JP4715230B2 - Aluminophosphate granule and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、アルミノフォスフェート類及びバインダーを含む造粒物に関する。本発明は、さらに、そのような造粒物を製造する方法に関する。 The present invention relates to a granulated product containing aluminophosphates and a binder. The invention further relates to a method for producing such a granulate.
ゼオライトには、International Zeolite Association (IZA)の規定による結晶性シリケート類、結晶性アルミノフォスフェート類などが含まれる。ゼオライトは、吸着材、触媒、分離材、洗剤のビルダーとして広く用いられる。
近年、省エネルギーの観点から、ゼオライト、メソポーラス材料等の多孔性物質を吸着材として用いる吸着ヒートポンプが研究開発されている。
Zeolite includes crystalline silicates, crystalline aluminophosphates, and the like as defined by the International Zeolite Association (IZA). Zeolites are widely used as adsorbents, catalysts, separators, and detergent builders.
In recent years, from the viewpoint of energy saving, adsorption heat pumps using porous substances such as zeolite and mesoporous materials as adsorbents have been researched and developed.
吸着ヒートポンプ用の吸着材として、例えば、骨格構造にアルミニウムとリンとヘテロ原子を少なくとも含むゼオライトが提案されている(特開2002−372332号公報)。しかしながら、造粒の詳細は検討されていない。
吸着材の製法として、例えば、原料粉体の圧粉工程及びグラインダー間で破砕・研磨する磨砕工程を有する造粒法が知られており、粒径は0.05−2mmが好適とされている(特開2001−38188号公報)。しかしながら、吸着材を吸着ヒートポンプに使用する場合、熱交換器に固定化して使用しされるが、該吸着材は、充填密度や吸着特性の点で必ずしも満足のいくものではない。又、吸着ヒートポンプ用の吸着材として、装置の小型化の観点から、0.5g/cc以上の嵩密度を有する吸着材を使用した吸着ヒートポンプが知られており、粒径が100−150μmである吸着材が示されている。しかしながら、該吸着材は、珪素及び酸素主体とする高密度多孔体で、吸着特性の点で必ずしも満足のいくものではない。(特開平9−264633号公報)。
As an adsorbent for an adsorption heat pump, for example, a zeolite containing at least aluminum, phosphorus, and heteroatoms in a skeleton structure has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-372332). However, details of granulation have not been studied.
As a method for producing an adsorbent, for example, a granulation method having a powdering step of raw material powder and a grinding step of crushing and polishing between grinders is known, and a particle size of 0.05-2 mm is suitable. (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-38188). However, when an adsorbent is used in an adsorption heat pump, it is used by being fixed to a heat exchanger, but the adsorbent is not always satisfactory in terms of packing density and adsorption characteristics. Further, an adsorption heat pump using an adsorbent having a bulk density of 0.5 g / cc or more is known as an adsorbent for an adsorption heat pump from the viewpoint of miniaturization of the apparatus, and the particle size is 100 to 150 μm. The adsorbent is shown. However, the adsorbent is a high-density porous body mainly composed of silicon and oxygen, and is not necessarily satisfactory in terms of adsorption characteristics. (Japanese Patent Laid-Open No. 9-264633).
一方、骨格構造にアルミニウムとリンを含むアルミノフォスフェート類は、従来、おもに触媒の分野への適用が知られており、メタノールの軽質オレフィンへの変換等の、化学プロセスの触媒として、アルミノフォスフェート類のうち、リンの一部をケイ素で置換したシリコアルミノフォスフェートを、カオリンやシリカゾル等のバインダー成分とともに噴霧乾燥により数十〜数百μmに造粒した触媒を開示している(米国特許第4973792号公報、米国特許第5095163号公報)。 On the other hand, aluminophosphates containing aluminum and phosphorus in the skeleton structure have been conventionally known to be mainly applied to the field of catalysts. Aluminophosphates are used as catalysts for chemical processes such as the conversion of methanol to light olefins. Among these, there is disclosed a catalyst obtained by granulating silicoaluminophosphate in which a part of phosphorus is substituted with silicon by spray drying together with binder components such as kaolin and silica sol (US Patent No. 1). No. 4973792 and US Pat. No. 5,095,163).
しかしながら、我々の検討によれば、触媒として使用されるこれらの造粒物は、強度を高めるため、バインダー成分の割合を40重量%またはそれ以上と極めて高いものにする必要があり、吸着式ヒートポンプ用吸着材に適用するには、強度や嵩密度が不十分で実用上問題があったり、或いは吸着容量が不充分となり、装置が大型化する等の問題がある。
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、実質的にアルミノフォスフェート類とバインダーからなる造粒物であって、優れた強度を有し、吸着材として熱交換器に固定化して用いる場合等に高い充填密度達成可能で、更に、高い吸着容量を有する造粒物、およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is a granulated product substantially composed of an aluminophosphate and a binder, having excellent strength, and serving as an adsorbent. It is to provide a granulated product which can achieve a high packing density when used in a heat exchanger, and has a high adsorption capacity, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、アルミノフォスフェート類とバインダーを含み、特定粒径範囲の造粒物であって、特定の細孔容積を有し、特定の圧縮強度の造粒物が、上記課題を解決することを見出し本発明に到達した。
すなわち、上記課題を解決する本発明の要旨は、実質的にアルミノフォスフェート類とバインダーからなり、粒径範囲が50−5000μmの造粒物であって、0.1〜5μmの細孔径範囲の細孔容積が、0.05cc/g以上0.5cc/g以下であり、かつ、圧縮強度が2MPa以上である造粒物に存する。
As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention include aluminophosphates and a binder, a granulated product having a specific particle size range, a specific pore volume, and a specific compression strength. The present inventors have found that the particles can solve the above-mentioned problems and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention for solving the above problems is a granulated product substantially composed of aluminophosphates and a binder and having a particle size range of 50 to 5000 μm, and having a pore size range of 0.1 to 5 μm. It exists in a granulated product having a pore volume of 0.05 cc / g or more and 0.5 cc / g or less and a compressive strength of 2 MPa or more.
他の要旨は、少なくともアルミノフォスフェート類及びバインダー前駆体を用いてアルミノフォスフェート類の造粒物を製造する方法において、バインダー前駆体が下記式(I)の化合物あるいは珪酸液を含むことを特徴とする造粒物の製造方法、に存する。 Another gist is a method for producing a granulated product of aluminophosphates using at least an aluminophosphate and a binder precursor, wherein the binder precursor contains a compound of the following formula (I) or a silicic acid solution. A method for producing a granulated product.
〔ただし式(I)において、Rは、それぞれ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニル、アルキニル、アルコキシまたはフェノキシであり、R'は、それぞ
れ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニルであり、そしてnは、1ないし100の数である。〕
[In the formula (I), each R is independently an optionally substituted alkyl, aryl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or phenoxy, and each R ′ is independently an optionally substituted alkyl. , Aryl, alkenyl or alkynyl, and n is a number from 1 to 100. ]
本発明のアルミノフォスフェート造粒物は、圧縮強度が高いので例えば吸着ヒートポンプ用の吸着材として使用する場合の環境での破砕等の劣化が少なく、又、嵩密度が高いため充填密度を高くすることができ、使用する造粒物の容量を少なくすることが可能であり、装置をコンパクトにできる。更に、造粒による吸着量の低下が少なく、吸着容量が大きいので、吸着ヒートポンプ用吸着材として極めて有用である。また本発明の造粒物製造方法によれば、上記のアルミノフォスフェート造粒物を再現性良く製造できる。 Since the aluminophosphate granule of the present invention has high compressive strength, there is little deterioration such as crushing in an environment when used as an adsorbent for an adsorption heat pump, for example, and the bulk density is high, so the packing density is increased. It is possible to reduce the volume of the granulated material to be used, and the apparatus can be made compact. Furthermore, since the amount of adsorption by granulation is small and the adsorption capacity is large, it is extremely useful as an adsorbent for an adsorption heat pump. Moreover, according to the granulated material manufacturing method of this invention, said aluminophosphate granulated material can be manufactured with sufficient reproducibility.
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定されない。
(本発明の造粒物)
本発明の造粒物は、実質的にアルミノフォスフェート類とバインダーとからなる造粒物であって、粒径範囲が50−5000μmであり、かつ、細孔径0.1〜5μm範囲の細孔容積が0.05cc/g以上0.5cc/g以下であり、圧縮強度が2MPa以上である造粒物である。ここで、圧縮強度の測定および計算はJIS28841−1993「圧縮強度」に記載された方法に準拠しておこなう。具体的には、一定速度で粒子を圧縮し得られる圧裂時の応力(単位:Nまたはgf)を「平松の方法」に従って圧縮強度(単位:MPa)に換算する。なお平松の方法とは「日本鉱業会誌 vol.81、No.932、1024頁(1965年)」に記載されている。
The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.
