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METHOD FOR SYNTHESIZING LITHIUM-CONTAINING EDI-TYPE ZEOLITE achieved

Patent code P180014934
Posted date May 1, 2018
Application number P2007-088450
Publication number P2008-247640A
Patent number P5002299
Date of filing Mar 29, 2007
Date of publication of application Oct 16, 2008
Date of registration May 25, 2012
Inventor
  • (In Japanese)盛岡 実
  • (In Japanese)山岸 隆典
  • (In Japanese)荒木 昭俊
  • (In Japanese)磯 文夫
  • (In Japanese)吉葉 光雄
  • (In Japanese)興野 雄亮
  • (In Japanese)星 佳宏
  • (In Japanese)渡辺 雄二郎
  • (In Japanese)小松 優
  • (In Japanese)守吉 佑介
Applicant
  • (In Japanese)電気化学工業株式会社
  • (In Japanese)栃木県
Title METHOD FOR SYNTHESIZING LITHIUM-CONTAINING EDI-TYPE ZEOLITE achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for economically and efficiently synthesizing Lithium-containing EDI-type zeolite having a controlled crystal size while suppressing the generation of impurities.
SOLUTION: The method for synthesizing the lithium-containing EDI-type zeolite (preferably containing lithium in an amount of ≥3 mass% expressed in terms of Li2O, and Na2O and K2O in an amount of <0.5 mass% in total) comprises reacting allophane and lithium hydroxide, as raw materials, in water, and is characterized by setting the charge amount of the allophane to 1 kg or more per batch, setting the molar ratio of Li2O to Al2O3 of the raw materials to 1.0-5.0, and allowing the reaction to proceed while agitating the resulting reaction liquid at a temperature of 30-80°C for 3-72 h so that the average crystal diameter becomes ≥1 μm (preferably, ≥1.3 μm).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ゼオライトは、アルミノシリケート系の結晶性化合物であり、その種類は多く、その工業的な利用方法も多岐に亘る。例えば、触媒、調湿材、分子ふるい、吸着材、イオン交換体などの利用方法が挙げられ、ゼオライトの組成や結晶構造が異なれば、用途も異なってくる。

ゼオライトの一種に、EDI型ゼオライトがある。EDI型ゼオライトとは、エジントン沸石(エディングトナイトEdingtonite)と呼ばれる化合物と類似の構造を持つゼオライトを総称するものである。エジントン沸石は、一般に、Ba2Al4Si6O20・8H2Oで示される。本発明のリチウムを含有するEDI型ゼオライトは、上記エジントン沸石のBaがLiに置き換わった化合物に相当する。したがって、一般式Li4Al4Si6O20・nH2Oで示される。式中のnは6~10である。

リチウムを含有するEDI型ゼオライトの合成方法としては、これまでに、シリカゾルとアルミナゾルとを出発原料とする方法(非特許文献1)が知られている。また、A型ゼオライトにリチウムを担持する合成方法も知られている(非特許文献2)。そして、アロフェンやイモゴライトを原料としてアルカリ溶液で加熱処理してゼオライトを合成する方法も提案されている(特許文献1)。さらに、アロフェンと水酸化リチウムを原料とする合成も行われている(非特許文献3)。

非特許文献1の方法では、高価なシリカゾルやアルミナゾルとを出発原料とするため、経済性の観点から実用性の乏しいものであった。また、この方法で得られるリチウムを含有するEDI型ゼオライトは、非常に微細な結晶である。具体的には、1μm未満の結晶として得られる。このため、比表面積が大きく、嵩高く、用途によっては使い勝手が悪く不都合な場合もあり、リチウムを含有するEDI型ゼオライトの結晶サイズをもう少し大きく制御できる合成方法も望まれている。
非特許文献2の方法は、A型のゼオライトを得る方法であり、リチウムを含有するものの、EDI型のゼオライトは得られない。
特許文献1には、アロフェンやイモゴライトを原料として、アルカリ溶液で熱処理してゼオライトを合成することが記載されているものの、アルカリ性溶液が水酸化ナトリウムや水酸化カリウムであるため、リチウムを含有するゼオライトは得られないものである。さらに、この方法では、加熱処理温度が80℃以上であるため、純度の高いEDI型ゼオライトが得られないものであった。
非特許文献3には、アロフェンを、原料のLi2O/Al2O3モル比が1.54,3.08,4.62となるように、水酸化リチウム水溶液とともにテフロン(登録商標)製の密閉容器に入れよく振り混ぜた後、所定温度(60,80及び90℃)で所定時間(8h,16h,24h及び48h)、水熱処理を行うことが記載され、各処理温度におけるすべての系でLi-EDIが生成し、60℃ではLi-EDIのみが生成したこと、処理温度が高くなり、処理時間が長くなるとLi-ABWが生成する傾向が認められたことが記載され、処理温度90℃、処理時間8hでは、結晶径1μm程度のLi-EDIの立方体が生成したことが示されているが、アロフェンの仕込み量は、1.00gであり、アロフェンの仕込み量を大きくして、純度の高い結晶径の大きいEDI型ゼオライトを効率良く得る方法については記載がなく、また、EDI型ゼオライトのLi含有量についても記載がない。

【非特許文献1】
T.Matsumoto et al., Journal of the European Ceramic Society,26,pp.455-458,2006
【非特許文献2】
上原元樹、無機マテリアル学会第113回学術講演会講演要旨集、pp.18-19、2006
【非特許文献3】
興野ら、無機マテリアル学会第112回学術講演会講演要旨集、pp.8-9、2006
【特許文献1】
特開2000-143234号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、主に、リチウムを含有するEDI型ゼオライトの合成方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
アロフェンと水酸化リチウムを原料として水中で反応させるリチウム含有EDI型ゼオライトの合成方法において、前記アロフェンの仕込み量を、バッチあたり1kg以上とし、原料のLi2O/Al2O3モル比を1.0~5.0とし、反応温度を30~80℃、反応時間を3~72時間とし、攪拌しながら反応させ、平均結晶径を1μm以上とすることを特徴とする、リチウム含有EDI型ゼオライトの合成方法。

【請求項2】
 
前記平均結晶径を1.3μm以上とすることを特徴とする、請求項1に記載のリチウム含有EDI型ゼオライトの合成方法。

【請求項3】
 
前記リチウム含有EDI型ゼオライトが、Li2O換算で3質量%以上のリチウムを含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のリチウム含有EDI型ゼオライトの合成方法。

【請求項4】
 
Na2OとK2Oの含有量の合計が0.5質量%未満であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のリチウム含有EDI型ゼオライトの合成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered


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