向にあり、また吸着剤、乾燥材等として用いた場合に吸着容量が大きくなる。
[Specific surface area]
The specific surface area of the transition metal supported AEI type SAPO of the present invention is preferably at least 400 meters 2 / g, more preferably at least 450 m 2 / g, 500 meters is more preferably not less than 2 / g, 550m 2 / g or more is most preferred. The higher the specific surface area, the higher the catalytic activity when used as a catalyst or the like, and the higher the adsorption capacity when used as an adsorbent or desiccant.
比表面積が400m2/g未満である場合、遷移金属担持AEI型SAPOの結晶性が低い及び/又は結晶が部分的に崩壊して細孔を閉塞している可能性がある。結晶性が低いと水蒸気の吸脱着の繰返しによる膨張・収縮によって結晶構造がより破壊されやすくなる。また、結晶が部分的に崩壊して細孔が閉塞している場合、水を吸脱着した際に、閉塞した部分は吸脱着しないため膨張・収縮しないがその他の部分は膨張・収縮を起こすため、閉塞箇所と非閉塞箇所の間で結晶の破壊が生じる恐れがある。試料の比表面積は、窒素吸着測定により算出できる。 When the specific surface area is less than 400 m 2 / g, there is a possibility that the crystallinity of the transition metal-supported AEI type SAPO is low and / or the crystals are partially collapsed to block the pores. If the crystallinity is low, the crystal structure is more likely to be destroyed by expansion / contraction due to repeated adsorption / desorption of water vapor. In addition, when the crystal is partially collapsed and the pores are clogged, when the water is absorbed and desorbed, the clogged part does not adsorb and desorb, so the other parts expand and contract. There is a possibility that the crystal breaks between the closed part and the non-closed part. The specific surface area of the sample can be calculated by nitrogen adsorption measurement.
[イオン交換サイト]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOは、その骨格構造を構成する成分及び担持遷移金属とは別に、他のカチオンとイオン交換可能なカチオン種を含んでいてもよい。そうしたカチオン種としては、プロトン(H+)、Li、Na、K等のアルカリ元素、Mg、Ca、Sr等のアルカリ土類元素が挙げられる。中でも、H+、Mg、Ca、Sr、が好ましく、H+、Ca,Srがより好ましく、H+、Caがさらに好ましい。H+、Ca,Srを含むことで、耐水性向上が期待できるため好ましい。H+を含むことで、耐熱性向上が期待できるため好ましい。
[Ion exchange site]
The transition metal-supported AEI-type SAPO of the present invention may contain a cation species capable of ion exchange with other cations, in addition to the component constituting the skeleton structure and the supported transition metal. Examples of such cationic species include protons (H + ), alkaline elements such as Li, Na, and K, and alkaline earth elements such as Mg, Ca, and Sr. Among these, H + , Mg, Ca, and Sr are preferable, H + , Ca, and Sr are more preferable, and H + and Ca are more preferable. The inclusion of H + , Ca, and Sr is preferable because an improvement in water resistance can be expected. The inclusion of H + is preferable because an improvement in heat resistance can be expected.
[担持する遷移金属]
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOは、その骨格構造を構成する成分とは別に、触媒の活性サイトとして遷移金属を担持している。担持された遷移金属はイオン性、金属、酸化物、水酸化物など状態は問わないが、イオン性または酸化物であることが好ましい。より好ましくはイオン性である。遷移金属としては、Ti、Fe,Co,Ni、Cu、Zn,Ga,Zr,Mo,W、Pt,Au、Ceなどが挙げられる。中でも、Ti、Fe、Ni、Cu、Pt、Au、Ceが好ましく、Fe、Cu、Ceがより好ましく、Fe、Cuがさらに好ましい。
[Supported transition metals]
The transition metal-carrying AEI type SAPO of the present invention carries a transition metal as an active site of the catalyst separately from the components constituting the skeleton structure. The supported transition metal may be in any state such as ionicity, metal, oxide or hydroxide, but is preferably ionic or oxide. More preferably, it is ionic. Examples of the transition metal include Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Mo, W, Pt, Au, and Ce. Among these, Ti, Fe, Ni, Cu, Pt, Au, and Ce are preferable, Fe, Cu, and Ce are more preferable, and Fe and Cu are further preferable.
なお、「遷移金属」とは、必ずしも元素状のゼロ価の状態にあることをいうものではない。「遷移金属」という場合、AEI型SAPO中に担持された存在状態、例えばイオン性のまたはその他の種としての存在状態を含む。 Note that “transition metal” does not necessarily mean that it is in an elemental zero-valent state. Reference to “transition metal” includes the presence state supported in AEI-type SAPO, for example, the presence state as ionic or other species.
遷移金属の担持量は、ゼオライトに対しての重量百分比で通常0.1%以上、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上であり、通常10%以下、好ましくは8%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは4%以下である。前記下限値未満では活性点が少なくなる傾向があり、触媒性能を発現しない場合がある。前記上限値超過では金属の凝集が著しくなる傾向があり、触媒性能が低下する場合がある。 The amount of transition metal supported is usually 0.1% or more, preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more, and usually 10% by weight with respect to zeolite. % Or less, preferably 8% or less, more preferably 5% or less, and further preferably 4% or less. If it is less than the lower limit, the active point tends to decrease, and the catalyst performance may not be exhibited. If the upper limit is exceeded, metal agglomeration tends to be remarkable, and the catalyst performance may be lowered.
≪遷移金属担持AEI型SAPOの製造方法≫
本発明の遷移金属担持AEI型SAPOは、通常、アルミニウム原子原料、リン原子原料、ケイ素原子原料(他の原子Meを含む場合は、さらに他の原子(Me)原料)およびテンプレートを混合して原料混合物を調製した後、水熱合成し、次いでテンプレートを除去した後に遷移金属を担持させることにより製造される。
≪Method for producing transition metal-supported AEI type SAPO≫
The transition metal-supported AEI-type SAPO of the present invention is usually a raw material obtained by mixing an aluminum atom raw material, a phosphorus atom raw material, a silicon atom raw material (if other atomic Me is included, another atomic (Me) raw material) and a template. After the mixture is prepared, it is produced by hydrothermal synthesis and then loading the transition metal after removing the template.
[アルミニウム原子原料]
ゼオライトのアルミニウム原子原料は特に限定されず、通常、擬ベーマイト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等のアルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、アルミン酸ナトリウムなどであって、擬ベーマイトが好ましい。
[Aluminum atomic material]
The aluminum atom raw material of zeolite is not particularly limited, and is usually aluminum alkoxide such as pseudoboehmite, aluminum isopropoxide, aluminum triethoxide, aluminum hydroxide, alumina sol, sodium aluminate, etc., and pseudoboehmite is preferable.
[リン原子原料]
ゼオライトのリン原子原料は通常リン酸であるが、リン酸アルミニウムを用いてもよい。
[Raw material]
The phosphorus atom raw material of zeolite is usually phosphoric acid, but aluminum phosphate may be used.
[ケイ素原子原料]
ゼオライトのケイ素原子原料は特に限定されず、通常、ヒュームドシリカ、シリカゾル、コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸エチル、ケイ酸メチルなどであって、ヒュームドシリカが好ましい。
[Silicon atom raw material]
The silicon atom raw material of zeolite is not particularly limited, and is usually fumed silica, silica sol, colloidal silica, water glass, ethyl silicate, methyl silicate, etc., and fumed silica is preferable.
[ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料及びリン原子原料のモル比]
ケイ素原子原料、アルミニウム原子原料およびリン原子原料のモル比(酸化物としてのモル比)の好ましい範囲は次の通りである。SiO2/Al2O3の値は通常、0より大きく、好ましくは0.02以上であり、また通常0.5以下であり、好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。また同様の基準でのP2O5/Al2O3の比は通常0.6以上、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上であり、通常1.3以下、好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。
[Molar ratio of silicon atom material, aluminum atom material and phosphorus atom material]
The preferred range of the molar ratio (molar ratio as an oxide) of the silicon atom raw material, the aluminum atomic raw material and the phosphorus atomic raw material is as follows. The value of SiO 2 / Al 2 O 3 is usually greater than 0, preferably 0.02 or more, and usually 0.5 or less, preferably 0.4 or less, more preferably 0.3 or less. . Further, the ratio of P 2 O 5 / Al 2 O 3 on the same basis is usually 0.6 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, usually 1.3 or less, preferably 1 .2 or less, more preferably 1.1 or less.
水熱合成によって得られるゼオライトの組成は原料混合物の組成と相関があり、所望の組成のゼオライトを得るためには原料混合物の組成を適宜設定する。 The composition of the zeolite obtained by hydrothermal synthesis has a correlation with the composition of the raw material mixture, and the composition of the raw material mixture is appropriately set in order to obtain a zeolite having a desired composition.
[種結晶]
上記の各原料の混合物には、所望により、SAPOの結晶を種結晶(シード)として加えても良い。シードとして用いるSAPOの種類は特に限定されないが、AEI型SAPOと同様にダブル6員環をビルディングユニットとして含む結晶が好ましい。その中でもFAU、AEI、CHA型のSAPOがより好ましい。
[Seed crystal]
If desired, SAPO crystals may be added as seed crystals (seed) to the above mixture of raw materials. The kind of SAPO used as a seed is not particularly limited, but a crystal containing a double 6-membered ring as a building unit is preferable as in AEI type SAPO. Among them, FAU, AEI, and CHA type SAPO are more preferable.
[水]
水の割合は、アルミニウム原子原料に対して、モル比で通常3以上、好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上であって、通常200以下、好ましくは150以下、さらに好ましくは120以下である。
[water]
The ratio of water is usually 3 or more, preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and usually 200 or less, preferably 150 or less, more preferably 120 or less, in molar ratio with respect to the aluminum atom raw material.
[他の原料成分]
原料混合物には、所望により、上記以外の成分を含有させても良い。このような成分としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、砒素、スズ、硼素、ジルコニウム、パラジウムなどの水酸化物や塩があげられる。これらの中でも、好ましくは、鉄、銅、ガリウムなどの水酸化物や塩があげられる。また、原料混合物は、アルコール等の親水性有機溶媒を含んでもよい。原料混合物中の水酸化物や塩の含有割合は、Al2O3に対してモル比で通常0.2以下、好ましくは0.1以下である。アルコール等の親水性有機溶媒の含有割合は、水に対してモル比で通常0.5以下、好ましくは0.3以下である。
[Other ingredients]
If desired, the raw material mixture may contain components other than those described above. Such components include hydroxides such as lithium, magnesium, calcium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, tin, boron, zirconium, palladium, Salt. Among these, Preferably, hydroxides and salts, such as iron, copper, and gallium, are mentioned. Further, the raw material mixture may contain a hydrophilic organic solvent such as alcohol. The content ratio of the hydroxide and salt in the raw material mixture is usually 0.2 or less, preferably 0.1 or less in terms of molar ratio with respect to Al 2 O 3 . The content ratio of the hydrophilic organic solvent such as alcohol is usually 0.5 or less, preferably 0.3 or less in terms of a molar ratio with respect to water.
[テンプレート]
本発明で用いられるテンプレートは、(A)アミン及びアンモニウム塩から選ばれる2種以上、又は、(B)2種以上の非環状アルキルアミンであることが好ましい。
(A)アミン及びアンモニウム塩から選ばれる2種以上
[template]
The template used in the present invention is preferably (A) two or more selected from amines and ammonium salts, or (B) two or more acyclic alkylamines.
(A) Two or more selected from amines and ammonium salts
<(A)アミン及びアンモニウム塩から選ばれる2種以上よりなるテンプレートの説明>
(1)アミン
アミンの種類は特に限定されるものではないが、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンが好ましい。後述のアルキルアミンのアルキル基は一部水酸基等の置換基を有していてもよい。このアルキル基の炭素数は1以上9以下が好ましい。なお、アミンの分子量は、通常30以上、好ましくは45以上、さらに好ましくは60以上で、通常250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。
<(A) Description of a template comprising two or more selected from amines and ammonium salts>
(1) Amine The type of amine is not particularly limited, but primary amines, secondary amines, and tertiary amines are preferred. The alkyl group of the alkylamine described later may partially have a substituent such as a hydroxyl group. The alkyl group preferably has 1 to 9 carbon atoms. The molecular weight of the amine is usually 30 or more, preferably 45 or more, more preferably 60 or more, and usually 250 or less, preferably 200 or less, more preferably 150 or less.
第1級アミンとしては、イソプロピルアミン、t−ブチルアミン、ネオペンチルアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the primary amine include isopropylamine, t-butylamine, neopentylamine, and ethylenediamine.
第2級アミンとしては、ジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、N−メチル−t−ブチルアミン、N−メチル−n−ペンチルアミン、N−エチル−n−プロピルアミン、N−エチル−n−ブチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、N−メチルエタノールアミン、ヘキサメチレンイミン、モルホリン、ピペリジン、3,5−ジメチルピペリジン等が挙げられ、中でもジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、N−メチル−t−ブチルアミン、N−メチル−n−ペンチルアミン、N−エチル−n−プロピルアミン、N−エチル−n−ブチルアミン、ジ−n−プロピルアミンが好ましく、ジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、3,5−ジメチルピペリジンがより好ましく、ジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミンが特に好ましい。 Secondary amines include diethylamine, N-methyl-n-butylamine, N-methylisobutylamine, N-methyl-t-butylamine, N-methyl-n-pentylamine, N-ethyl-n-propylamine, N -Ethyl-n-butylamine, di-n-propylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-n-pentylamine, N-methylethanolamine, hexamethyleneimine, morpholine, piperidine, 3,5-dimethylpiperidine Among them, diethylamine, N-methyl-n-butylamine, N-methylisobutylamine, N-methyl-t-butylamine, N-methyl-n-pentylamine, N-ethyl-n-propylamine, N- Ethyl-n-butylamine and di-n-propylamine are preferred. Triethanolamine, N- methyl -n- butylamine, N- methyl isobutyl amine, 3,5-dimethylpiperidine, more preferably, diethylamine, N- methyl -n- butylamine, N- methyl isobutylamine is particularly preferred.
第3級アミンとしては、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジメチルエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、N−メチル−3,5−ジメチルピペリジ等が挙げられ、中でもジメチルエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、N−メチル−3,5−ジメチルピペリジンが好ましく、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、N−メチル−3,5−ジメチルピペリジンがより好ましく、ジイソプロピルエチルアミンが特に好ましい。 Tertiary amines include triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, dimethylethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, N-methyl-3,5-dimethylpiperidi, among others. Dimethylethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, N-methyl-3,5-dimethylpiperidine are preferable, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, N-methyl-3,5-dimethylpiperidine are more preferable, and diisopropylethylamine is particularly preferable. preferable.
(2)アンモニウム塩
アンモニウム塩の種類は特に限定されるものではないが、炭素数4以下の直鎖アルキル基を含むアルキルアンモニウム塩が好ましい。また、6員環構造を有する管状アンモニウム塩が好ましい。
(2) Ammonium salt Although the kind of ammonium salt is not specifically limited, The alkyl ammonium salt containing a C4 or less linear alkyl group is preferable. A tubular ammonium salt having a 6-membered ring structure is preferred.
