沸石的片状粒子及其制造方法技术

提供制造无法通过自上而下法得到的沸石的片状粒子的方法、及通过该制造方法得到的具有氧8元环结构的沸石的片状粒子。本发明专利技术的沸石的片状粒子具有氧8元环结构。前述片状粒子的厚度为1nm～100nm，前述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沸石的片状粒子及其制造方法


[0001]本专利技术涉及沸石的片状粒子及其制造方法。
[0002]本申请主张以于2019年6月14日在日本提出申请的日本特愿2019
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111523号为基础的优先权，并将其内容并入本文。

技术介绍

[0003]沸石为具有规则地排列而成的细孔结构的化合物，由于其特异性的结构而具有吸附分离能力、离子交换能力、形状选择能力等，在工业上被广泛利用。
[0004]作为沸石的制造方法已报告有各种方法，但通常以水热合成法来制造。
[0005]该水热合成法是下述方法：将沸石的原料与液状的水混合来制备凝胶状物质或浆状物质，通过将制备而成的凝胶状物质或浆状物质在规定的压力条件下进行加热来使沸石的结晶析出。通过水热合成法得到的沸石的结晶通过进行离心分离、倾析等操作，而从凝胶状物质或浆状物质中所含的液状的水中分离出来。
[0006]另外，作为水热合成法以外的沸石的制造方法，可举出干胶转化法(dry gel conversion，DGC)法。该方法是对将沸石的原料与水混合而得到的凝胶状物质进行干燥，在结构导向剂的存在下，使得到的干燥凝胶在容器内与气体状的水接触而进行制造的方式(例如，专利文献1)。
[0007]另外，在石油化学、合成化学等中，沸石常常作为高性能催化剂使用。然而，尽管有作为高性能催化剂的可能性，但存在特别是细孔被副产物急速地堵塞，而诱发催化剂失活的课题。作为解决该课题的方法，提出了使用厚度为1～100nm的薄片状沸石(沸石纳米片)。作为该沸石纳米片的合成法，提出了剥离具有层状构造的沸石而得到纳米片的方法(自上而下法，top
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down method)、使用适当地设计而成的双官能性表面活性剂来进行合成的方法(自下而上法，bottom
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up method)。例如，在自下而上法中，公开了MFI型沸石纳米片及MTW型沸石纳米片(例如，专利文献2)。
[0008]另一方面，关于纳米片的制造方法已经研究了各种方法。例如，公开了下述金属有机结构体纳米片的制造方法，其中，当双分子膜在溶剂中成为超溶胀层状相时，在构成1个双分子膜的2层单分子层之间形成片状的金属有机结构体(例如，专利文献3)。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开2001
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114511号公报
[0012]专利文献2：日本特表2012
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530680号公报
[0013]专利文献3：国际公开第2018/016650号

