ゼオライトの不整構造の解析と活性発現との相関性の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04453007
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 堤 和男 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00013178)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 明彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (90239088)
• Keywords: ゼオライト / 高シリカゼオライト / 構造不整 / 吸着 / 吸着熱

Research Abstract

ゼオライトはその特異な細孔構造を利用して、触媒、吸着剤、反応媒体などに広く用いられている。近年のゼオライト科学は、規則的な結晶構造物を調製する事による活性発現に焦点がある。しかし、ゼオライトの諸活性は、微視的には骨格内のSi、Alなどの配置の乱れあるいは酸素の欠陥構造によることが大である。本研究では、結晶を構成する各原子の規則性からのずれと活性発現機構との相関性を解明する。
本年度は、ホージャサイト型ゼオライトのSi/Al比を種々の手法で変化させ、それに伴う構造および活性変化をIR、NMR、および高温熱量測定により検討した。処理には、四塩化珪素(気相反応)、EDTA(液相)、および珪フッ化アンモニウム(液相)を用いた。これらの処理による結晶構造の変化は、単位胞の変化として観察されるだけで結晶度は殆ど無変化であった。しかし、IRによる水酸基の伸縮振動領域観察によると、EDTA処理においては未処理物では見られなかった3720cm^<-1>に吸収があった。これはAlが除去された後にSiが置換挿入されず4個の水酸基が結合した「Hydroxy Nest」の生成による骨格内欠陥のためである。この現象は他の処理では殆ど観察されない。573Kにおけるアンモニアの吸着と吸着熱から処理ゼオライトの酸性質を調べた。四塩化珪素処理でSi/Al比を高くした物では吸着初期の熱量が高く、強酸点の生成を示している。一方、他の2つの処理では吸着熱は未処理物と同じであり、酸点の数が減少する。なお、Nestを形成するプロトンは酸点には寄与しない。NMRによると骨格中のSiはその回りに0〜2個のAlを有するが、液相処理した物はSi(2Al)の密度が高い。これらから、気相処理ではAl除去(Si挿入)が骨格全体にわたって均一に起こるのに対し、液相処理では局所的に起こることが、示唆される。

Research Products

• [Publications] K.Tsutsumi et al: "Analysis of Acidic Properties of Highly Siliceous Zeolites Prepared by Several Treatments by Means of High Temperature Adsorption Calorimetry" Abst.9th Int.Zeolite Conference. 134- (1992)
• [Publications] 河合 孝恵・伊東 政治・堤 和男: "浸漬熱測定によるゼオライト表面のシラノール基の評価" Netsu Sokutei. 19. 70-75 (1992)