この様なアンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、N,N−ジメチル−3,5−ジメチルピペリジニウム塩等があげられ、テトラエチルアンモニウム塩、N,N−ジメチル−3,5−ジメチルピペリジニウム塩がより好ましい。 Examples of such ammonium salts include tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, tetrapropylammonium salt, tetrabutylammonium salt, N, N-dimethyl-3,5-dimethylpiperidinium salt, and the like. N, N-dimethyl-3,5-dimethylpiperidinium salt is more preferable.
塩の種類は特に限定されるものではないが、フッ化物塩、塩化物塩、臭化物塩、ヨウ化物塩などのハロゲン化物塩、水酸化物塩が好ましく、水酸化物塩がより好ましい。 The type of salt is not particularly limited, but halide salts such as fluoride salts, chloride salts, bromide salts, and iodide salts, and hydroxide salts are preferable, and hydroxide salts are more preferable.
以上説明した(A)のテンプレートとしては、少なくとも1種の第3級アミン又は/及び第2級アミンを使用することが好ましく、第3級アミンと第2級アミンを併用することがより好ましい。 As the template of (A) described above, it is preferable to use at least one tertiary amine or / and secondary amine, and it is more preferable to use a tertiary amine and a secondary amine in combination.
<(B)2種以上の非環式アルキルアミンよりなるテンプレートの説明>
非環式アルキルアミンの種類は特に限定されるものではないが、第1級非環式アルキルアミン、第2級非環式アルキルアミン、第3級非環式アルキルアミンが好ましい。非環式アルキルアミンのアルキル基は一部水酸基等の置換基を有していてもよい。アルキル基の炭素数は1以上9以下が好ましい。非環式アルキルアミンの分子量は、通常、30以上、好ましくは45以上、さらに好ましくは60以上で、通常、250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。
<(B) Description of Template Consisting of Two or More Acyclic Alkylamines>
The kind of the acyclic alkylamine is not particularly limited, but primary acyclic alkylamine, secondary acyclic alkylamine, and tertiary acyclic alkylamine are preferable. The alkyl group of the acyclic alkylamine may partially have a substituent such as a hydroxyl group. The alkyl group preferably has 1 to 9 carbon atoms. The molecular weight of the acyclic alkylamine is usually 30 or more, preferably 45 or more, more preferably 60 or more, and usually 250 or less, preferably 200 or less, more preferably 150 or less.
第1級非環式アルキルアミンとしては、イソプロピルアミン、t−ブチルアミン、ネオペンチルアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the primary acyclic alkylamine include isopropylamine, t-butylamine, neopentylamine, ethylenediamine, and the like.
第2級非環式アルキルアミンとしては、ジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、N−メチル−t−ブチルアミン、N−メチル−n−ペンチルアミン、N−エチル−n−プロピルアミン、N−エチル−n−ブチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジメチルエチルアミン、N−メチルエタノールアミンが挙げられ、中でもジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、N−メチル−t−ブチルアミン、N−メチル−n−ペンチルアミン、N−エチル−n−プロピルアミン、N−エチル−n−ブチルアミン、ジ−n−プロピルアミンが好ましく、ジエチルアミン、N−メチル−n−ブチルアミン、N−メチルイソブチルアミンがより好ましい。 Secondary acyclic alkylamines include diethylamine, N-methyl-n-butylamine, N-methylisobutylamine, N-methyl-t-butylamine, N-methyl-n-pentylamine, N-ethyl-n- Examples include propylamine, N-ethyl-n-butylamine, di-n-propylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-n-pentylamine, dimethylethylamine, and N-methylethanolamine, among which diethylamine, N -Methyl-n-butylamine, N-methylisobutylamine, N-methyl-t-butylamine, N-methyl-n-pentylamine, N-ethyl-n-propylamine, N-ethyl-n-butylamine, di-n -Propylamine is preferred, diethylamine, N-methyl-n-butylamine N- methyl isobutyl amine are more preferred.
第3級非環式アルキルアミンとしては、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミンが挙げられ、中でもジメチルエチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンが好ましく、ジイソプロピルエチルアミンがより好ましい。 Tertiary acyclic alkylamines include dimethylethylamine, triethylamine, diisopropylethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, Of these, dimethylethylamine, triethylamine, and diisopropylethylamine are preferable, and diisopropylethylamine is more preferable.
<好適なテンプレート>
テンプレートとしては、少なくとも1種の第3級非環式アルキルアミン又は/及び第2級非環式アルキルアミンを使用することが好ましく、第3級非環式アルキルアミンと第2級非環式アルキルアミンを併用することがより好ましい。
<Suitable template>
As the template, it is preferable to use at least one tertiary acyclic alkylamine or / and a secondary acyclic alkylamine. A tertiary acyclic alkylamine and a secondary acyclic alkylamine are preferably used. It is more preferable to use an amine in combination.
以下の説明は、テンプレートが上記(A)及び(B)のいずれである場合にもあてはまる。 The following description applies to the case where the template is any one of the above (A) and (B).
テンプレートの混合比率は、条件に応じて選択する必要がある。 The mixing ratio of the templates needs to be selected according to conditions.
2種のテンプレートを混合させるときは、混合させる2種のテンプレートのモル比は、通常1:20から20:1、好ましくは1:10から10:1、より好ましくは1:5から5:1、さらに好ましくは1:3から3:1、最も好ましくは1:2から2:1である。例えば、ジイソプロピルエチルアミンとN−メチル−n−ブチルアミンを用いる場合、ジイソプロピルエチルアミン/N−メチル−n−ブチルアミンのモル比は通常0.05以上、好ましくは0.1以上、さらに好ましくは0.2以上であり、通常20以下、好ましくは10以下、さらに好ましくは9以下である。 When two templates are mixed, the molar ratio of the two templates to be mixed is usually 1:20 to 20: 1, preferably 1:10 to 10: 1, more preferably 1: 5 to 5: 1. More preferably from 1: 3 to 3: 1, most preferably from 1: 2 to 2: 1. For example, when diisopropylethylamine and N-methyl-n-butylamine are used, the molar ratio of diisopropylethylamine / N-methyl-n-butylamine is usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more. It is usually 20 or less, preferably 10 or less, more preferably 9 or less.
3種のテンプレートを混合させるときは、3つ目のテンプレートのモル比は、上記で混合された2種のテンプレートの合計に対して、通常1:20から20:1、好ましくは1:10から10:1、さらに好ましくは1:5から5:1である。 When mixing three templates, the molar ratio of the third template is usually from 1:20 to 20: 1, preferably 1:10, relative to the sum of the two templates mixed above. 10: 1, more preferably 1: 5 to 5: 1.
その他のテンプレートが入っていても良いが、その他のテンプレートはテンプレート全体に対してモル比で通常20%以下であり、10%以下が好ましい。 Other templates may be contained, but the other templates are usually 20% or less in molar ratio to the whole template, and preferably 10% or less.
前記2つ以上の群から各群につき1種以上選択されたテンプレートを混合する順番は特に限定されず、テンプレートを調製した後その他の物質と混合してもよいし、各テンプレートをそれぞれ他の物質と混合してもよい。 The order of mixing one or more templates selected from each of the two or more groups is not particularly limited, and after preparing the template, it may be mixed with other substances, and each template may be mixed with other substances. May be mixed with.
テンプレートの総量は、原料混合物中のアルミニウム原子原料を酸化物で表したときAl2O3に対するテンプレートのモル比で、通常0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上であって、通常4以下、好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下である。 The total amount of the template is usually 0.2 or more, preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more in terms of the molar ratio of the template to Al 2 O 3 when the aluminum atom raw material in the raw material mixture is represented by an oxide. Usually, it is 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2.5 or less.
原料混合物にテンプレートを含有させると、合成時間の短縮化、粒径の増大、水蒸気耐性の向上などが可能であり、触媒、吸着材等として好ましい耐久性を有する状態にし、かつそのようなAEI型SAPOを効率よく生産することができるようになる。 When a template is included in the raw material mixture, the synthesis time can be shortened, the particle size can be increased, and the water vapor resistance can be improved. SAPO can be produced efficiently.
