新規ゼオライトの合成とその触媒作用に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450303
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 杉 義弘 岐阜大学, 工学部, 教授 (90281047)
• 研究分担者: 今田 安紀 岐阜大学, 工学部, 助手 (10313909) ; 窪田 好浩 岐阜大学, 工学部, 助教授 (30283279)
• キーワード: ゼオライト / 触媒機能 / ゼオライト合成 / テンプレート / ビフェニル / H-モルデナイト / セリア / 外表面酸点の不活性化

研究概要

化学プロセスの基幹技術である触媒技術を環境に調和させるために、活性・選択性の高い触媒の開発、環境負担性の低い触媒プロセスの開発等、解決すべき課題が多い。特に、特定の位置に官能基を導入することが出来る触媒は、得量改善、分離費用の削減等、環境負担性の低減に大きな寄与が期待できる。これを達成する方法の一つとしてゼオライトの分子認識能を利用する形状選択的反応が挙げられる。本研究は、高活性・高選択性固体酸触媒の基礎研究として新規のゼオライトを創製し、これを上記反応に応用することを目的としている。主な成果は以下の通りである。
1)新規ゼオライト合成に関する研究.ゼオライト合成において結晶・骨格構造を決定する各種の有機テンプレートを合成し、これを用いたゼオライト合成を試み、生成したゼオライトと有機テンプレートの構造を検討した。特に1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタニウム(DABCO)を骨格とする1,6-ビス(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)ヘキサニウム(DABCO dimer)はZSM-12を生成するが、2,3'-位をメチル基で置換したDiMeDABCO dimerは新しい構造を有するGUS-1を生成することを見出した。GUS-1はZSM-12と類似の構造を有するゼオライトであり、現在構造決定を試みている。
2)ビフェニルのイソプロピル化反応におけるH-モルデナイト(HM)の形状選択性.標記反応におけるHMの形状選択性を検討した。ビフェニルのイソプロピル化においてHMが高い選択性で4,4'-ジイソプロピルビフェニル(4,4'-DIPB)を生成するが、高温及び低プロピレン圧では、一旦生成した4,4'-DIPBが触媒外表面で異性化することを見出した。そこで、HMをセリアで修飾したところ、異性化反応の抑制が可能になり、高温、低プロピレン圧でも高い4,4'-DIPB選択率が観測された。

研究成果

• [文献書誌] K. Nakajima: "Encapsulated Products inside Pores of H-Mordenite in the Isopropylation of Biphenyl"ACS Symposium Series. 738. 271-281 (1999)
• [文献書誌] Y. Kubota: "Synthetic investigation of CIT-5 catalyst"Micropor. Mesopor. Mater.. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] R. Bandyopadhyay: "Synthesis of [Al]-SSZ-31 by Dry-Gel Conversion (DGC) Method"Chem. Lett.. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Y. Sugi: "Shape-Selective Alkylation of Biphenyl Catalyzed by H-Mordenites"Korean J. Chem Eng.. 17. 1-11 (2000)
• [文献書誌] C. Song: "Introduction to Shape-Selective Catalysis"ACS Symposium Series. 738. 1-17 (1999)
• [文献書誌] K. Nakajima: "Influences of Bulkiness of Reagents in the Alkylation of Biphenyl over H-Mordenite"ACS Symposium Series. 738. 260-270 (1999)
• [文献書誌] K. Nakajima: "Deactivation of External Acid Sites of H-Mordenite with Ceria Modificationin the Isopropylation of Biphenyl"Chem. Lett.. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] S. Tawada: "Effects of Reaction Temperature on the Isopropylation of biphenyl over H-Mordenites"Catal. Lett.. 57. 217-218 (1999)
• [文献書誌] R. Bandyopadhyay: "Direct Hydrothermal Synthesis of BSSZ-31 from Silica and Sodium Borate using 1,3,3,6,6-Pentamethyl-6-azoniabicyclo[3.2.1]octane Hydroxide as Structure Directing Agent"Catal. Lett.. 50. 153-158 (1999)
• [文献書誌] K. Nakajima: "Deactivation of External Acid Sites of H-Mordenite with Ceria Modification in the Isopropylation of Biphenyl"Chem. Lett.. 215-216 (1999)
• [文献書誌] Y. Sugi: "Shape-selective isopropylation of biphenyl over H-mordenites- Relationships of bulk products and encapsulated products in the pores"Appl. Catal., A: General. 189. 251-261 (1999)
• [文献書誌] Y. Kubota: "Effect of Organic Structure - directing Agents on the Fine Structure of ZSM-12"Proceedings of IZC12, Baltimore, July 5-10 1998. 1693-1700 (1999)
• [文献書誌] R. Bandyopadhyay: "Synthesis of borosilicate zeolites by the dry gel conversion method and their characterization"Micropor. Mesopor. Mater. 32. 81-91 (1999)
• [文献書誌] 窪田好浩: "CIT-5触媒の合成とビフェニルのイソプロピル化活性"触媒. 41. 380-382 (1999)
• [文献書誌] Y. Sugi: "Effects of ceria-modification of H-mordenite on the isopropylation of naphthalene and biphenyl"Stud. Surf, Sci, Catal.. 123. 359-366 (1999)