(Granulated product of the present invention)
The granulated product of the present invention is a granulated product substantially composed of an aluminophosphate and a binder, and has a particle size range of 50 to 5000 μm and a pore size range of 0.1 to 5 μm. A granulated product having a volume of 0.05 cc / g or more and 0.5 cc / g or less and a compressive strength of 2 MPa or more. Here, the measurement and calculation of the compressive strength are performed in accordance with the method described in JIS28841-1993 “Compressive strength”. Specifically, the stress at the time of crushing (unit: N or gf) obtained by compressing the particles at a constant speed is converted into a compressive strength (unit: MPa) according to the “Hiramatsu method”. Hiramatsu's method is described in “Japan Mining Association Vol. 81, No. 932, p. 1024 (1965)”.
本発明において、造粒物とは粒状であればその形状は限定されず、従って、粒径とは、長径、短径のある場合はその平均を指し、レーザー回折、顕微鏡観察等により測定される。本発明の造粒物の粒径は、好ましくは60μm以上であり、一方、3000μm以下が好ましく、さらに好ましくは1000μm以下、より好ましくは800μm以下、特に好ましくは600μm以下である。 In the present invention, the shape of the granulated product is not limited as long as it is granular. Therefore, the particle size means the average when there is a major axis or minor axis, and is measured by laser diffraction, microscopic observation, or the like. . The particle size of the granulated product of the present invention is preferably 60 μm or more, on the other hand, preferably 3000 μm or less, more preferably 1000 μm or less, more preferably 800 μm or less, and particularly preferably 600 μm or less.
粒径が小さすぎると、熱交換器への充填が困難となったり、吸着材層中の吸着質の拡散が阻害され、粒径が大きすぎると該粒状物を充填して使用する場合の充填密度が低くなったり、粒子の強度が低下する。尚、上記粒径の造粒物は、通常、造粒条件のコントロール、必要により粉砕した後篩い分けすることにより所望粒径範囲のものを取得することができる。 If the particle size is too small, it becomes difficult to fill the heat exchanger or the diffusion of the adsorbate in the adsorbent layer is inhibited, and if the particle size is too large, the particulate matter is filled and used. Density decreases and particle strength decreases. In addition, the granulated material having the above-mentioned particle size can usually be obtained in a desired particle size range by controlling the granulation conditions and, if necessary, pulverizing and sieving.
本発明の造粒物は、細孔径0.1〜5μm範囲の細孔容積が0.05cc/g以上0.5cc/g以下であり、好ましくは0.1cc/g以上であり、一方、0.45cc/g以下が好ましく、さらに好ましくは0.4cc/g以下である。細孔容積が小さすぎると、細孔への吸着質の拡散が遅くなり、吸着速度が低下し好ましくない。他方、大きすぎると嵩密度が小さくなるため、充填密度が低下し、好ましくない。尚、細孔径0.1〜5μm範囲の細孔容積は、水銀圧入法で測定される。本発明の造粒物は、2MPa以上、更に好ましくは2.5MPa以上、特に好ましくは3MPa以上の圧縮強度を有する。圧縮強度は高い方が好ましいが、通常4MPa程度以下である。圧縮強度が小さすぎると、繰り返し使用により粉化する等の問題がある。嵩密度は、通常0.5g/cc以上、好ましくは0.6g/cc以上である。嵩密度が低すぎると、熱交換器が大型化するため好ましくない。 The granulated product of the present invention has a pore volume in the range of 0.1 to 5 μm in pore diameter of 0.05 cc / g or more and 0.5 cc / g or less, preferably 0.1 cc / g or more, .45cc / g or less is preferable, and more preferably 0.4cc / g or less. When the pore volume is too small, the diffusion of the adsorbate into the pores is slow, and the adsorption rate is unfavorable. On the other hand, if it is too large, the bulk density becomes small, so that the packing density decreases, which is not preferable. In addition, the pore volume in the pore diameter range of 0.1 to 5 μm is measured by a mercury intrusion method. The granulated product of the present invention has a compressive strength of 2 MPa or more, more preferably 2.5 MPa or more, particularly preferably 3 MPa or more. Higher compressive strength is preferable, but it is usually about 4 MPa or less. If the compressive strength is too small, there are problems such as powdering by repeated use. The bulk density is usually 0.5 g / cc or more, preferably 0.6 g / cc or more. If the bulk density is too low, the heat exchanger is undesirably large.
本発明の造粒物は、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01〜0.30の範囲で相対蒸気圧が0.15変化したときに、水の吸着量が0.12g/g以上変化するものが好ましく、吸着量変化が0.15g/g以上であるものが更に好ましく、0.17g/g以上がより好ましい。上記吸着量変化が大きい場合には、吸着ヒートポンプ等に使用する場合の吸着材量を少なくすることができるため、装置をコンパクトにできるメリットがある。また、水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01での吸着量は0.15g/g以下が好ましく、0.12g/g以下が更に好ましく、0.10g/g以下が特に好ましい。 The granulated product of the present invention has a water adsorption amount of 0 when the relative vapor pressure changes by 0.15 in the range of the relative vapor pressure of 0.01 to 0.30 on the water vapor adsorption isotherm measured at 25 ° C. Those that change by .12 g / g or more are preferable, those that change in adsorption amount by 0.15 g / g or more are more preferable, and those by 0.17 g / g or more are more preferable. When the adsorption amount change is large, the amount of adsorbent when used in an adsorption heat pump or the like can be reduced, and there is an advantage that the apparatus can be made compact. In the water vapor adsorption isotherm, the adsorption amount at a relative vapor pressure of 0.01 is preferably 0.15 g / g or less, more preferably 0.12 g / g or less, and particularly preferably 0.10 g / g or less.
本発明の造粒物は、上記物性を満足する限りその造粒方法は特に限定されないが、特に、後述の通りアルミノフォスフェート類をケイ素含有バインダー、より具体的にはシリコーン類あるいは珪酸液を用いて造粒し、必要により篩い分け等により粒径を調整することにより得ることが可能であり、かつ好ましい。さらに、該バインダー前駆体に由来して、本発明の造粒物中のSi、P、Al、Me(ヘテロ原子)のモル比は、下記式を満足するのが好ましい。 The granulation method of the present invention is not particularly limited as long as the above physical properties are satisfied. In particular, as described later, aluminophosphates are silicon-containing binders, more specifically, silicones or silicic acid solutions are used. And is preferably obtained by adjusting the particle size by sieving if necessary. Furthermore, it is preferable that the molar ratio of Si, P, Al, and Me (heteroatom) in the granulated product of the present invention satisfies the following formula derived from the binder precursor.
1.02≦(Si+P)/(Al+Me)≦1.4
尚、Meは、アルミノフォスフェート骨格中のAlの一部に置換しうるヘテロ原子であり、その含有量は0であってもよい。
アルミノフォスフェートがその骨格構造にSi、及び/又はMeを含む場合、Alの一部がMeに、Pの一部がSiに置換されるため、かかるアルミノフォスフェート類の組成式はAl1-xMexP1-ySiyO4となりこの組成式から明らかなように、(P+Si)/
(Al+Me)のモル比は1である。ここで、バインダー前駆体がケイ素を主成分とするならば、アルミノフォスフェート骨格成分以外からケイ素が導入されるので、(P+Si)/(Al+Me)のモル比は1より大きな値を示す。本発明の造粒物においては、(P+Si)/(Al+Me)のモル比は、好ましくは1.02以上であり、更に好ましくは1.05以上である。この値が小さすぎると、強度が低下する傾向がある。一方、1.4以下が好ましく、更に好ましくは1.2以下である。この値が大きすぎると、アルミノフォスフェート類に対するバインダーの割合が多くなるため、吸着容量が低下する傾向がある。尚、造粒物中のこれらの元素の存在割合は、造粒物を含酸素雰囲気で550℃で焼成後、塩酸・フッ化水素酸等に溶解し、ICP法等の元素分析を行うことにより決定される。さらに、造粒物中のバインダーに含まれるシリカは、ケイ素を骨格成分に含むアルミノフォスフェート類が溶解する塩酸に溶解しないため、シリコアルミノフォスフェート類と区別して定量することも可能である。
1.02 ≦ (Si + P) / (Al + Me) ≦ 1.4
Me is a heteroatom that can be substituted for a part of Al in the aluminophosphate skeleton, and its content may be zero.
When the aluminophosphate contains Si and / or Me in its skeleton structure, a part of Al is replaced by Me and a part of P is replaced by Si. Therefore, the composition formula of such aluminophosphates is Al 1− x Me x P 1-y Si y O 4, and as is apparent from this composition formula, (P + Si) /
The molar ratio of (Al + Me) is 1. Here, if the binder precursor is mainly composed of silicon, silicon is introduced from other than the aluminophosphate skeleton component, and therefore, the molar ratio of (P + Si) / (Al + Me) is larger than 1. In the granulated product of the present invention, the molar ratio of (P + Si) / (Al + Me) is preferably 1.02 or more, and more preferably 1.05 or more. If this value is too small, the strength tends to decrease. On the other hand, it is preferably 1.4 or less, and more preferably 1.2 or less. If this value is too large, the ratio of the binder to the aluminophosphate increases, and the adsorption capacity tends to decrease. The proportion of these elements in the granulated product is determined by conducting the elemental analysis such as ICP method after the granulated product is fired at 550 ° C. in an oxygen-containing atmosphere and then dissolved in hydrochloric acid / hydrofluoric acid. It is determined. Furthermore, since silica contained in the binder in the granulated product does not dissolve in hydrochloric acid in which aluminophosphates containing silicon as a skeleton component dissolve, it can be quantified separately from silicoaluminophosphates.