原料混合物に複数のテンプレートを混合させて合成を行う手法は、AFI型及びCHA型SAPOにおいては盛んに研究されている。例えば、特開2003−183020号公報では、短時間で結晶性良いCHA型SAPOが合成できる方法を開示している。そのような合成が可能である理由として、特開2003−183020号公報では、短時間でのCHA型SAPOの合成が可能であるが、結晶化能力が低いといった特徴をもつテンプレートと、CHA相への結晶化能力は高いが、長い結晶化時間が必要であるといった特徴を持つテンプレートを組み合わせることで、個々のテンプレートの特徴が相乗効果となって現れたと記載している。 A technique for synthesizing a raw material mixture by mixing a plurality of templates has been actively studied in AFI type and CHA type SAPO. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-183020 discloses a method capable of synthesizing CHA-type SAPO with good crystallinity in a short time. As a reason why such synthesis is possible, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-183020, a CHA-type SAPO can be synthesized in a short time, but a template having a characteristic of low crystallization ability and a CHA phase can be obtained. It is described that the characteristics of the individual templates appear as a synergistic effect by combining templates having the characteristics that the crystallization ability is high but a long crystallization time is required.
複数のテンプレートを用いて本発明のAEI型SAPOを製造することの利点は、上記のような相乗効果によるものでは説明ができない。例えば、後述の実施例に示すようなN,N−ジイソプロピルエチルアミンおよびN−メチルブチルアミンの混合物をテンプレートとした場合を例にとると、N,N−ジイソプロピルエチルアミンは単独でもAEI型SAPOのテンプレートとなるが、N,N−ジイソプロピルエチルアミンは、単独ではAEI型を形成せず、CHA型SAPO(SAPO−47)を形成する。上述の相乗効果の考えでは、この場合AEI型とCHA型の混晶や連晶が得られることが予想されるが、驚くべきことに、生成されたのは単相のAEI型SAPOであった。さらに、この混合テンプレートを用いて製造されたAEI型SAPOは、Dを単独で用いた場合とまったく異なる粒子形状、結晶性を示しており、Dを単独で用いた際の特徴は一切現れていない。また、さらに驚くべきことに、N−メチルブチルアミンとN,N−ジイソプロピルエチルアミンの混合比を変えて、CHA型SAPOのテンプレートである、Mのモル数を、AEI型SAPOのテンプレートである、N,N−ジイソプロピルエチルアミンよりも多くした場合においても、得られた結晶は、同じく単相のAEI型SAPOであった。 The advantage of manufacturing the AEI type SAPO of the present invention using a plurality of templates cannot be explained by the above-mentioned synergistic effect. For example, in the case of using a mixture of N, N-diisopropylethylamine and N-methylbutylamine as shown in the examples described later as a template, N, N-diisopropylethylamine alone becomes a template for AEI-type SAPO. However, N, N-diisopropylethylamine alone does not form AEI type, but forms CHA type SAPO (SAPO-47). In view of the above-mentioned synergistic effect, it is expected that mixed crystals and intergrowth crystals of AEI type and CHA type are obtained in this case, but surprisingly, it was a single-phase AEI type SAPO. . Furthermore, the AEI-type SAPO produced using this mixed template shows a particle shape and crystallinity that are completely different from those when D is used alone, and no features appear when D is used alone. . Further, surprisingly, by changing the mixing ratio of N-methylbutylamine and N, N-diisopropylethylamine, the number of moles of M, which is a template of CHA type SAPO, is changed to N, which is a template of AEI type SAPO, Even when the amount was larger than that of N-diisopropylethylamine, the obtained crystals were also single-phase AEI type SAPO.
上記のような現象の理由は明らかとなってはいないが、ある種の複数のアミンを組み合わせると、それらが系内においてある種の会合体を形成し、その会合体が新たなAEI型SAPO形成のテンプレートとして働くといった現象が仮説の一つとして考えられる。そのように考えれば、個々のテンプレートの効果が現れないことを説明できる。そして、そのアミン会合体は、AEIのケージ構造に非常に近い形の立体構造を有しているために、より効果の高いAEI型SAPOの鋳型として作用し、結果としてAEI型構造をより安定化する効果を発揮し、それによって、結晶化時間が短縮され、結晶性が向上したものと考えられる。 Although the reason for the above phenomenon has not been clarified, when a certain plurality of amines are combined, they form a certain aggregate in the system, and the aggregate forms a new AEI-type SAPO. One of the hypotheses is the phenomenon of working as a template for If you think that way, you can explain that the effect of individual templates does not appear. Since the amine aggregate has a three-dimensional structure very close to the cage structure of AEI, it acts as a template for a more effective AEI-type SAPO, and as a result, the AEI-type structure is further stabilized. It is considered that the crystallization time is shortened and the crystallinity is improved.
[原料の混合順序]
上述のケイ素原子原料、アルミニウム原子原料、リン原子原料、テンプレートおよび水を混合して水性ゲルを調合する場合の混合順序は制限がなく、用いる条件により適宜選択すればよいが、通常は、まず水にリン原子原料、アルミニウム原子原料を混合し、これにケイ素原子原料、テンプレートを混合する。
[Ingredient mixing order]
The mixing order in preparing the aqueous gel by mixing the silicon atom raw material, aluminum atomic raw material, phosphorus atomic raw material, template and water is not limited and may be appropriately selected depending on the conditions to be used. A phosphorus atom raw material and an aluminum atomic raw material are mixed together, and a silicon atom raw material and a template are mixed therewith.
[原料混合物のpH]
原料混合物のpHは通常5以上、好ましくは6以上、さらに好ましくは6.5以上であって、通常10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8.5以下、さらに好ましくは8以下である。
[PH of raw material mixture]
The pH of the raw material mixture is usually 5 or more, preferably 6 or more, more preferably 6.5 or more, and is usually 10 or less, preferably 9 or less, more preferably 8.5 or less, and even more preferably 8 or less.
[水熱合成によるゼオライトの合成]
上記の原料混合物(通常は水性ゲルとなっている。)を耐圧容器に入れ、自己発生圧力下、または結晶化を阻害しない程度の気体加圧下で、攪拌または静置状態で所定温度を保持する事により水熱合成する。水熱合成の反応温度は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、さらに好ましくは150℃以上であって、通常300℃以下、好ましくは250℃以下、さらに好ましくは220℃以下である。この温度範囲のうち、最も高い温度である最高到達温度まで昇温する過程において、80℃から120℃までの温度域に1時間以上保持されることが好ましく、2時間以上置かれることがより好ましい。この温度範囲での保持時間が1時間未満であると、得られたテンプレート含有ゼオライトを焼成して得られるゼオライトの耐久性が不十分となる場合がある。
[Synthesis of zeolite by hydrothermal synthesis]
The above raw material mixture (usually an aqueous gel) is placed in a pressure vessel and maintained at a predetermined temperature under stirring or standing under self-generated pressure or gas pressure that does not inhibit crystallization. Hydrothermal synthesis is possible. The reaction temperature of hydrothermal synthesis is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and is usually 300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or lower. In this temperature range, in the process of raising the temperature to the highest temperature which is the highest temperature, it is preferably maintained in the temperature range from 80 ° C. to 120 ° C. for 1 hour or more, and more preferably for 2 hours or more. . When the holding time in this temperature range is less than 1 hour, the durability of the zeolite obtained by calcining the obtained template-containing zeolite may be insufficient.