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]然而，虽然能够以层状沸石为原料通过自上而下法形成沸石纳米片，但存在纳米
片彼此聚集的课题。另外，在目标沸石的结晶结构不为层状时，无法通过自上而下法制造沸石纳米片。另外，对于专利文献2中记载的自下而上法而言，由于针对特定的沸石用途进行了优化，因而受限于MFI型及MTW型沸石纳米片。未公开通过该方法制造其他结晶结构的沸石纳米片的例子。
[0016]另外，在专利文献3中，没有关于沸石纳米片的记载，尤其是没有公开针对制造具有各种结晶结构的沸石纳米片的方法。
[0017]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供具有各种结晶结构的沸石纳米片的制造方法。另外，目的在于提供具有氧8元环结构的沸石的片状粒子，特别是具有CHA型、SOD型、PHI型结晶结构的沸石的纳米片。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]本专利技术为了解决上述课题而提供以下手段。
[0020][1]沸石的片状粒子，其具有氧8元环结构，所述沸石的片状粒子的特征在于，
[0021]所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，
[0022]所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。
[0023][2]如[1]所述的沸石的片状粒子，其中，
[0024]所述沸石的片状粒子存在多个，且该片状粒子彼此以实质上未聚集的状态存在。
[0025][3]如[1]或[2]所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“CHA”表示的结构，
[0026]所述片状粒子的厚度为1nm以上且20nm以下，
[0027]所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。
[0028][4]如[1]或[2]所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“PHI”表示的结构，
[0029]所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，
[0030]所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。
[0031][5]如[1]或[2]所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“SOD”表示的结构，
[0032]所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，
[0033]所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。
[0034][6]沸石的片状粒子的制造方法，其特征在于，包括下述第一工序和第二工序，其中，
[0035]第一工序包括：
[0036]在溶剂中形成双分子膜；
[0037]向所述溶剂中添加选自由硅原子源及磷原子源组成的组中的至少1种以上的原子源、和铝原子源，以形成双分子膜的超溶胀层状相；
[0038]在构成1个双分子膜的2个单分子相之间形成沸石的前体的片状粒子，
[0039]所述第二工序中，使所述沸石的前体的片状粒子在容器内与气体状的水接触，形成沸石的片状粒子。
[0040][7]如[6]所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，在超溶胀层状相的形成时的体系整体中，溶剂所占的质量比例为90质量％以上。
[0041][8]如[6]或[7]所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，在超溶胀层状相的形成时的体系中所含的溶剂为包含烃系溶剂和水的混合溶剂，该混合溶剂中的二者的质量比为烃系溶剂:水＝85:15～99.99:0.01。
[0042][9]如[8]所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，所述溶剂中所含的水的含量为5质量％以下。
[0043][10]如[6]～[9]中的任一项所述的沸石的片状粒子的制造方法，其特征在于，在所述第二工序中，在结构导向剂的存在下，与气体状的水接触。
[0044][11]如[6]～[10]中的任一项所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，所述沸石的片状粒子具有以作为IZA代号的“SOD”、“PHI”、“CHA”、“MFI”表示的结构。
[0045][12]如[6]～[11]中的任一项所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，所述沸石的前体的片状粒子彼此以实质上未聚集的状态存在于超溶胀层状相中。
[0046][13]如[6]～[12]中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.沸石的片状粒子，其具有氧8元环结构，所述沸石的片状粒子的特征在于，所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。2.如权利要求1所述的沸石的片状粒子，其中，所述沸石的片状粒子存在多个，且该片状粒子彼此以实质上未聚集的状态存在。3.如权利要求1或2所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“CHA”表示的结构，所述片状粒子的厚度为1nm以上且20nm以下，所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。4.如权利要求1或2所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“PHI”表示的结构，所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，所述片状粒子的纵横比(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。5.如权利要求1或2所述的沸石的片状粒子，其特征在于，具有以作为国际沸石协会(IZA)的结构代号的“SOD”表示的结构，所述片状粒子的厚度为1nm以上且100nm以下，所述片状粒子的c(粒子中的最大宽度/厚度)为100以上。6.沸石的片状粒子的制造方法，其特征在于，包括第一工序和第二工序，其中，所述第一工序包括：在溶剂中形成双分子膜；向所述溶剂中添加选自由硅原子源及磷原子源组成的组中的至少1种以上的原子源、和铝原子源，以形成双分子膜的超溶胀层状相；在构成1个双分子膜的2个单分子相之间，形成沸石的前体的片状粒子，所述第二工序中，使所述沸石的前体的片状粒子在容器内与气体状的水接触，形成沸石的片状粒子。7.如权利要求6所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，在所述超溶胀层状相的形成时的体系整体中，所述溶剂所占的质量比例为90质量％以上。8.如权利要求6或7所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，在所述超溶胀层状相的形成时的体系中所含的所述溶剂为包含烃系溶剂和水的混合溶剂，该混合溶剂中的二者的质量比为烃系溶剂:水＝85:15～99.99:0.01。9.如权利要求8所述的沸石的片状粒子的制造方法，其中，所述溶剂中所含的水的含量为5质量％以下。10.如权利要求6～9中...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田幸明，佐佐木弘毅，西山宪和，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：