(アルミノフォスフェート類)
本発明において、アルミノフォスフェート類とは、International Zeolite Association (IZA)の規定による結晶性アルミノフォスフェート類を意味し、骨格構造を構成する原子がアルミニウム及びリンであり、その一部が他の原子(Me:ヘテロ原子)で置換されていても良い。中でも、
(I)アルミニウムがMe1で表されるヘテロ原子(但し、Me1は周期表第三または第四周期に属し、2A族、7A族、8族、1B族、2B族、3B族(Alのぞく)の元素から選ばれる少なくとも一種類の元素を示す。)で一部置換されたMe−アルミノフォスフェート、(II)リンがMe2で表されるヘテロ原子(但し、Me2は周期表第三または第四周期に属する4B族元素)で置換されたMe−アルミノフォスフェート、あるいは、
(III)アルミニウムとリンの両方がそれぞれヘテロ原子Me1、Me2で置換されたMe−ア
ルミノフォスフェートが吸着特性の点から好ましい。
(Aluminophosphates)
In the present invention, aluminophosphates mean crystalline aluminophosphates defined by International Zeolite Association (IZA), and the atoms constituting the skeletal structure are aluminum and phosphorus, some of which are other atoms. It may be substituted with (Me: heteroatom). Above all,
(I) A heteroatom in which aluminum is represented by Me1 (provided that Me1 belongs to the third or fourth period of the periodic table, and belongs to groups 2A, 7A, 8, 1B, 2B, 3B (except for Al). Me-aluminophosphate partially substituted with at least one element selected from elements), (II) heteroatom in which phosphorus is represented by Me2 (where Me2 is the third or fourth period of the periodic table) Me-aluminophosphate substituted with a 4B group element belonging to
(III) Me-aluminophosphate in which both aluminum and phosphorus are respectively substituted with heteroatoms Me1 and Me2 is preferable from the viewpoint of adsorption characteristics.
ここで、骨格構造を構成しているMe、Al及びPの構成割合(モル比)は、通常、下記式1−1〜3―1のモル比であり、好ましくは、下記式1−2〜3−2である。xが上記範囲より小さいと、吸着質の圧力が低い領域での吸着量が小さくなったり、合成が困難となる傾向があり、上記範囲より大きいと、合成時に不純物が混入しやすい傾向がある。又、y、zが上記範囲外であると、合成が困難である。 Here, the constituent ratio (molar ratio) of Me, Al, and P constituting the skeleton structure is usually a molar ratio of the following formulas 1-1 to 3-1, preferably the following formulas 1-2 to 3-2. If x is smaller than the above range, the amount of adsorption in the region where the adsorbate pressure is low tends to be small or the synthesis tends to be difficult, and if it is larger than the above range, impurities tend to be mixed during synthesis. Further, if y and z are out of the above ranges, synthesis is difficult.
0≦x≦0.3 …1−1
(xは、Me、Al、Pの合計に対するMeのモル比を示す)
0.2≦y≦0.6 …2−1
(yは、Me、Al、Pの合計に対するAlのモル比を示す)
0.3≦z≦0.6 …3−1
(zは、Me、Al、Pの合計に対するPのモル比を示す)
0.01≦x≦0.3 …1−2
(xは、Me、Al、Pの合計に対するMeのモル比を示す)
0.3≦y≦0.5 …2−2
(yは、Me、Al、Pの合計に対するAlのモル比を示す)
0.4≦z≦0.5 …3−2
(zは、Me、Al、Pの合計に対するPのモル比を示す)
0 ≦ x ≦ 0.3… 1-1
(X represents the molar ratio of Me to the total of Me, Al, and P)
0.2 ≦ y ≦ 0.6… 2-1
(Y represents the molar ratio of Al to the total of Me, Al, and P)
0.3 ≦ z ≦ 0.6… 3-1
(Z represents the molar ratio of P to the sum of Me, Al, and P)
0.01 ≦ x ≦ 0.3… 1-2
(X represents the molar ratio of Me to the total of Me, Al, and P)
0.3 ≦ y ≦ 0.5… 2-2
(Y represents the molar ratio of Al to the total of Me, Al, and P)
0.4 ≦ z ≦ 0.5 ... 3-2
(Z represents the molar ratio of P to the sum of Me, Al, and P)
Meは、1種でも2種以上含まれていても良い。好ましいMe(Me1,Me2)は、周期表
第3、第4周期に属する元素である。Me1は2価の状態でイオン半径が0.3以上、0.8Å以下であるのが好ましく、更に好ましくは2価、4配位の状態でイオン半径が0.4以上、0.7Å以下である。上記の中でも、合成の容易さ、吸着特性の点から、Fe,Co,Mg,Znから選ばれる少なくとも一種類の元素であるのが好ましく、特にFeであるのが好ましい。Me2は、周期表第三または第四周期に属する4B族元素であり、好ましくはSiである。
Me may be contained alone or in combination of two or more. Preferable Me (Me1, Me2) is an element belonging to the third and fourth periods of the periodic table. Me1 is preferably a divalent state having an ionic radius of 0.3 or more and 0.8 Å or less, more preferably a divalent or tetracoordinate state having an ionic radius of 0.4 or more and 0.7 Å or less. is there. Among these, at least one element selected from Fe, Co, Mg, and Zn is preferable from the viewpoint of ease of synthesis and adsorption characteristics, and Fe is particularly preferable. Me2 is a group 4B element belonging to the third or fourth period of the periodic table, and is preferably Si.
又、本発明のアルミノフォスフェート類は、そのフレームワーク密度(FD)が、通常、13T/nm3 以上20T/nm3以下、好ましくは、13.5T/nm3以上であり、更に好ましくは14T/nm3以上であり、一方、19T/nm3以下が好ましく、17.5T/nm3以下が更に好ましい。ここで、T/nm3は、単位体積nm3あたり存在するT原子(ゼオライトの1nm3当たりの酸素以外の骨格を構成する元素の数)を意味し、フレームワーク密度:FDを示す単位である。上記範囲未満では、構造が不安定となる傾向があり耐久性が低下する問題があり、一方、上記範囲を越えると吸着容量が小さくなり、吸着材としての使用に適さなくなる傾向がある。 Further, aluminophosphate compounds of the present invention, the framework density (FD) is usually, 13T / nm 3 or more 20T / nm 3 or less, preferably, 13.5T / nm 3 or more, more preferably 14T / nm 3 or more, whereas, preferably 19T / nm 3 or less, more preferably 17.5T / nm 3 or less. Here, T / nm 3 means T atoms present per unit volume nm 3 (the number of elements constituting a skeleton other than oxygen per 1 nm 3 of zeolite), and is a unit indicating framework density: FD. . If the amount is less than the above range, the structure tends to be unstable and the durability is lowered. On the other hand, if the range is exceeded, the adsorption capacity tends to be small and the adsorbent tends not to be used.
又、本発明のアルミノフォスフェート類は、その構造としては、International Zeolite Association(IZA)が定めるコードで、AEI、AEL、AET、AFI、AFN、AFR、AFS、AFT、AFX、ATO、ATS、CHA、ERI、LEV、VFIが挙げられるが、中でも、吸着特性、耐久性の点から、AEI、AEL、 AFI、CHA、LEVから選ばれるいずれかであるのが好ましく、特にCHA,AFIが好まい。 The aluminophosphates of the present invention have a structure defined by the International Zeolite Association (IZA) and are AEI, AEL, AET, AFI, AFN, AFR, AFS, AFT, AFX, ATO, ATS, CHA , ERI, LEV, and VFI. Among them, from the viewpoint of adsorption characteristics and durability, any one selected from AEI, AEL, AFI, CHA, and LEV is preferable, and CHA and AFI are particularly preferable.
(バインダー)
本発明のバインダーは、造粒物中のアルミノフォスフェート類を結合している成分である。本発明の造粒物は、少なくともアルミノフォスフェート類とバインダー前駆体を含む混合物を造粒及び加熱することにより得るため、通常、バインダーは後述のバインダー前駆体が架橋結合等により変性しているものである。但し、バインダーは、造粒又は成型時に必要に応じて添加される成分が造粒物中に残存している場合、その成分をも含む。
(binder)
The binder of the present invention is a component that binds aluminophosphates in the granulated product. Since the granulated product of the present invention is obtained by granulating and heating a mixture containing at least aluminophosphates and a binder precursor, the binder is usually one in which the binder precursor described below is modified by cross-linking or the like. It is. However, a binder also includes the component, when the component added as needed at the time of granulation or shaping | molding remains in the granulated material.