80〜120℃に保持する時間の上限は特に制限はないが、長すぎると生産効率の面で不都合な場合があり、通常100時間以下、生産効率の点で好ましくは24時間以下である。 The upper limit of the time maintained at 80 to 120 ° C. is not particularly limited, but if it is too long, it may be inconvenient in terms of production efficiency, and is usually 100 hours or less, and preferably 24 hours or less in terms of production efficiency.
昇温パターンは、特に制限はなく、例えば、単調に増加させるパターン、階段状に変化させるパターン、振動等上下に変化させるパターン、これらを組み合わせたパターンなどのいずれでもよい。通常、制御の容易さから、昇温速度をある値以下に保ちながら、単調に昇温するパターンが好適である。 The temperature rising pattern is not particularly limited, and may be, for example, a monotonically increasing pattern, a step changing pattern, a pattern changing vertically such as vibration, or a combination of these. Usually, a pattern in which the temperature rises monotonously while keeping the temperature rise rate below a certain value is preferable because of easy control.
水熱合成工程においては、最高到達温度付近に所定時間保持するのが好ましい。最高到達温度付近とは、最高到達温度より5℃低い温度乃至最高到達温度を意味する。最高到達温度に保持する時間は、原料混合物の組成にもよるが、通常0.5時間以上、好ましくは3時間以上、さらに好ましくは5時間以上であって、通常30日以下、好ましくは10日以下、さらに好ましくは4日以下である。 In the hydrothermal synthesis step, it is preferable to keep the temperature near the maximum temperature for a predetermined time. The vicinity of the maximum temperature means a temperature 5 ° C. lower than the maximum temperature or the maximum temperature. The time for maintaining the maximum temperature is usually 0.5 hours or more, preferably 3 hours or more, more preferably 5 hours or more, usually 30 days or less, preferably 10 days, depending on the composition of the raw material mixture. Hereinafter, it is more preferably 4 days or less.
最高到達温度に保持した後の降温パターンは、特に制限はなく、階段状に変化させるパターン、最高到達温度以下で、振動等上下に変化させるパターン、およびこれらを組み合わせたパターンなどのいずれでもよい。通常、制御の容易さ、得られるゼオライトの耐久性の観点から、最高到達温度に保持した後、100℃から室温までの温度に単調に降温するのが好適である。 The temperature drop pattern after being held at the maximum temperature is not particularly limited, and may be any of a pattern that changes stepwise, a pattern that changes below the maximum temperature, such as vibration, and a combination of these. Usually, from the viewpoint of ease of control and durability of the obtained zeolite, it is preferable to keep the temperature at the highest temperature and then to monotonously lower the temperature from 100 ° C. to room temperature.
[テンプレートの除去]
水熱合成後、生成物であるテンプレートを含有したゼオライトを水熱合成反応液より分離する。テンプレートを含有したゼオライトの分離方法は特に限定されない。通常、濾過またはデカンテーション等により分離し、水洗、室温から150℃以下の温度で乾燥して生成物を得ることができる。
[Remove template]
After the hydrothermal synthesis, the product-containing zeolite containing the template is separated from the hydrothermal synthesis reaction solution. The method for separating the zeolite containing the template is not particularly limited. Usually, the product can be obtained by separation by filtration or decantation, washing with water, and drying at room temperature to 150 ° C. or lower.
テンプレートを含有したゼオライトからテンプレートを除去することでプロトン型(H+型)のSAPOが得られる。テンプレートの除去方法は特に限定されない。通常、空気または酸素含有の不活性ガス、あるいは不活性ガスの雰囲気下に400℃から700℃の温度で焼成したり、エタノール水溶液、HCl含有エーテル等の抽出溶剤による抽出等の方法により、含有する有機物を除去することができる。好ましくは製造性の面で焼成による除去が好ましい。 Proton type (H + type) SAPO can be obtained by removing the template from the zeolite containing the template. The method for removing the template is not particularly limited. Usually contained in air or oxygen-containing inert gas, or by baking in an atmosphere of inert gas at a temperature of 400 ° C. to 700 ° C. or by extraction with an extraction solvent such as an ethanol aqueous solution or HCl-containing ether. Organic matter can be removed. Preferably, removal by baking is preferable in terms of manufacturability.
テンプレートの除去は、遷移金属をAEI型SAPOに担持させる前であってもよく、後であってもよい。即ち、テンプレートを除去したゼオライトに金属を担持してもよく、テンプレートを含有したゼオライトに金属を担持した後にテンプレートを除去してもよい。製造工程が少なく、簡便な点でテンプレートを含有したゼオライトに金属を担持した後にテンプレートを除去することが好ましい。 The template may be removed before or after the transition metal is supported on the AEI type SAPO. That is, the metal may be supported on the zeolite from which the template is removed, or the template may be removed after the metal is supported on the zeolite containing the template. It is preferable to remove the template after the metal is supported on the zeolite containing the template in terms of a simple manufacturing process with few manufacturing steps.
AEI型SAPOに金属を担持する場合、一般的に用いられるイオン交換法ではテンプレートを焼成除去したAEI型SAPOを用いる。これは、テンプレートが除去された細孔に金属がイオン交換することにより、イオン交換AEI型SAPOを製造するためであり、テンプレートを含有したAEI型SAPOはイオン交換ができないため、触媒の製造には不向きである。 When a metal is supported on the AEI type SAPO, an AEI type SAPO obtained by removing the template by baking is used in a generally used ion exchange method. This is because the ion exchange AEI type SAPO is produced by ion exchange of the metal into the pores from which the template has been removed, and the AEI type SAPO containing the template cannot be ion exchanged. It is unsuitable.
テンプレートを除去してから遷移金属担持を行う場合のテンプレート除去は、通常、空気または酸素含有の不活性ガス、あるいは不活性ガスの雰囲気下において、通常400℃以上900℃以下の温度で焼成する方法、エタノール水溶液、HCl含有エーテル等の抽出剤により抽出する方法等の種々の方法により行う。 The template removal in the case of carrying the transition metal after removing the template is usually a method of firing at a temperature of usually 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in an inert gas containing air or oxygen, or an inert gas atmosphere. , And various methods such as extraction with an extractant such as an ethanol aqueous solution and HCl-containing ether.
[遷移金属の担持方法]
テンプレートを含有したゼオライトに遷移金属を担持させるには、例えば、遷移金属塩の水溶液にゼオライトを含浸させたのちに焼成しテンプレートを除去する方法や、水熱合成前のゲルに遷移金属原料を添加し遷移金属担持ゼオライトを直接水熱合成する方法などが挙げられる。テンプレートを除去したゼオライトに遷移金属を担持させるには、例えば、イオン交換法、含浸担持法、沈殿担持法、固相イオン交換法、CVD法、噴霧乾燥法等、好ましくは、固相イオン交換法、含浸担持法、噴霧乾燥法である。
[Transition metal loading method]
To support the transition metal on the zeolite containing the template, for example, impregnating the zeolite with an aqueous solution of a transition metal salt and then firing it, or adding the transition metal raw material to the gel before hydrothermal synthesis And a method of directly hydrothermally synthesizing the transition metal-supported zeolite. In order to support the transition metal on the zeolite from which the template is removed, for example, an ion exchange method, an impregnation support method, a precipitation support method, a solid phase ion exchange method, a CVD method, a spray drying method, etc., preferably a solid phase ion exchange method , Impregnation support method, spray drying method.
[遷移金属原料]
AEI型SAPOに担持させる遷移金属原料は特に限定されず、通常、遷移金属の硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩化物、臭化物等の無機酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩、ペンタカルボニル、フェロセン等の有機金属化合物などが使用される。これらのうち、水に対する溶解性の観点からは無機酸塩、有機酸塩が好ましい。場合によってはコロイド状の酸化物、あるいは微粉末状の酸化物を用いても良い。
[Transition metal raw materials]
The transition metal raw material supported on the AEI type SAPO is not particularly limited. Usually, transition metal sulfates, nitrates, phosphates, chlorides, bromides and other inorganic acid salts, acetates, oxalates, citrates, etc. And organic metal compounds such as organic acid salts, pentacarbonyl, and ferrocene. Of these, inorganic acid salts and organic acid salts are preferred from the viewpoint of solubility in water. In some cases, a colloidal oxide or a fine powdered oxide may be used.
