モルデナイト型チタノシリケート触媒を用いる液相酸化プロセスの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555248
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 八嶋 建明 東京工業大学, 理学部, 教授 (60016409)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄司 宏 丸善石油化学株式会社, 研究所, 研究員 ; 小松 隆之 東京工業大学, 理学部, 助手 (40186797)
• Keywords: モルデナイト / 脱アルミニウム / アトム-プランティング法 / チタノシリケート / 過酸化水素 / アンモオキシメーション / 水酸化 / フェノール

Research Abstract

まずアトムプランティング法を用いたモルデナイト型チタノシリケートの調製について検討した。空気中での焼成および硝酸処理により脱アルミニウムした高シリカモルデナイトを、気相で四塩化チタンの蒸気と接触させチタンの導入を試みた。チタン導入の最適温度が673〜773Kであることおよび処理時間1h、四塩化チタン分圧1.7kPaで導入量が飽和に達することを明らかにした。この条件下で脱アルミニウムモルデナイト中に0.4mmol/gのTi^<4+>を導入することに成功した。次に、チタンが結晶骨格中に組み込まれているかどうかを検討した。紫外スペクトルから導入されたチタンは4配位の孤立したTi^<4+>であることが分かった。赤外スペクトルにおいて、ゼオライト結晶骨格に組み込まれたチタン種に帰属される963cm^<-1>の吸収バンド強度と導入チタン量が比例することを見出した。これらの結果から、アトムプランティング法を用いてモルデナイト骨格中に導入したチタンはほとんどすべて結晶骨格に組み込まれていることが明かとなった。
次に、バッチ式反応法によりベンゼンおよび各種アルキルベンゼンの過酸化水素を酸化剤とする水酸化反応を行った。モルデナイト型チタノシリケートを触媒に用いると、反応温度90℃、反応時間2時間において、いずれの場合もベンゼン環への水酸化が起こった。触媒活性を、細孔径の小さいMFI型チタノシリケートと比べると、反応物分子の大きさがトルエン、エチルベンゼン、t-ブチルベンゼンと大きくなるほど、モルデナイト型の活性がMFI型より著しく高くなった。このことから、モルデナイト型チタノシリケートが大きな分子の液相水酸化に有効であることが明かとなった。