本発明のバインダー前駆体としては、シリコーン類、珪酸液、特定のシリカゾルあるいはアルミナゾル等の無機バインダーが用いられる。ここで、シリコーン類とは、主鎖にポリシロキサン結合を有するオリゴマーを称し、ポリシロキサン結合の主鎖の置換基の一部が加水分解をうけてOH基となったものも含む。それらの中でも、室温〜300℃の低温で縮合が進行するケイ素含有化合物であるバインダー前駆体が好ましい。シリケート、珪酸液は室温〜300℃程度の低温で縮合反応が進行する。上述の「特定のシリカゲル」とはこのような低温で縮合反応が進行するものを意味する。逆に市販されている通常のシリカゾルは数百℃といった高温で初めて縮合が進行するため、本発明のバインダー前駆体としては好ましくない。また、造粒物の圧縮強度の観点から、シリコーン類あるいは珪酸液が好ましい。このなかでも特に、造粒工程で加水分解によってアルコール等の有機化合物が発生しないため、珪酸液が最も好ましい。
なお、シリコーン類は、ポリシロキサン結合を有する化合物であって、例えば下記構造の化合物又はその部分加水分解物を挙げることができる。
As the binder precursor of the present invention, inorganic binders such as silicones, silicic acid liquid, specific silica sol or alumina sol are used. Here, the silicones refer to oligomers having a polysiloxane bond in the main chain, and include those in which a part of the substituents of the main chain of the polysiloxane bond is subjected to hydrolysis to become an OH group. Among them, a binder precursor that is a silicon-containing compound in which condensation proceeds at a low temperature of room temperature to 300 ° C. is preferable. Silicate and silicic acid solutions undergo a condensation reaction at a low temperature of room temperature to about 300 ° C. The above-mentioned “specific silica gel” means that the condensation reaction proceeds at such a low temperature. On the other hand, ordinary silica sols on the market are not preferable as the binder precursor of the present invention because the condensation proceeds only at a high temperature of several hundred degrees Celsius. Moreover, silicones or a silicic acid liquid is preferable from the viewpoint of the compressive strength of the granulated product. Among these, a silicic acid solution is most preferable because an organic compound such as alcohol is not generated by hydrolysis in the granulation step.
Silicones are compounds having a polysiloxane bond, and examples thereof include compounds having the following structure or partial hydrolysates thereof.
〔ただし式(I)において、Rは、それぞれ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニル、アルキニル、アルコキシまたはアリールオキシであり、R'は、そ
れぞれ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニルであり、nは、1ないし100の数である。〕
Rは、好ましくはC1〜C6のアルキル基、C6〜C12のアリール基、C2〜C6のアルケ
ニル基、C2〜C6のアルキニル基、C1〜C6のアルコキシ基、又はC6〜C12のアリール
オキシ基が挙げられ、これらは任意に置換されていても良い。更に好ましくは、それぞれ独立に非置換のアルコキシ基、アルキル基、アリールオキシ基が挙げられ、特に好ましくは、アルコキシ基であり、中でもエトキシ基あるいはメトキシ基が好ましく、最も好ましいのはメトキシ基である。
[In the formula (I), each R is independently an optionally substituted alkyl, aryl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, or aryloxy, and each R ′ is independently substituted. Alkyl, aryl, alkenyl or alkynyl, where n is a number from 1 to 100; ]
R is preferably an alkyl group of C 1 ~C 6, C 6 ~C 12 aryl group, C 2 -C 6 alkenyl group, C 2 -C 6 alkynyl group, an alkoxy group having C 1 -C 6, or C 6 include an aryloxy group -C 12, which may be optionally substituted. More preferably, each independently includes an unsubstituted alkoxy group, an alkyl group, and an aryloxy group, particularly preferably an alkoxy group, particularly preferably an ethoxy group or a methoxy group, and most preferably a methoxy group.
R'は、好ましくは、C1〜C6のアルキル基、C6〜C12のアリール基、C2〜C6のアルケニル基またはC2〜C6のアルキニル基であり、これらは任意に置換されていても良い。好ましくは非置換のC1〜C5のアルキル基であり、さらに好ましくはメチルあるいはエチル、最も好ましくはメチルである。 R ′ is preferably a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 12 aryl group, a C 2 -C 6 alkenyl group or a C 2 -C 6 alkynyl group, which are optionally substituted May be. Preferably it is an unsubstituted C1-C5 alkyl group, more preferably methyl or ethyl, and most preferably methyl.
上記式(I)の部分加水分解物は、R,R'の少なくとも一部が加水分解によりOH基
となったものである。
繰り返し単位nは、通常2〜100であり、好ましく2〜50、さらに好ましくは3〜30である。
nの値に応じて、式(I)の化合物は、ここでは、モノマーの形で、あるいは長鎖の形態で、任意に分岐オリゴマー長鎖の形態で、存在する。
本発明のシリコーン類としては、慣用的に、メチルシリケート、エチルシリケートと称されているアルキルシリケートが含まれる。
The partial hydrolyzate of the above formula (I) is a product in which at least a part of R and R ′ is converted to an OH group by hydrolysis.
The repeating unit n is usually 2 to 100, preferably 2 to 50, more preferably 3 to 30.
Depending on the value of n, the compounds of the formula (I) are present here in the form of monomers or in the form of long chains, optionally in the form of long branched oligomers.
The silicones of the present invention include alkyl silicates conventionally referred to as methyl silicate and ethyl silicate.
また、本発明における珪酸液は、珪酸アルカリ溶液からアルカリ金属イオンを除去したものである。
アルカリ金属イオンの除去は、例えば、イオン交換等の公知の方法が採用でき、例えば、特許第3540040号公報、特開2003−26417号公報に記載されているように、珪酸ナトリウム溶液をH+型のカチオン交換樹脂と接触させて調製される。
The silicic acid solution in the present invention is obtained by removing alkali metal ions from an alkali silicate solution.
For the removal of alkali metal ions, for example, a known method such as ion exchange can be adopted. For example, as described in Japanese Patent No. 3540040 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-26417, a sodium silicate solution is converted into an H + type. It is prepared by contacting with a cation exchange resin.
珪酸アルカリは、珪酸ナトリウム以外に、珪酸カリウム、あるいはこれらの混合物が使用できるが、入手しやすさの観点から珪酸ナトリウムが好ましい。H+型カチオン交換樹
脂は、市販品、例えばダイアイオンSKT-20L、アンバーライトIR−120Bなどを常法によりH+型にイオン交換して用いる。
使用するカチオン交換樹脂の必要量は、公知の知見により選択されるが、通常、少なくとも珪酸アルカリ中のアルカリ金属イオン量と同等以上のカチオン交換容量が得られる量である。イオン交換は流通式、バッチ式のいずれも可能であるが、通常は流通式が採用される。
As the alkali silicate, potassium silicate or a mixture thereof can be used in addition to sodium silicate, but sodium silicate is preferable from the viewpoint of availability. As the H + -type cation exchange resin, a commercially available product such as Diaion SKT-20L, Amberlite IR-120B or the like is used after ion-exchanged into the H + type by a conventional method.
The required amount of the cation exchange resin to be used is selected based on known knowledge, but is usually an amount that provides at least a cation exchange capacity equal to or greater than the amount of alkali metal ions in the alkali silicate. The ion exchange can be either a flow type or a batch type, but a flow type is usually adopted.
珪酸液中のSiO2濃度は、通常1〜10重量%、好ましくは2〜8重量%である。こ
の範囲より濃度が低すぎると造粒物の強度が低下する傾向があり、一方、濃度が高すぎると珪酸液の安定性が低下する傾向がある。
珪酸液は、安定化剤として少量のアルカリ金属イオン、有機アミン、四級アンモニウムのような有機塩基を含有していても良い。これら安定化剤の濃度は、アルカリ金属イオンを例に挙げると、通常1重量%以下であり、好ましくは0.2重量%以下、特に0.0005〜0.15重量%が好ましい。
The SiO 2 concentration in the silicic acid solution is usually 1 to 10% by weight, preferably 2 to 8% by weight. If the concentration is lower than this range, the strength of the granulated product tends to decrease. On the other hand, if the concentration is too high, the stability of the silicic acid solution tends to decrease.
The silicic acid solution may contain a small amount of an alkali base ion, an organic amine, or an organic base such as quaternary ammonium as a stabilizer. The concentration of these stabilizers is usually 1% by weight or less, preferably 0.2% by weight or less, particularly preferably 0.0005 to 0.15% by weight, taking alkali metal ions as an example.