遷移金属原料としては、遷移金属種、或いは化合物種の異なるものの2種以上を併用し
てもよい。
As the transition metal raw material, two or more transition metal species or different compound species may be used in combination.
なお、前述の通り「遷移金属」とは、必ずしも元素状のゼロ価の状態にあることをいうものではない。「遷移金属」という場合、AEI型SAPO中に担持された存在状態、例えばイオン性のまたはその他の種としての存在状態を含む。 As described above, the “transition metal” does not necessarily mean that it is in an elemental zero-valent state. Reference to “transition metal” includes the presence state supported in AEI-type SAPO, for example, the presence state as ionic or other species.
[本遷移金属担持AEI型SAPOの使用方法]
本金遷移金属担持AEI型SAPOは、窒素酸化物を浄化するための触媒として使用することができる。具体的には、例えば、本遷移金属担持AEI型SAPOを、窒素酸化物を含む排ガスを接触させて排ガス中の窒素酸化物の浄化に用いることができる。
なお、本遷移金属担持AEI型SAPOの使用形態は特に制限されるものではなく、例えば、本遷移金属担持AEI型SAPOを含む触媒の混合物を成形(成膜を含む)等により、成形体等の所定の形状とした、窒素酸化物浄化用素子として使用しても良い。
[How to use the transition metal-supported AEI type SAPO]
The gold transition metal-supported AEI-type SAPO can be used as a catalyst for purifying nitrogen oxides. Specifically, for example, the present transition metal-supported AEI-type SAPO can be used for purifying nitrogen oxides in exhaust gas by contacting exhaust gas containing nitrogen oxides.
The usage form of the present transition metal-supported AEI type SAPO is not particularly limited. For example, a mixture of the catalyst containing the present transition metal-supported AEI type SAPO is formed (including film formation), etc. It may be used as a nitrogen oxide purification element having a predetermined shape.
上記排ガスには窒素酸化物以外の成分が含まれていてもよく、例えば、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、窒素、酸素、硫黄酸化物、水が含まれていてもよい。
窒素酸化物含有排ガスとしては、具体的には、本ディーゼル自動車、ガソリン自動車、定置発電・船舶・農業機械・建設機械・二輪車・航空機用の各種ディーゼルエンジン、ボイラー、ガスタービン等から排出される多種多様の窒素酸化物含有排ガスが挙げられる。
Components other than nitrogen oxides may be included in the exhaust gas, and for example, hydrocarbons, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur oxides, and water may be included.
Nitrogen oxide-containing exhaust gas specifically includes various diesel engines, boilers, gas turbines, etc. that are used in diesel engines, gasoline automobiles, stationary power generation / ships / agricultural machinery / construction machinery / motorcycles / aircraft. Various exhaust gases containing nitrogen oxides can be mentioned.
本遷移金属担持AEI型SAPOを使用する際の、触媒と排ガスの接触条件としては特に限定されるものではないが、排ガスの空間速度は通常100/h以上、好ましくは1000/h以上であり、更に好ましくは5000/h以上であり、通常500000/h以下、好ましくは400000/h以下、更に好ましくは200000/h以下であり、温度は通常100℃以上、より好ましくは125℃以上、更に好ましくは150℃以上、通常1000℃以下、好ましくは800℃以下、更に好ましくは600℃以下、特に好ましくは500℃以下で用いられる。 The contact condition between the catalyst and the exhaust gas when using the transition metal-supported AEI type SAPO is not particularly limited, but the space velocity of the exhaust gas is usually 100 / h or more, preferably 1000 / h or more, More preferably, it is 5000 / h or more, usually 500000 / h or less, preferably 400000 / h or less, more preferably 200000 / h or less, and the temperature is usually 100 ° C. or more, more preferably 125 ° C. or more, further preferably It is used at 150 ° C or higher, usually 1000 ° C or lower, preferably 800 ° C or lower, more preferably 600 ° C or lower, particularly preferably 500 ° C or lower.
なお、このような排ガス処理時には、本遷移金属担持AEI型SAPOに、還元剤を共存させて使用することもでき、還元剤を共存させることにより、浄化を効率よく進行させることができる。還元剤としては、アンモニア、尿素、有機アミン類、一酸化炭素、炭化水素、水素等の1種又は2種以上が用いられ、好ましくはアンモニア、尿素が用いられる。 In addition, at the time of such exhaust gas treatment, the present transition metal-supported AEI-type SAPO can be used in the coexistence of a reducing agent, and the coexistence of the reducing agent allows efficient purification to proceed. As the reducing agent, one or more of ammonia, urea, organic amines, carbon monoxide, hydrocarbon, hydrogen and the like are used, and preferably ammonia and urea are used.
以下に、本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。以下の実施例及び比較例における評価方法、各種測定方法、分析方法等は次の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Evaluation methods, various measurement methods, analysis methods and the like in the following Examples and Comparative Examples are as follows.
[触媒活性の評価]
調製したゼオライト試料をプレス成形後、破砕して篩を通し、0.6〜1mmに整粒した。整粒したゼオライト試料1mlを常圧固定床流通式反応管に充填した。ゼオライト層に下記表1の組成のガスを空間速度SV=200000/hで流通させながら、ゼオライト層を加熱した。所定温度において、出口NO濃度が一定となったとき、
NO浄化率(%)={(入口NO濃度)−(出口NO濃度)}/
(入口NO濃度)×100
の値によって、ゼオライト試料の浄化性能(窒素酸化物除去活性)を評価した。
[Evaluation of catalytic activity]
The prepared zeolite sample was press-molded, crushed, passed through a sieve, and sized to 0.6 to 1 mm. 1 ml of the sized zeolite sample was charged into an atmospheric pressure fixed bed flow type reaction tube. The zeolite layer was heated while a gas having the composition shown in Table 1 below was passed through the zeolite layer at a space velocity of SV = 200000 / h. When the outlet NO concentration becomes constant at a predetermined temperature,
NO purification rate (%) = {(inlet NO concentration) − (outlet NO concentration)} /
(Inlet NO concentration) x 100
Based on the value, the purification performance (nitrogen oxide removal activity) of the zeolite sample was evaluated.
[水没試験]
遷移金属担持AEI型SAPO 3.0gと脱塩水12.0gを混合し、100mlフッ素樹脂製内筒に封入し、ステンレス製オートクレーブに入れた。100℃のオーブンで6時間加熱した。室温まで冷却し内筒からスラリーを取り出し、減圧濾過した。ウェットケーキを100℃で一晩乾燥し、水没試験後のサンプルを得た。
[Submersion test]
Transition metal-supporting AEI type SAPO (3.0 g) and demineralized water (12.0 g) were mixed, sealed in a 100 ml fluororesin inner cylinder, and placed in a stainless steel autoclave. Heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, the slurry was taken out from the inner cylinder and filtered under reduced pressure. The wet cake was dried at 100 ° C. overnight to obtain a sample after the submergence test.
