JPH07121359B2 - Method for forming metallosilicate layer on ceramic foam - Google Patents
Method for forming metallosilicate layer on ceramic foamInfo
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- JPH07121359B2 JPH07121359B2 JP1257700A JP25770089A JPH07121359B2 JP H07121359 B2 JPH07121359 B2 JP H07121359B2 JP 1257700 A JP1257700 A JP 1257700A JP 25770089 A JP25770089 A JP 25770089A JP H07121359 B2 JPH07121359 B2 JP H07121359B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流路構造を持つセラミックフォームにメタロシ
リケート層を形成する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a metallosilicate layer on a ceramic foam having a flow channel structure.
従来技術、発明の解決しようとする課題 従来、メタロシリケート触媒はミクロ細孔への反応成分
の拡散抵抗が大きいので、通気抵抗の小さい多孔質担体
上に直接合成によりメタロシリケートを担持できれば拡
散抵抗を小さくすることができ、またハニカム構造によ
り流路が直線的でないので、反応ガスの自己攪拌効率が
高くなり、触媒と反応ガスとの触媒が良好となるなどの
利点が得られる。Conventional technology, the problem to be solved by the invention Conventionally, metallosilicate catalysts have a large diffusion resistance of the reaction components to the micropores, so if the metallosilicate can be supported by direct synthesis on a porous carrier having a small air flow resistance, the diffusion resistance will be increased. Since the flow path is not linear due to the honeycomb structure, the self-stirring efficiency of the reaction gas is increased, and the advantage that the catalyst between the catalyst and the reaction gas is good can be obtained.
本発明は、セラミックフォームへメタロシリケートを結
晶化してセラミックフォームなどの流路構造を該構成体
を二次的に修飾した細孔構造にして、実用触媒とし有効
なセラミックフォームにメタロシリケート層を形成する
方法を提供するものである。The present invention forms a metallosilicate layer on a ceramic foam effective as a practical catalyst by crystallizing a metallosilicate on a ceramic foam to form a channel structure such as a ceramic foam into a pore structure obtained by secondarily modifying the constituent. It provides a way to do it.
課題を解決するための手段 本発明は、化学組成0.30TPA:0.20Na:1/R Me:1Si:7.5H2O
(式中R:Si/Meの原子比40〜950、TPA:テトラアルキルア
ンモニウム、Meは金属原子)の組成に相当する量の水酸
化ナトリウムの水溶液に化学当量のTPAB(テトラアルキ
ルアンモニウムブロミド)例えばテトラプロピルアンモ
ニウムブロミド、水溶性金属塩およびSiO2を順次溶解し
て遊離ナトリウムイオンを含まない水性混合液を作り、
この溶液にメゾ孔以上(20Å以上)の孔径をもつセラミ
ックフォームを含浸させ、過剰含浸液は例えば遠心分離
した後100〜200℃の温度で結晶化した後、得られたセラ
ミックフォームを水洗、乾燥後空気気流中で500〜600℃
にて焼成し、次にセラミックフォームに担持させたメタ
ロシリケート層のナトリウムイオンをアンモニウムイオ
ンでイオン交換した後再び水洗、乾燥した後500〜600℃
にて焼成することを特徴とするセラミックフォームにメ
タロシリケート層を形成する方法を提供するものであ
る。Means for Solving the Problems The present invention has a chemical composition of 0.30TPA: 0.20Na: 1 / R Me: 1Si: 7.5H 2 O.
(Wherein R: Si / Me atomic ratio 40 to 950, TPA: tetraalkylammonium, Me is a metal atom), an equivalent amount of TPAB (tetraalkylammonium bromide) is added to an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetrapropylammonium bromide, water-soluble metal salt and SiO 2 are sequentially dissolved to make an aqueous mixed solution containing no free sodium ion,
This solution is impregnated with ceramic foam having a pore size of mesopores or more (20 Å or more), and the excess impregnation solution is, for example, centrifuged and crystallized at a temperature of 100 to 200 ° C, and the resulting ceramic foam is washed with water and dried. 500-600 ℃ in rear air flow
After that, the metal ions of the metallosilicate layer supported on the ceramic foam are exchanged with ammonium ions, washed again with water, and dried at 500 to 600 ° C.
The present invention provides a method for forming a metallosilicate layer on a ceramic foam, which is characterized by firing at.