この範囲よりアルカリ金属イオン濃度が高すぎると吸着容量が低下する傾向がある。アルカリ金属イオン濃度の制御は、100ppm程度以下までアルカリ金属イオンを除去した珪酸液にアルカリ金属水酸化物、水酸化物、珪酸ナトリウム等の可溶性塩を添加してもよいし、イオン交換条件によって残留するアルカリ金属イオン濃度を制御しても良い。 If the alkali metal ion concentration is too higher than this range, the adsorption capacity tends to decrease. The alkali metal ion concentration can be controlled by adding a soluble salt such as alkali metal hydroxide, hydroxide, sodium silicate or the like to the silicic acid solution from which alkali metal ions have been removed to about 100 ppm or less. The alkali metal ion concentration to be controlled may be controlled.
本発明の造粒物を得るには、シリコーン類あるいは珪酸液をバインダー前駆体として用い、後述の第3工程での焼成温度を好ましい範囲から選択するのが特に好ましい。
(造粒方法)
本発明の造粒物は、以下の3つの工程を含む工程により製造される。
(1)少なくともアルミノフォスフェート類及びバインダー前駆体を混合して反応混合物を調製する第1工程
(2)第1工程で得られた反応混合物を、押出し成型、攪拌造粒又は噴霧造粒し、必要により粉砕及び/又は篩い分けすることにより造粒物前駆体を得る第2工程
(3)第2工程で得られた造粒物前駆体を150℃ないし700℃の範囲内の温度で焼成する第3工程
In order to obtain the granulated product of the present invention, it is particularly preferable to use a silicone or silicic acid solution as a binder precursor and to select a firing temperature in the third step described later from a preferred range.
(Granulation method)
The granulated product of the present invention is produced by a process including the following three processes.
(1) First step of preparing a reaction mixture by mixing at least aluminophosphates and a binder precursor (2) The reaction mixture obtained in the first step is extruded, stirred granulated or spray granulated, Second step (3) to obtain a granule precursor by pulverization and / or sieving if necessary The granule precursor obtained in the second step is calcined at a temperature in the range of 150 ° C to 700 ° C. Third step
(第1工程)
第1工程では少なくともアルミノフォスフェート類及びバインダー前駆体を混合して反応混合物を調製する。
反応混合物中のアルミノフォスフェート類とバインダー前駆体の配合割合は、通常、アルミノフォスフェート100重量部に対して、バインダー前駆体が酸化物換算で2〜40重量部、好ましくは5〜30重量部の割合で使用する。この範囲より少なすぎると圧縮強度が低下する傾向があり、多すぎると吸着容量が低下する傾向となる。
(First step)
In the first step, at least an aluminophosphate and a binder precursor are mixed to prepare a reaction mixture.
The blending ratio of the aluminophosphates and the binder precursor in the reaction mixture is usually 2 to 40 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight in terms of oxide of the binder precursor with respect to 100 parts by weight of the aluminophosphate. Use at a rate of. If the amount is less than this range, the compressive strength tends to decrease, and if the amount is too large, the adsorption capacity tends to decrease.
又、通常、反応混合物には水を配合する。その配合割合は、成型方法にもよるが通常、アルミノフォスフェート類に対して10〜500重量%である。例えば押し出し成型、または撹拌造粒の場合、10〜50重量部、好ましくは10〜30重量部であり、噴霧乾燥の場合は30重量部〜400重量部、好ましくは40重量部〜220重量部である。
又、該反応混合物には、混練、押し出しの際の特性に応じて、流動性を高める目的で、メチルセルロース等のセルロース類、澱粉、ポリビニルアルコール等の可塑剤を加えてもよい。その配合割合は、アルミノフォスフェート100重量部に対して0.1〜5重量部、好ましくは0.5〜2重量部である。添加量が多すぎると造粒物の強度が低下する傾向にある。
尚、造粒に用いられる原料アルミノフォスフェートの平均粒径は、通常15μm以下、好ましくは10μm以下であり、下限は、通常1μmである。必要に応じて、ジェットミル等の乾式粉砕またはボールミル等の湿式粉砕を行っても良い。
Usually, water is added to the reaction mixture. The blending ratio is usually 10 to 500% by weight with respect to the aluminophosphates although it depends on the molding method. For example, in the case of extrusion molding or stirring granulation, it is 10 to 50 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, and in the case of spray drying, 30 parts by weight to 400 parts by weight, preferably 40 parts by weight to 220 parts by weight. is there.
Moreover, according to the characteristic at the time of kneading | mixing and extrusion, you may add plasticizers, such as celluloses, such as methylcellulose, starch, and polyvinyl alcohol, in order to improve fluidity | liquidity to this reaction mixture. The blending ratio is 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of aluminophosphate. When there is too much addition amount, it exists in the tendency for the intensity | strength of a granulated material to fall.
In addition, the average particle diameter of the raw material aluminophosphate used for granulation is usually 15 μm or less, preferably 10 μm or less, and the lower limit is usually 1 μm. If necessary, dry pulverization such as a jet mill or wet pulverization such as a ball mill may be performed.
(第2工程)
第2工程では、第1工程で得られた反応混合物を、押出し成型、攪拌造粒又は噴霧造粒し、必要により粉砕及び/又は篩い分けすることにより造粒物前駆体を得る。
押出し成型、攪拌造粒又は噴霧造粒に使用する装置は、公知の押し出し成型機、撹拌造粒機、あるいは噴霧乾燥機が使用できる。粒径範囲が50〜200μmでは噴霧造粒が、200μm〜5000μm、特に500〜5000μmでは転動造粒または攪拌造粒が好適である。
(Second step)
In the second step, the reaction mixture obtained in the first step is subjected to extrusion molding, stirring granulation or spray granulation, and if necessary, pulverized and / or sieved to obtain a granule precursor.
As an apparatus used for extrusion molding, stirring granulation, or spray granulation, a known extrusion molding machine, stirring granulator, or spray dryer can be used. Spray granulation is suitable for a particle size range of 50 to 200 μm, and rolling granulation or stirring granulation is suitable for 200 to 5000 μm, particularly 500 to 5000 μm.
撹拌造粒の場合、通常、アルミノフォスフェート類とバインダー前駆体および可塑剤を室温で混合し、次いで所定量の水を加えて造粒(撹拌)を行う。造粒時間に特に制限はないが通常1分から120分、好ましくは2分から30分である。造粒時間が短すぎると造粒が不十分で造粒物の粒度分布が広くなり、長すぎると造粒時に系内の水分が揮発して水分管理が難しくなる。造粒後は必要に応じて50℃から150℃で乾燥することにより造
粒物前駆体を得る。
In the case of stirring granulation, aluminophosphates, a binder precursor and a plasticizer are usually mixed at room temperature, and then a predetermined amount of water is added to perform granulation (stirring). The granulation time is not particularly limited, but is usually 1 minute to 120 minutes, preferably 2 minutes to 30 minutes. If the granulation time is too short, the granulation is insufficient and the particle size distribution of the granulated product becomes wide. If the granulation time is too long, the moisture in the system volatilizes during granulation, making moisture management difficult. After granulation, the granule precursor is obtained by drying at 50 to 150 ° C. as necessary.
転動造粒を採用することにより、バインダーが酸化物換算で10重量%程度であっても、焼成後においては、例えば、粒径1mm程度、圧縮強度が6−10MPaと高く、0.1−5μm範囲の細孔容積が0.2〜0.4ml/gである球状の造粒物を得ることも出来る。1mm程度の粒径とする場合には、必要に応じて核としてシリカ、アルミナ、シリカ-アルミナなどの粒子を用い、その周りにバインダーとアルミノフォスフェートを付着させて造粒してもよい。 By adopting rolling granulation, even if the binder is about 10% by weight in terms of oxide, after firing, for example, the particle size is about 1 mm and the compressive strength is as high as 6-10 MPa, 0.1- A spherical granulated product having a pore volume in the 5 μm range of 0.2 to 0.4 ml / g can also be obtained. When the particle size is about 1 mm, if necessary, particles such as silica, alumina, silica-alumina, etc. may be used as a nucleus, and a binder and an aluminophosphate may be adhered around the particles.
押し出し成型の場合、通常、アルミノフォスフェート類、バインダー前駆体、可塑剤及び水を加えて混練して、次いで押し出し成型機で成型する。成型の際の圧力には特に制限はないが、通常、5〜500kgf/cm2程度である。造粒後、通常、50℃から15
0℃程度の温度で乾燥して粉砕、分級を行って目的の造粒物前駆体を得る。
噴霧乾燥の場合、アルミノフォスフェート類、バインダー前駆体、可塑剤及び水を加えて混合したスラリーを噴霧乾燥機に導入して行われる。条件としては、原料スラリーの固形物濃度は通常、20〜70重量%程度であり、噴霧乾燥機入口温度は150℃から450℃程度、出口温度は60℃から225℃程度の範囲が好ましい。造粒物前駆体の粒径は、噴霧された液滴の大きさに依存し、スラリー供給速度、スラリー濃度、さらに、噴霧形式にも依存する。尚、噴霧乾燥温度の低温化によって、造粒物の強度は強くなり、嵩密度は高密度化する傾向にあるが、低すぎると、乾燥前に壁面に到達する粒子の割合が増加し、収率が低下するので、上記範囲のなかで比較的高めに設定するのが良い。
尚、造粒物中のアルミノフォスフェート類は、その合成に使用される鋳型(テンプレート)を含有する状態で第2工程まで実施されるように上記条件を選定するのが好ましい。
In the case of extrusion molding, usually, aluminophosphates, a binder precursor, a plasticizer and water are added and kneaded, and then molded by an extrusion molding machine. Although there is no restriction | limiting in particular in the pressure in the case of shaping | molding, Usually, it is about 5-500 kgf / cm < 2 >. After granulation, usually from 50 ° C to 15
Dry at a temperature of about 0 ° C., pulverize and classify to obtain the desired granule precursor.