[XRDの測定方法]
装置:BRUKER社製D2 PHASER
X線源:Cu−Kα線
出力設定:30kV・10mA
発散スリット:0.2°
入射側ソラースリット:2.5°
受光側ソラースリット:2.5°
検出部開き角度:5.0°
Niフィルター:2.5%
回折ピークの位置:2θ(回折角)
測定範囲:2θ=3〜50°
スキャン速度:0.41°(2θ/sec)
[Measurement method of XRD]
Equipment: DRU PHASER made by BRUKER
X-ray source: Cu-Kα ray output setting: 30 kV · 10 mA
Divergent slit: 0.2 °
Incident side solar slit: 2.5 °
Light receiving side solar slit: 2.5 °
Detector opening angle: 5.0 °
Ni filter: 2.5%
Diffraction peak position: 2θ (diffraction angle)
Measurement range: 2θ = 3-50 °
Scan speed: 0.41 ° (2θ / sec)
[元素分析の方法]
装置:島津製作所製 エネルギー分散型蛍光X線分析装置 EDX−700
測定雰囲気:真空
コリメーター:10mm
試料量:0.08〜0.12g
[Method of elemental analysis]
Apparatus: Shimadzu Corporation energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer EDX-700
Measurement atmosphere: Vacuum collimator: 10 mm
Sample amount: 0.08 to 0.12 g
標準サンプルとして、Si/(Al+Si+P)モル比、Al/(Al+Si+P)モル比、P/(Al+Si+P)モル比が(ICP測定にて)既知のSAPOを用いて検量線を作成した。 As standard samples, calibration curves were prepared using SAPO with known Si / (Al + Si + P) molar ratio, Al / (Al + Si + P) molar ratio, and P / (Al + Si + P) molar ratio (by ICP measurement).
[SEMによる平均1次粒子径の測定方法]
装置:日本電子社製 JSM−6010LV
粒子径測定方法:SEMで観察された1次粒子50個を無作為に抽出し、それらのフェレー径を測定し、1次粒子の粒子径を求めた。求めた1次粒子の粒子径の相加平均をもって平均1次粒子径とした。
[Measurement method of average primary particle diameter by SEM]
Device: JSM-6010LV manufactured by JEOL Ltd.
Particle size measurement method: 50 primary particles observed by SEM were randomly extracted, their ferret diameter was measured, and the primary particle size was determined. The arithmetic average of the obtained particle diameters of the primary particles was used as the average primary particle diameter.
[粒度分布測定]
装置:HORIBA社製 LA−950V2
測定方式:レーザー回折/散乱式
分散媒:脱塩水
[Particle size distribution measurement]
Device: LA-950V2 manufactured by HORIBA
Measurement method: Laser diffraction / scattering dispersion medium: Demineralized water
[BET比表面積測定方法]
あらかじめゼオライト試料20mgを真空吸引下、400℃で2時間前処理を行った。その後に、マイクロトラック・ベル社製BELSORP−miniを用いて、BET法により測定を行った。
[Method for measuring BET specific surface area]
A 20 mg zeolite sample was pretreated for 2 hours at 400 ° C. under vacuum suction. Thereafter, measurement was performed by the BET method using BELSORP-mini manufactured by Microtrack Bell.
[実施例1]
後述の表2の通り、85% H3PO4(和光純薬工業社製)97.6g、H2O 352.8gを加え軽く攪拌し、擬ベーマイト(25%水含有、サソール社製)62.7gを加えて1時間撹拌した。その後、ヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)4.6g、H2O 32.5gを加え、30分間攪拌し、白色の水性ゲルを得た。
[Example 1]
As shown in Table 2 below, 97.6 g of 85% H 3 PO 4 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 352.8 g of H 2 O were added and stirred gently. 0.7 g was added and stirred for 1 hour. Thereafter, 4.6 g of fumed silica (
テンプレートとして、N,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(和光純薬工業社製)59.6gと、N−メチルブチルアミン(MBA)(Santa Cruz Biotechnology社製)40.2gとを加え、混合してアミン混合液とした。このアミン混合液を、上記の水性ゲルに、水性ゲルを撹拌した状態で、滴下した。その後、さらにこの水性ゲルを2時間撹拌し、後述の表3に示す組成(モル比)を有する水性ゲルよりなる原料混合物(総重量650.0g)を得た。 As a template, 59.6 g of N, N-diisopropylethylamine (DIEA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 40.2 g of N-methylbutylamine (MBA) (manufactured by Santa Cruz Biotechnology) are added and mixed to form an amine. A mixed solution was obtained. This amine mixture was added dropwise to the aqueous gel with the aqueous gel being stirred. Thereafter, this aqueous gel was further stirred for 2 hours to obtain a raw material mixture (total weight 650.0 g) made of an aqueous gel having the composition (molar ratio) shown in Table 3 described later.
こうして得られた原料混合物をフッ素樹脂内筒の入った1000mlのステンレス製オートクレーブに仕込み、攪拌しながら170℃で48時間反応させた(水熱合成)。水熱合成後冷却して、得られた反応液をビーカーに移して12時間静置したところ、白色の固形分がビーカーの底に沈殿した。上澄み液を捨てて、残った沈殿に水を加えて分散させ、分散液を遠心分離(3500rpm×4回)して固形分を洗浄・回収した。得られた白色の固形分を100℃で12時間乾燥させ、テンプレート含有のサンプルSAPOを得た。その後600℃で空気(水蒸気含有率0.5体積%以下)流通下6時間焼成を行い、テンプレートを除去し、H+型のサンプルSAPOを得た。 The raw material mixture thus obtained was charged into a 1000 ml stainless steel autoclave containing a fluororesin inner cylinder and reacted at 170 ° C. for 48 hours with stirring (hydrothermal synthesis). After the hydrothermal synthesis, the mixture was cooled and the resulting reaction solution was transferred to a beaker and allowed to stand for 12 hours. As a result, a white solid precipitated on the bottom of the beaker. The supernatant was discarded, water was added to the remaining precipitate to disperse it, and the dispersion was centrifuged (3500 rpm × 4 times) to wash and collect the solid content. The obtained white solid was dried at 100 ° C. for 12 hours to obtain a template-containing sample SAPO. Thereafter, baking was performed at 600 ° C. for 6 hours under air (water vapor content of 0.5% by volume or less), the template was removed, and an H + type sample SAPO was obtained.
こうして得られたSAPOのXRDを測定した(図1)。その結果、AEI型のSAPOであった。また、元素分析を行ったところ、Si/(Al+Si+P)モル比(x)、Al/(Al+Si+P)モル比(y)、P/(Al+Si+P)モル比(z)はそれぞれ、x=0.071、y=0.514、z=0.414であった。 The XRD of SAPO thus obtained was measured (FIG. 1). As a result, it was AEI type SAPO. When elemental analysis was performed, the Si / (Al + Si + P) molar ratio (x), the Al / (Al + Si + P) molar ratio (y), and the P / (Al + Si + P) molar ratio (z) were x = 0.071, y = 0.514 and z = 0.414.
得られたAEI型SAPOについて、2000倍の倍率で撮影したSEM像(図2)から任意の50個の1次粒子を選択し、各粒子径を相加平均して得た平均1次粒子径は、表4の通り、1.59μmであった。粒度分布測定から求められるメジアン径に対する1次粒子径の割合は2.84であった。 About the obtained AEI type SAPO, an average primary particle diameter obtained by selecting arbitrary 50 primary particles from an SEM image (FIG. 2) taken at a magnification of 2000 times and arithmetically averaging the particle diameters. As shown in Table 4, it was 1.59 μm. The ratio of the primary particle diameter to the median diameter determined from the particle size distribution measurement was 2.84.
得られたH+型AEI型SAPOに次のようにしてCuを担持させ触媒を製造した。すなわち、酢酸銅一水和物(純度98%以上、キシダ化学社製)1.603gを脱塩水18.0gに溶解させた。上記SAPOを9.0g加え5分間撹拌した。その後に減圧濾過し、得られたウェットケーキを120〜160℃で乾燥した。乾燥サンプルを550℃で空気(水蒸気含有率0.5体積%以下)流通下3時間焼成を行い、有機物を除去し、Cu担持AEI型SAPOを得た。これを実施例触媒とした。担持されたCu量をXRFで定量したところ、2.5重量%であった。 Cu was supported on the obtained H + type AEI type SAPO as follows to produce a catalyst. That is, 1.603 g of copper acetate monohydrate (purity 98% or more, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 18.0 g of demineralized water. 9.0 g of the above SAPO was added and stirred for 5 minutes. Thereafter, filtration under reduced pressure was performed, and the obtained wet cake was dried at 120 to 160 ° C. The dried sample was baked at 550 ° C. for 3 hours under the flow of air (water vapor content of 0.5% by volume or less) to remove organic substances and obtain Cu-supported AEI type SAPO. This was used as an example catalyst. The amount of Cu supported was quantified by XRF and found to be 2.5% by weight.
