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本研究では、多価カチオン交換型ゼオライトとして触媒や吸着剤等の応用が期待されるZn(II)含有ゼオライトに関して、種々の条件で合成手法を開発し、また、ルイス酸性やイオン交換特性など特徴的な性質を明らかにすることを目的とした。
Zn塩とAl塩の混合水溶液とSi源水溶液を用い共沈手法を行うことでZn及びAlが予めシリカネットワークに分散されたジンコアルミノシリケートゲルが得られ、それを用いることで酸化亜鉛などの生成を防ぎ有機物無添加でジンコアルミノシリケートゼオライトの合成が可能であることが示された。従来のゼオライト合成においてZnのゼオライト骨格への導入が困難である一因は、水熱合成中の反応性の違いによりZn種がシリカ骨格に導入されにくく酸化亜鉛などを形成しやすいことであり、複合ゲルを用いることで酸化亜鉛などの生成を抑えて有機物無添加合成が可能になったと考えられる。Zn導入によるルイス酸性やイオン交換能の増大、また配位環境の異なるZn状態の存在が示唆された。
さらに、液相におけるZn種の状態に着目することでCHA型構造を有する新たなジンコシリケートゼオライトの合成が可能となったことを示した。水熱合成前にZnとシリケートの均一状態を調製することがZnのゼオライト骨格導入に重要であるという知見を踏まえ、液相中の亜鉛の状態に着目して同様の複合状態を実現することを目指した。高塩基性溶液中でZn種を完全に溶解させた後、フュームドシリカの分散液と混合する手法でZn種とシリカの高い均一性が実現され、それを原料とすることで単相のジンコシリケートCHA型ゼオライトが得られた。ジンコシリケートCHA型ゼオライトは、従来のアルミノシリケートCHA型ゼオライトに比較し優れた2価カチオン交換特性を示した。
これらの結果の一部はすでに2本の学術論文として出版済みであり、さらに2本を投稿済みである。
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