In the case of spray drying, a slurry obtained by adding aluminophosphates, a binder precursor, a plasticizer and water and mixing them is introduced into a spray dryer. As conditions, the solid concentration of the raw slurry is usually about 20 to 70% by weight, the inlet temperature of the spray dryer is preferably about 150 to 450 ° C., and the outlet temperature is preferably about 60 to 225 ° C. The particle size of the granule precursor depends on the size of the sprayed droplets, and also on the slurry feed rate, slurry concentration, and spray type. In addition, the strength of the granulated product tends to increase and the bulk density tends to increase as the spray drying temperature is lowered. However, if the spray drying temperature is too low, the proportion of particles reaching the wall surface before drying increases. Since the rate decreases, it is preferable to set a relatively high value within the above range.
In addition, it is preferable to select the above conditions so that the aluminophosphates in the granulated product are subjected to the second step in a state containing a template (template) used for the synthesis.
(第3工程)
第3工程では、第2工程で得られた造粒物前駆体を150℃ないし900℃の範囲内の温度で焼成する。 該温度は、好ましくは200℃以上であり、更に好ましくは250℃
以上、特に好ましくは300℃以上である。一方、800℃以下が好ましく、さらに好ましくは700℃以下である。上記温度範囲で焼成することにより、実質的にバインダー前駆体の架橋結合が達成され、高い造粒物の圧縮強度が得られるとともに、製造される造粒物の吸着及び触媒特性も良好となる。焼成温度が高すぎるとアルミノフォスフェートの構造が破壊され、吸着容量が低下することとなる。一方、焼成温度が低過ぎると、バインダー前駆体、好ましくはアルキルシリケートの架橋が十分に進まず、また、テンプレートが十分に除去されず吸着容量が低下する傾向がある。
(Third step)
In the third step, the granule precursor obtained in the second step is fired at a temperature in the range of 150 ° C to 900 ° C. The temperature is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C.
As described above, the temperature is particularly preferably 300 ° C. or higher. On the other hand, it is preferably 800 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or lower. By calcination in the above temperature range, the binder precursor is substantially cross-linked and a high compression strength of the granulated product is obtained, and the adsorption and catalytic properties of the produced granulated product are also improved. If the firing temperature is too high, the structure of the aluminophosphate is destroyed and the adsorption capacity decreases. On the other hand, if the firing temperature is too low, crosslinking of the binder precursor, preferably alkyl silicate, does not proceed sufficiently, and the template is not sufficiently removed, and the adsorption capacity tends to decrease.
焼成工程においては、固定床、流動層、回転炉等の公知の焼成方式が適用できるが、焼成の均一性、温度制御の容易さの観点から、流動層、回転炉が好ましい。焼成ガスは、焼成により発生する揮発性物質、水分を迅速に除去するため、流通させるのが好ましい。焼成ガスとしては、空気等の含酸素ガス、窒素等の不活性ガスが使用可能であるが、アルミノフォスフェート類合成原料に由来して存在する有機テンプレート等の燃焼による発熱を制御するため、空気を窒素等の不活性ガスで希釈した、希釈含酸素ガスが好適に用いられる。 In the firing step, known firing methods such as a fixed bed, a fluidized bed, and a rotary furnace can be applied, but a fluidized bed and a rotary furnace are preferred from the viewpoint of uniformity of firing and ease of temperature control. The firing gas is preferably circulated in order to quickly remove volatile substances and moisture generated by firing. As the firing gas, an oxygen-containing gas such as air or an inert gas such as nitrogen can be used, but in order to control the heat generated by the combustion of the organic template or the like that is derived from the aluminophosphate synthetic raw material, air is used. Diluted oxygen-containing gas obtained by diluting with an inert gas such as nitrogen is preferably used.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により何等限定されるものではない。
尚、以下の例において、各物性の測定は以下の方法で行った。
(マクロ細孔容積の測定)
水銀圧入法により、細孔分布曲線から細孔容積を求めた。具体的には、マイクロメトリックス社製オートポア9200型細孔分布測定装置を使用し、測定条件は平衡時間10秒、接触角130度、表面張力484dyne/cm、測定圧力範囲20〜59500psiとした。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by the following examples.
In the following examples, each physical property was measured by the following method.
(Measurement of macropore volume)
The pore volume was determined from the pore distribution curve by the mercury intrusion method. Specifically, an Autopore 9200 type pore distribution measuring apparatus manufactured by Micrometrics was used, and the measurement conditions were an equilibration time of 10 seconds, a contact angle of 130 degrees, a surface tension of 484 dyne / cm, and a measurement pressure range of 20 to 59500 psi.
(水蒸気吸着量の測定)
水蒸気吸着量の測定は日本ベル社製BELSORP18を使用して行った。測定に試料約0.1gを用い、前処理として120℃で5時間、真空排気を行った。測定は25℃で行った。
(圧縮強度の測定)
JIS28841−1993に準拠し、以下の方法で測定した。
(i)粒径500μm以下の場合:
島津製作所製 微小圧縮試験機MCTM500を使用した。具体的には、測定は室温で以下の条件で自動計測した。
試料形状 粒子
平面圧子 500μm
負荷速度 0.79gf/sec
なお、各粒子の違いによる測定誤差を少なくする為、1種類のサンプルにつき10点の測定を行い、平均値を測定値として採用した。
(Measurement of water vapor adsorption)
The water vapor adsorption amount was measured using BELSORP18 manufactured by Bell Japan. About 0.1 g of the sample was used for measurement, and evacuation was performed at 120 ° C. for 5 hours as a pretreatment. The measurement was performed at 25 ° C.
(Measurement of compressive strength)
Based on JIS28841-1993, it measured by the following method.
(I) When the particle size is 500 μm or less:
A micro compression tester MCTM500 manufactured by Shimadzu Corporation was used. Specifically, the measurement was automatically performed at room temperature under the following conditions.
Sample shape Particle Flat indenter 500μm
Load speed 0.79gf / sec
In addition, in order to reduce the measurement error due to the difference of each particle, 10 points were measured per one type of sample, and the average value was adopted as the measured value.
(ii)粒径500μmを超える場合:
島津製作所製 島津オートグラム自動荷重−ひずみ制御装置AGS−500Bを使用した。具体的には、測定は室温で以下の条件で自動計測した。
試料形状 粒子
変位速度 2mm/min
なお、各粒子の違いによる測定誤差を少なくする為、1種類のサンプルにつき10点の測定を行い、平均値を測定値として採用した。
(Ii) When the particle diameter exceeds 500 μm:
A Shimadzu autogram automatic load-strain controller AGS-500B manufactured by Shimadzu Corporation was used. Specifically, the measurement was automatically performed at room temperature under the following conditions.
Sample shape Particle Displacement speed 2mm / min
In addition, in order to reduce the measurement error due to the difference of each particle, 10 points were measured per one type of sample, and the average value was adopted as the measured value.
(嵩密度の測定)
25mlメスシリンダーに試料を約25ml入れて試料重量(W)を測定する。次いでメスシリンダーを3分間振動させ、その後たたき棒で約100回たたき、体積(V)を測定した。なお、嵩密度の測定は乾燥状態で行った。(嵩密度=W ÷ V)
(粒度分布の測定)
粒度分布の測定は、セイシン企業社製LASER MICRON SIZER LMS−24を使用して行った。少量の試料を水に分散させて測定部に投入し、以下の条件で自動測定を行った。
分散時間 60秒
洗浄回数 2回
取込回数 100回
密度 1.000g/cm3
屈折率 1.33
形状係数 1
(Measurement of bulk density)
About 25 ml of sample is put into a 25 ml graduated cylinder and the sample weight (W) is measured. Next, the graduated cylinder was vibrated for 3 minutes, and after that, the volume (V) was measured by striking about 100 times with a hammer. The bulk density was measured in a dry state. (Bulk density = W ÷ V)
(Measurement of particle size distribution)
The particle size distribution was measured using LASER MICRON SIZER LMS-24 manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd. A small amount of sample was dispersed in water and introduced into the measuring section, and automatic measurement was performed under the following conditions.