得られた触媒(Cu担持AEI型SAPO)について前述の水没試験を行い、水没試験後のサンプルを得た。水没試験前後のサンプルについて前述の触媒活性評価を実施した。結果を図3に示す。水没試験前後での200℃NO浄化率の維持率は86.5%であった。 The above-described submergence test was performed on the obtained catalyst (Cu-supported AEI type SAPO), and a sample after the submergence test was obtained. The above-described catalytic activity evaluation was performed on the samples before and after the submergence test. The results are shown in FIG. The maintenance rate of the 200 ° C. NO purification rate before and after the submergence test was 86.5%.
[比較例1]
Journal of Physical Chemistry, Vol.98, 10216 (1994)P.10217に記載の方法を参考にして、次のようにしてSAPOを製造した。
[Comparative Example 1]
Journal of Physical Chemistry, Vol. 98, 10216 (1994) p. With reference to the method described in 10217, SAPO was produced as follows.
表1の通り、85% H3PO4 (和光純薬工業社製)98.6gにH2O 294.4gを加え軽く攪拌し、擬ベーマイト(25%水含有、サソール社製)61.2gを加えて1時間撹拌した。その後、ヒュームドシリカ(アエロジル200、日本アエロジル社製)5.4g、H2O 80.0gを加え、30分間攪拌し、白色ゲルを得た。
As shown in Table 1, 94.4 g of H 2 O was added to 98.6 g of 85% H 3 PO 4 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mixture was agitated lightly. And stirred for 1 hour. Thereafter, 5.4 g of fumed silica (
テンプレートとしてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(和光純薬工業社製)93.3gを、上記の白色ゲルに、ゲルを撹拌した状態で、滴下した。DIEA添加後、得られたゲルを2時間撹拌し、表3に示す組成を有する水性ゲル(総重量632.9g)を得た。 As a template, 93.3 g of N, N-diisopropylethylamine (DIEA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise to the white gel with the gel stirred. After addition of DIEA, the obtained gel was stirred for 2 hours to obtain an aqueous gel (total weight 632.9 g) having the composition shown in Table 3.
こうして得られた水性ゲルをフッ素樹脂内筒の入った1000mlのステンレス製オートクレーブに仕込み、攪拌しながら160℃で192時間反応させた(水熱合成)。水熱合成後冷却して、得られた反応液をビーカーに移して12時間静置したところ、白色の固形分がビーカーの底に沈殿した。上澄み液を捨てて、残った沈殿に水を加えて分散させ、分散液を遠心分離(3500rpm×4回)して固形分を洗浄・回収した。得られた白色の固形分を100℃で12時間乾燥させ、テンプレート含有のサンプルを得た。その後600℃で空気(水蒸気含有率0.5体積%以下)流通下6時間焼成を行い、テンプレートを除去し、H+型のサンプルを得た。 The aqueous gel thus obtained was charged into a 1000 ml stainless steel autoclave containing a fluororesin inner cylinder and reacted at 160 ° C. for 192 hours with stirring (hydrothermal synthesis). After the hydrothermal synthesis, the mixture was cooled and the resulting reaction solution was transferred to a beaker and allowed to stand for 12 hours. As a result, a white solid precipitated on the bottom of the beaker. The supernatant was discarded, water was added to the remaining precipitate to disperse it, and the dispersion was centrifuged (3500 rpm × 4 times) to wash and collect the solid content. The obtained white solid was dried at 100 ° C. for 12 hours to obtain a template-containing sample. Thereafter, baking was performed at 600 ° C. for 6 hours under air (water vapor content of 0.5% by volume or less), the template was removed, and an H + type sample was obtained.
こうして得られたSAPOのXRDを測定した(図4)。その結果、AEI型のSAPOであった。また、元素分析を行ったところ、Si/(Al+Si+P)モル比(x)、Si/(Al+Si+P)モル比、Al/(Al+Si+P)モル比(y)、P/(Al+Si+P)モル比(z)はそれぞれ、x=0.065、y=0.510、z=0.425であった。 The XRD of SAPO thus obtained was measured (FIG. 4). As a result, it was AEI type SAPO. Further, when elemental analysis was performed, Si / (Al + Si + P) molar ratio (x), Si / (Al + Si + P) molar ratio, Al / (Al + Si + P) molar ratio (y), and P / (Al + Si + P) molar ratio (z) were X = 0.065, y = 0.510, and z = 0.425, respectively.
得られたAEI型SAPOをSEMにより観察したところ(図5)、結晶形状が不揃い(柱状〜平板状)で、正確な結晶の粒子径は計測していないが、全ての粒子が長辺方向においても1μm未満であった。 When the obtained AEI type SAPO was observed by SEM (FIG. 5), the crystal shape was uneven (columnar to flat plate shape), and the exact crystal particle diameter was not measured, but all the particles were in the long side direction. Was less than 1 μm.
得られたH+型AEI型SAPOに実施例1と同様にしてCuを担持させ触媒を製造した。担持されたCu量をXRFで定量したところ、2.5重量%であった。 In the same manner as in Example 1, Cu was supported on the obtained H + type AEI type SAPO to produce a catalyst. The amount of Cu supported was quantified by XRF and found to be 2.5% by weight.
得られたCu担持AEI型SAPOについて、前述の水没試験を行い、水没試験後のサンプルを得た。水没試験前後のサンプルについて前述の触媒活性評価を実施した。結果を図6に示す。水没試験前後での200℃NO浄化率の維持率は39.1%であった。 About the obtained Cu carrying | support AEI type SAPO, the above-mentioned immersion test was done and the sample after a immersion test was obtained. The above-described catalytic activity evaluation was performed on the samples before and after the submergence test. The results are shown in FIG. The maintenance rate of the 200 ° C. NO purification rate before and after the submergence test was 39.1%.
なお、実施例1及び比較例1の条件及び組成等をまとめて表2〜4に示す。 Tables 2 to 4 collectively show the conditions and compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
Claims (7)
該ゼオライトの遷移金属担持量が0.5重量%以上10.0重量%以下であり、
ゼオライト骨格構造中のケイ素原子とアルミニウム原子とリン原子の合計に対するケイ素原子のモル比xが0.01〜0.20であり、
SEM像から得られる平均1次粒子径が1μm以上50μm以下であり、
平均1次粒子径に対する粒度分布から得られるメジアン径の比が10以下である
ことを特徴とする遷移金属担持AEI型シリコアルミノ燐酸塩。 At least selected from the group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Mo, W, Pt, Au, and Ce as a skeleton structure containing at least a silicon atom, a phosphorus atom, and an aluminum atom A transition metal-supported AEI type silicoaluminophosphate supporting one transition metal,
The transition metal loading of the zeolite is 0.5 wt% or more and 10.0 wt% or less,
The molar ratio x of silicon atoms to the total of silicon atoms, aluminum atoms and phosphorus atoms in the zeolite framework structure is 0.01 to 0.20,
The average primary particle diameter obtained from the SEM image is 1 μm or more and 50 μm or less,
A transition metal-supported AEI type silicoaluminophosphate, wherein the ratio of the median diameter obtained from the particle size distribution to the average primary particle diameter is 10 or less.
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