メタロシリケート含浸液を遊離のナトリウムイオンを含
まないものにした理由は、ナトリウムイオンが存在する
と後工程の焼成工程などにおいて残存するナトリウムイ
オンによって担体であるセラミックフォームの表面が溶
融され易くなり、該フォームの流路構造がはかいされる
おそれがあるからである。The reason why the metallosilicate impregnating solution does not contain free sodium ions is that when sodium ions are present, the surface of the ceramic foam, which is a carrier, is easily melted by the sodium ions remaining in the subsequent firing step and the like. This is because the flow channel structure may be damaged.
セラミックフォームへのメタロシリケートの担持量は、
メタロシリケート水性混合液の濃度、過剰の含浸液をの
ぞくための遠心分離の回数、およびセラミックフォーム
の含浸液への含浸回数などによって容易に調整できる。The amount of metallosilicate supported on the ceramic foam is
It can be easily adjusted by the concentration of the aqueous metallosilicate mixture, the number of centrifugations to remove excess impregnating liquid, the number of times the ceramic foam is impregnated with the impregnating liquid, and the like.
セラミックフォームに担持させるメタロシリケートの金
属の種類は使用目的によって選択されるが、水溶性金属
塩例えば硝酸塩、硫酸塩および塩化物などであれば特に
制限されない。The type of metallosilicate metal supported on the ceramic foam is selected depending on the purpose of use, but is not particularly limited as long as it is a water-soluble metal salt such as nitrate, sulfate and chloride.
例えばメタロシリケート担持セラミックフォームが触
媒、特にメタノールからの低級オレフィンへの転化反応
の触媒であるGa−シリケート触媒である場合には金属塩
としてGa2(So4)3・nH2Oが使用される。For example, when the metallosilicate-supported ceramic foam is a catalyst, particularly a Ga-silicate catalyst which is a catalyst for the conversion reaction of methanol to lower olefins, Ga 2 (So 4 ) 3 · nH 2 O is used as the metal salt. .
また合成ガスの転化反応の触媒であるCo−Mn−Ru系触媒
である場合には金属塩としてCo(NO3)2・6H2O、Mn(N
O3)2・6H2OおよびRuCl33H2Oが使用される。Also the conversion reaction of catalytic syngas Co-Mn-Ru system when a catalyst Co as the metal salt (NO 3) 2 · 6H 2 O, Mn (N
O 3) 2 · 6H 2 O and RuCl 3 3H 2 O is used.
(実施例) 以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。(Example) An example is shown below and the present invention is explained still in detail.
実施例1 Ga−シリケート/セラミックフォーム(R:40)の場合 SiO220g、Ga2(So4)3・nH2O3.43g、NaOH2.66gおよびT
PAB(テトラプロピルアンモニウムブロミド)26.58gの
試薬から含浸液を作るに当り、先づ水酸化ナトリウム水
溶液を作り、これにTPAB、Ga2(So4)3・nH2OおよびSi
O2の順序で添加して溶解し、遊離ナトリウムイオンを含
まないメタロシリケートの水性液を作り、この溶液に直
径10mm、長さ50mmのセラミックフォーム0.97gを1分間
浸した後1000回転で30秒遠心分離した。得られたセラミ
ックフォームを170℃で48時間結晶化を行なった。次に
セラミックフォームを水洗後1夜乾燥した。次に空気気
流中で室温から540℃まで1時間で昇温後、3.5時間焼成
した。焼成後1規定のNH4NO3溶液で80℃で1時間イオン
交換した。次に水洗、乾燥後焼成して触媒を得た。Example 1 Ga- silicate / ceramic foam: For (R 40) SiO 2 20g, Ga 2 (So 4) 3 · nH 2 O3.43g, NaOH2.66g and T
When making an impregnating solution from 26.58 g of PAB (tetrapropylammonium bromide), an aqueous solution of sodium hydroxide was first prepared, and TPAB, Ga 2 (So 4 ) 3 , nH 2 O and Si were added to it.