Dispersion time 60 seconds Number of washings 2 times Uptake number 100 times Density 1.000 g / cm 3
Refractive index 1.33
Shape factor 1
(元素分析)
550℃で6時間焼成した試料を塩酸で加熱溶解し、濾過によって得た濾液を定容後、ICP分析を行った。濾紙は白金るつぼで灰化し、炭酸ナトリウム溶融後、水に溶解してICP分析を行った。バインダ−由来のシリカは塩酸溶解時の不溶物に含有されていた。元素分析の結果から(Si+P)/(Al+Fe)を求めた。
(Elemental analysis)
A sample calcined at 550 ° C. for 6 hours was dissolved by heating with hydrochloric acid, and the filtrate obtained by filtration was subjected to a constant volume, followed by ICP analysis. The filter paper was ashed with a platinum crucible, melted with sodium carbonate, dissolved in water, and analyzed by ICP. Binder-derived silica was contained in the insoluble material when dissolved in hydrochloric acid. (Si + P) / (Al + Fe) was determined from the results of elemental analysis.
(実施例1)
(鉄アルミノフォスフェートの調製)
水126.0重量部と85%リン酸51.9重量部の混合物に、擬ベーマイト(25重量%水含有、コンデア製PURAL SB)24.6重量部をゆっくりと加えて3時間攪拌した。これに硫酸第一鉄7水和物25.02重量部を水130.2重量部に溶解させた溶液を加え、次いでモルホリン19.56重量部とトリエチルアミン22.74重量部の混合物を加えて3時間撹拌して、以下の組成を有する出発反応物を得た。
Example 1
(Preparation of iron aluminophosphate)
To a mixture of 126.0 parts by weight of water and 51.9 parts by weight of 85% phosphoric acid, 24.6 parts by weight of pseudoboehmite (containing 25% by weight of water, PURAL SB manufactured by Condea) was slowly added and stirred for 3 hours. To this was added a solution prepared by dissolving 25.02 parts by weight of ferrous sulfate heptahydrate in 130.2 parts by weight of water, and then a mixture of 19.56 parts by weight of morpholine and 22.74 parts by weight of triethylamine was added to add 3 Stirring for a time gave a starting reactant having the following composition:
0.4FeSO4/0.8Al2O3/P2O5/モルホリン/トリエチルアミン/70H2O
上記の出発反応物をステンレス製オートクレーブに仕込み、攪拌しながら160℃で2日間反応させた。反応後冷却して、デカンテーションにより上澄みを除いて、沈殿物を回収した。その沈殿物をデカンテーションによって水で3回洗浄した後濾別し、120℃で乾燥した。
0.4FeSO 4 /0.8Al 2 O 3 / P 2 O 5 / morpholine / triethylamine / 70H 2 O
The above starting reaction product was charged in a stainless steel autoclave and reacted at 160 ° C. for 2 days with stirring. After the reaction, the reaction mixture was cooled, the supernatant was removed by decantation, and the precipitate was collected. The precipitate was washed with water three times by decantation, filtered, and dried at 120 ° C.
(造粒物の製造)
この様にして得られたアルミノフォスフェートを、5kg/cm2の圧力窒素を用い、供給量1140g/Hrの条件でセイシン企業社製マイクロジェットミルCPN−04型にて粉砕した。粉砕後の平均粒径は5.3μmであった。この粉砕品500重量部と可塑剤として信越化学社製メトローズ(SM−100)5重量部を攪拌造粒機(セイシン企業社製ニューグラマシンSEG−200)に仕込んで撹拌混合した。次にバインダー前駆体としてメチルシリケート(三菱化学(株)製 MKSシリケート(登録商標) MS51、前記一般式(I)に於けるnの平均値:約5)50重量部を追加して撹拌混合した。さらに回転速度600rpmで水100重量部を約30秒間で添加し、10分間攪拌し造粒を実施した。得られた造粒物を120℃で乾燥した後、目開き106μmと250μmの篩で篩い分けし、所望の粒径106〜250μmの造粒物前駆体を得た。この様に造粒された造粒物前駆体を5%酸素雰囲気下流動床焼成炉で300℃、8時間焼成した。冷却後、各種評価を行った結果を表1に示す。
得られた造粒物の圧縮強度、嵩密度、0.1〜5μm範囲の細孔容積を表―1に示した。又、元素分析の結果、Si 6.5mol%, Al 33.4mol%, P 46.6mol%, Fe 13.4mol%であり、(Si+P)/(Al+Fe)は1.13mol/molであった。
又、25℃における水蒸気吸着等温線を図1に示す。
(Manufacture of granules)
The aluminophosphate thus obtained was pulverized with a microjet mill CPN-04 type manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd. under a supply rate of 1140 g / Hr using 5 kg / cm 2 of pressure nitrogen. The average particle size after pulverization was 5.3 μm. 500 parts by weight of the pulverized product and 5 parts by weight of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Metroze (SM-100) were charged into a stirring granulator (Neigra Machine SEG-200 manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) and mixed with stirring. Next, 50 parts by weight of methyl silicate (MKS silicate (registered trademark) MS51, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., average value of n in the general formula (I): about 5) was added as a binder precursor and mixed with stirring. . Further, 100 parts by weight of water was added at a rotation speed of 600 rpm in about 30 seconds, and the mixture was stirred for 10 minutes for granulation. The obtained granulated product was dried at 120 ° C. and then sieved with a sieve having openings of 106 μm and 250 μm to obtain a granulated product precursor having a desired particle size of 106 to 250 μm. The granule precursor thus granulated was calcined at 300 ° C. for 8 hours in a fluidized bed calciner in a 5% oxygen atmosphere. Table 1 shows the results of various evaluations after cooling.
Table 1 shows the compressive strength, bulk density, and pore volume in the range of 0.1 to 5 μm of the obtained granulated product. As a result of elemental analysis, the results were Si 6.5 mol%, Al 33.4 mol%, P 46.6 mol%, Fe 13.4 mol%, and (Si + P) / (Al + Fe) was 1.13 mol / mol.
Moreover, the water vapor adsorption isotherm at 25 ° C. is shown in FIG.
(参考例)
実施例1で得られたアルミノフォスフェートを造粒せずにそのまま300℃で焼成したア
ルミノフォスフェートの水蒸気吸着等温線を図2に示す。
図1と図2の比較から明らかなように、本実施例の造粒物は、造粒による吸着特性の低下がほとんど認められず、アルミノフォスフェートの吸着特性が維持されていることが判る。
(Reference example)
FIG. 2 shows a water vapor adsorption isotherm of the aluminophosphate obtained by firing at 300 ° C. without granulating the aluminophosphate obtained in Example 1.
As apparent from the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that the granulated product of this example hardly shows a decrease in adsorption characteristics due to granulation, and maintains the adsorption characteristics of aluminophosphate.
(実施例2)
実施例1と同じアルミノフォスフェート粉砕品146重量部に、バインダー前駆体としてメチルシリケート(三菱化学(株)製MKSシリケート(登録商標)MS60、前記一般式(I)に於けるnの平均値:約28)29.2重量部及び水324.8重量部を加えて撹拌混合した。この得られた混合物を噴霧造粒機(大川原化工機社製:L−8型噴霧造粒機)に導入して造粒を行った。造粒条件は、アトマイザー回転数10000rpm、給液速度0.86L/Hr、熱風出口温度約140℃(熱風入口温度200〜220℃)、風量72m2/Hrとした。この得られた造粒物を分級し、粒径63μm以上150μm
以下の造粒物を得た。得られた造粒物を実施例1と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。
(Example 2)
In 146 parts by weight of the same aluminophosphate pulverized product as in Example 1, methyl silicate (MKS silicate (registered trademark) MS60 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a binder precursor, average value of n in the above general formula (I): About 28) 29.2 parts by weight and 324.8 parts by weight of water were added and stirred and mixed. The obtained mixture was introduced into a spray granulator (Okawahara Chemical Industries, Ltd .: L-8 type spray granulator) for granulation. The granulation conditions were an atomizer rotation speed of 10,000 rpm, a liquid supply speed of 0.86 L / Hr, a hot air outlet temperature of about 140 ° C. (hot air inlet temperature of 200 to 220 ° C.), and an air volume of 72 m 2 / Hr. This obtained granulated product is classified to a particle size of 63 μm or more and 150 μm.
The following granules were obtained. The obtained granulated material was fired in the same manner as in Example 1, and the results of various evaluations are shown in Table 1.