Added in the order of O 2 dissolved to make a water-based solution of metallosilicate no free sodium ions, the solution to a diameter 10 mm, 30 seconds at 1000 revolutions was immersed for 1 minute ceramic foam 0.97g length 50mm It was centrifuged. The obtained ceramic foam was crystallized at 170 ° C. for 48 hours. Next, the ceramic foam was washed with water and dried overnight. Next, the temperature was raised from room temperature to 540 ° C. in 1 hour in an air stream, and then firing was performed for 3.5 hours. After firing, ion exchange was performed with a 1N NH 4 NO 3 solution at 80 ° C. for 1 hour. Next, it was washed with water, dried and calcined to obtain a catalyst.
Ga−シリケートの担持率は57wt%であった。The loading of Ga-silicate was 57 wt%.
物性測定: 実施例1の方法で得られたセラミックフォームに担持さ
れたメタロシリケート触媒のX線回折パターンを第1図
に示した。Measurement of physical properties: The X-ray diffraction pattern of the metallosilicate catalyst supported on the ceramic foam obtained by the method of Example 1 is shown in FIG.
使用装置:理学電気製X線回折装置、Geigerflex−201
3、線源Cuk α、2θ=5〜70゜、 第1図において、c)は担体セラミックフォーム(CF)
のパターン、a)はメタロシリケートのパターン、b)
はメタロシリケート担持セラミックフォームのパターン
である。Equipment used: Rigaku Denki X-ray diffractometer, Geigerflex-201
3, radiation source Cuk α, 2θ = 5 to 70 °, in Fig. 1, c) is a carrier ceramic foam (CF)
Pattern, a) is a metallosilicate pattern, b)
Is a pattern of metallosilicate-supported ceramic foam.
パターンa)およびb)を比較した場合から明らかなよ
うに、2θの値が8〜9゜付近および24゜付近に特徴的
なピークが現われており、このことはb)がc)と同様
にペンタシル構造を有していることを示している。As is clear from the comparison between patterns a) and b), characteristic peaks appear at values of 2θ around 8 to 9 ° and around 24 °, which means that b) is similar to c). It shows that it has a pentasil structure.
このことからメタロシリケートは担体セラミックフォー
ム上でペンタシル型メタロシリケートに合成されている
ことが確認された。From this, it was confirmed that the metallosilicate was synthesized as a pentasil-type metallosilicate on the carrier ceramic foam.
参考例 実施例1の方法で得られたGa−シリケート担持セラミッ
ク触媒を用いてメタノールから低級オレフィン系炭化水
素の合成反応を行なった。Reference Example Using the Ga-silicate supported ceramic catalyst obtained by the method of Example 1, a synthesis reaction of lower olefinic hydrocarbon from methanol was performed.
反応:メタノール常圧流通反応装置を用いて、メタノー
ル転化反応を行なった。担持触媒はそのまま、直系6mm
の反応管に充填して用いた。非担持触媒は合成結晶を打
錠成型し、15〜20meshに破砕して用いた。それらにN2で
希釈した20%MeOHの原料ガスを、担体を含めた触媒全体
積基準のGHSV 10500h-1で流通し、300℃に保って反応さ
せた。3時間後生成物はインテグレーター付きガスクロ
マトグラフで分析した。Reaction: A methanol conversion reaction was carried out using a methanol atmospheric pressure reactor. Directly supported catalyst is 6 mm
The reaction tube of No. 1 was used by filling. The unsupported catalyst was used by crushing synthetic crystals into tablets and crushing into 15 to 20 mesh. A raw material gas of 20% MeOH diluted with N 2 was passed through them at GHSV 10500h -1 based on the total volume of the catalyst including the carrier, and the reaction was performed while maintaining the temperature at 300 ° C. After 3 hours, the product was analyzed by a gas chromatograph equipped with an integrator.
使用装置は島津GC−8A(MeOH、MeOMe、Co)、島津GC−1
2A(ガス状炭化水素)であった。実験結果は第2図に示
した。Equipment used is Shimadzu GC-8A (MeOH, MeOMe, Co), Shimadzu GC-1.
It was 2 A (gaseous hydrocarbon). The experimental results are shown in FIG.
第2図において、a)はH−Ga−シリケート担持セラミ
ックフォーム触媒、b)はH−Ga−シリケート触媒を用
いた場合である。a)の場合、メタノールの転化率は9
8.3%であり、b)の場合、メタノールの転化率は100%
であった。C2 =およびC3 =の低級炭化水素の留分はa)
の場合がb)の場合よりすぐれており、また流路構造担
体の特徴が活かされ、反応時のコーク生成を抑制する効
果が得られた。In FIG. 2, a) is a case where an H-Ga-silicate supported ceramic foam catalyst is used, and b) is a case where an H-Ga-silicate catalyst is used. In the case of a), the conversion of methanol is 9
8.3%, in case of b) the conversion of methanol is 100%
Met. Fraction C 2 = and C 3 = lower hydrocarbons a)
The case was superior to the case of b), and the characteristics of the flow path structure carrier were utilized, and the effect of suppressing coke formation during the reaction was obtained.
(発明の効果) (1) メタロシリケートのセラミックフォームへの担
持率は容易に調節可能である。(Effects of the Invention) (1) The loading rate of metallosilicate on a ceramic foam can be easily adjusted.
(2) セラミックフォームなどの流路構造を、構造体
を二次的に修飾した細孔構造にして実用触媒として有効
なものにした。(2) The flow path structure such as ceramic foam has a pore structure in which the structure is secondarily modified to be effective as a practical catalyst.
(3) ゼオライト触媒を効果的に担持分散することが
できた。(3) The zeolite catalyst could be effectively supported and dispersed.
第1図は本発明方法で合成されたGa−シリケート担持セ
ラミック触媒のX線回折図、第2図は本発明方法で合成
されたGa−シリケート担持セラミック触媒によるメタノ
ール転化反応による生成炭化水素の分布図である。FIG. 1 is an X-ray diffraction diagram of a Ga-silicate supported ceramic catalyst synthesized by the method of the present invention, and FIG. 2 is a distribution of hydrocarbons produced by a methanol conversion reaction by the Ga-silicate supported ceramic catalyst synthesized by the method of the present invention. It is a figure.
Claims (1)
2O(式中R:Si/Meの原子比40〜950、TPA:テトラアルキル
アンモニウム、Meは金属原子)の組成に相当する量の水
酸化ナトリウムの水溶液に化学当量のTPAB(テトラアル
キルアンモニウムブロミド)、水溶性金属塩およびSiO2
を順次溶解して遊離ナトリウムイオンを含まない水性混
合液を作り、この溶液にセラミックフォームを含浸さ
せ、過剰の含浸液を分離した後100〜200℃の温度にて結
晶化した後、空気気流中で500℃〜600℃にて焼成し、次
にセラミックフォームに担持させたメタロシリケート層
のナトリウムイオンをアンモニウムイオンでイオン交換
した後乾燥し、500℃〜600℃にて焼成することを特徴と
するセラミックフォームにメタロシリケート層を形成す
る方法。1. Chemical composition 0.30TPA: 0.20Na: 1 / R Me: 1Si: 7.5H
2 O (wherein R: Si / Me atomic ratio 40 to 950, TPA: tetraalkylammonium, Me is a metal atom) is added to an aqueous solution of sodium hydroxide in a chemical equivalent amount of TPAB (tetraalkylammonium bromide). ), Water-soluble metal salts and SiO 2
Are sequentially dissolved to form an aqueous mixed solution containing no free sodium ion, this solution is impregnated with ceramic foam, and the excess impregnating solution is separated and then crystallized at a temperature of 100 to 200 ° C. It is characterized in that it is fired at 500 ° C. to 600 ° C., then the sodium ions of the metallosilicate layer supported on the ceramic foam are ion-exchanged with ammonium ions, then dried, and fired at 500 ° C. to 600 ° C. A method of forming a metallosilicate layer on a ceramic foam.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1257700A JPH07121359B2 (en) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | Method for forming metallosilicate layer on ceramic foam |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03123640A JPH03123640A (en) | 1991-05-27 |
JPH07121359B2 true JPH07121359B2 (en) | 1995-12-25 |
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JP (1) | JPH07121359B2 (en) |
Family Cites Families (2)
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DE3103533A1 (en) * | 1981-02-03 | 1982-08-05 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | ZEOLITHIC MOLECULAR SCREEN, ADSORBER AND CATALYST SYSTEM |
EP0327189A3 (en) * | 1988-01-07 | 1991-06-05 | Mobil Oil Corporation | Preparation and use of gallosilicate aromatisation catalysts |
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1989
- 1989-10-04 JP JP1257700A patent/JPH07121359B2/en not_active Expired - Fee Related
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