(実施例3)
実施例1と同じアルミノフォスフェート粉砕品2.5重量部に、バインダー前駆体としてメチルシリケート(三菱化学(株)製 MKSシリケートMS56S、前記一般式(I)に於けるnの平均値:約16)0.5重量部及び水2.5重量部を加えて撹拌混合した。この得られた混合物を噴霧造粒機(加圧ノズルタイプ)に導入して造粒を行った。造粒条件は、噴霧圧約0.5mPa、給液速度29.5kg/Hr、熱風出口温度約95℃(熱風入口温度200〜220℃)とした。この得られた造粒物を分級し、粒径100〜250μmの造粒物前駆体を得た。得られた造粒物前駆体を実施例1と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。
(Example 3)
2.5 parts by weight of the same aluminophosphate pulverized product as in Example 1, methyl silicate (MKS silicate MS56S manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., average value of n in the above general formula (I): about 16 as a binder precursor ) 0.5 parts by weight and 2.5 parts by weight of water were added and mixed with stirring. The obtained mixture was introduced into a spray granulator (pressure nozzle type) and granulated. The granulation conditions were a spray pressure of about 0.5 mPa, a feed rate of 29.5 kg / Hr, and a hot air outlet temperature of about 95 ° C. (hot air inlet temperature of 200 to 220 ° C.). The obtained granulated product was classified to obtain a granulated product precursor having a particle size of 100 to 250 μm. The obtained granule precursor was fired in the same manner as in Example 1, and the results of various evaluations are shown in Table 1.
(実施例4)
実施例1と同じアルミノフォスフェート粉砕品50重量部に、可塑剤として信越化学社製メトローズ(SM−100)0.5重量部、バインダー前駆体としてメチルシリケート(MKSシリケートMS51)10重量部及び水22重量部を加え乳鉢で混練した。この得られた混合物を、油圧押しだし成型機(ENERPAC社製:油圧成型機)で成形し、120℃で乾燥した後、粉砕・分級し所望の粒径100〜250μmの造粒物前駆体を得た。実施例1と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。25℃における水蒸気吸着等温線を図3に示す。
Example 4
50 parts by weight of the same aluminophosphate pulverized product as in Example 1, 0.5 parts by weight of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Metroze (SM-100), 10 parts by weight of methyl silicate (MKS silicate MS51) as a binder, and water 22 parts by weight were added and kneaded in a mortar. The obtained mixture is molded by a hydraulic extrusion molding machine (manufactured by ENERPAC: hydraulic molding machine), dried at 120 ° C., and then pulverized and classified to obtain a granule precursor having a desired particle size of 100 to 250 μm. It was. Table 1 shows the results of baking and various evaluations as in Example 1. The water vapor adsorption isotherm at 25 ° C. is shown in FIG.
(実施例5)
(シリコアルミノフォスフェートの調製)
水210.5重量部と85%リン酸83.7重量部の混合物に、擬ベーマイト(25重量%水含有、SASOL製CATAPAL C1)56.4重量部をゆっくりと加えて3時間攪拌混合した。これにヒュームドシリカ(Aerosil 200)6.2重量部を水210.5重量部に懸濁させたスラリーを加え、次いでモルホリン32.5重量部とトリエチルアミン41.5重量部を加えて3時間攪拌して、以下の組成を有する出発反応物質を得た。
0.25SiO2/Al2O3/0.875P2O5/0.9モルホリン/0.99トリエ
チルアミン/60H2O
上記の出発反応物質をステンレス製オートクレーブに仕込み、攪拌しながら185℃で2日間反応させた。反応後冷却して、デカンテーションにより上澄みを除いて、沈殿物を回収した。その沈殿物をデカンテーションによって水で3回洗浄した後濾別し、100℃で乾燥した。XRD測定を行った結果、純粋なCHA構造が確認された。
(Example 5)
(Preparation of silicoaluminophosphate)
To a mixture of 210.5 parts by weight of water and 83.7 parts by weight of 85% phosphoric acid, 56.4 parts by weight of pseudoboehmite (containing 25% by weight of water, CATAPAL C1 manufactured by SASOL) was slowly added and stirred for 3 hours. To this was added a slurry in which 6.2 parts by weight of fumed silica (Aerosil 200) was suspended in 210.5 parts by weight of water, then 32.5 parts by weight of morpholine and 41.5 parts by weight of triethylamine were added and stirred for 3 hours. Thus, a starting reactant having the following composition was obtained.
0.25 SiO 2 / Al 2 O 3 /0.875 P 2 O 5 /0.9 morpholine / 0.99 triethylamine / 60H 2 O
The above starting reactants were charged into a stainless steel autoclave and reacted at 185 ° C. for 2 days with stirring. After the reaction, the reaction mixture was cooled, the supernatant was removed by decantation, and the precipitate was collected. The precipitate was washed with water three times by decantation, filtered, and dried at 100 ° C. As a result of XRD measurement, a pure CHA structure was confirmed.
(珪酸液の製造)
珪酸ナトリウム溶液(3号:SiO2:29重量%、Na2O:9.5重量%)10重量部を水で100重量部に希釈して、あらかじめH+型にしておいたカチオン交換樹脂(ダ
イアイオンSKT−20L)を20重量部を充填したカラム中を通過させてH+型にイオ
ン交換させ、珪酸液を回収した。この珪酸液のpHは4.5、Na含有量は50ppm、SiO2含有量は3重量%であった。
(Manufacture of silicic acid solution)
Cation exchange resin (10+ parts by weight of sodium silicate solution (No. 3: SiO 2 : 29% by weight, Na 2 O: 9.5% by weight) diluted to 100 parts by weight with water to make H + type in advance. Diaion SKT-20L) was passed through a column packed with 20 parts by weight to exchange ions with the H + type, and the silicic acid solution was recovered. The silicic acid solution had a pH of 4.5, an Na content of 50 ppm, and an SiO 2 content of 3% by weight.
(造粒物の製造)
シリコアルミノフォスフェートを実施例1と同様に粉砕して得られた粉砕品120.75重量部に、珪酸液403重量部を加えて撹拌混合した。この得られた混合物を噴霧造粒機(大川原化工機社製:L−8型噴霧造粒機)に導入して造粒を行った。造粒条件は、アトマイザー回転数8000rpm、給液速度1.00L/Hr、熱風出口温度約110℃(熱風入口温度160〜165℃)、風量72m2/Hrとした。この得られた造粒物を分級し、粒径63μm以上250μm以下の造粒物を得た。得られた造粒物を、造粒物前駆体を5%酸素流通下、バッチロータリーキルンで700℃、6時間焼成した。各種評価を行った結果を表1に示す。25℃における水蒸気吸着等温線を図4に示す。
(Manufacture of granules)
To 120.75 parts by weight of a pulverized product obtained by pulverizing silicoaluminophosphate in the same manner as in Example 1, 403 parts by weight of silicic acid solution was added and stirred and mixed. The obtained mixture was introduced into a spray granulator (Okawahara Chemical Industries, Ltd .: L-8 type spray granulator) for granulation. The granulation conditions were an atomizer rotational speed of 8000 rpm, a liquid supply speed of 1.00 L / Hr, a hot air outlet temperature of about 110 ° C. (hot air inlet temperature 160 to 165 ° C.), and an air volume of 72 m 2 / Hr. The obtained granulated product was classified to obtain a granulated product having a particle size of 63 μm or more and 250 μm or less. The obtained granulated product was fired at 700 ° C. for 6 hours in a batch rotary kiln under a flow of 5% oxygen of the granulated product precursor. Table 1 shows the results of various evaluations. The water vapor adsorption isotherm at 25 ° C. is shown in FIG.
(実施例6)
実施例5のシリコアルミノフォスフェート粉砕品120.75重量部に、実施例5で得られた珪酸液644重量部及び水ガラス3号12.5重量部及び水62.5重量部を加えて撹拌混合した。この珪酸液中のNa濃度は0.12重量%であった。得られた混合物を噴霧造粒機(大川原化工機社製:L−8型噴霧造粒機)に導入して造粒を行った。造粒条件は、アトマイザー回転数8000rpm、給液速度1.00L/Hr、熱風出口温度約110℃(熱風入口温度160〜165℃)、風量72m2/Hrとした。得られた造粒物を分級し、粒径63μm以上の造粒物を得た。得られた造粒物を実施例5と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。なお、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.01以上、0.30以下の範囲で相対蒸気圧が0.15変化したときの水の吸着量変化は0.19g/gであった。
(Example 6)
Add 644 parts by weight of the silicic acid solution obtained in Example 5, 12.5 parts by weight of water glass No. 3 and 62.5 parts by weight of water to 120.75 parts by weight of the pulverized silicoaluminophosphate of Example 5. Mixed. The concentration of Na in the silicic acid solution was 0.12% by weight. The obtained mixture was introduced into a spray granulator (Okawahara Chemical Industries, Ltd .: L-8 type spray granulator) for granulation. The granulation conditions were an atomizer rotational speed of 8000 rpm, a liquid supply speed of 1.00 L / Hr, a hot air outlet temperature of about 110 ° C. (hot air inlet temperature 160 to 165 ° C.), and an air volume of 72 m 2 / Hr. The obtained granulated product was classified to obtain a granulated product having a particle size of 63 μm or more. The obtained granulated product was fired in the same manner as in Example 5, and the results of various evaluations are shown in Table 1. In addition, in the water vapor adsorption isotherm measured at 25 ° C., the amount of water adsorbed when the relative vapor pressure changes by 0.15 in the range of the relative vapor pressure of 0.01 to 0.30 is 0.19 g / g. Met.
(実施例7)
以下の方法で撹拌造粒を行い、1−2mmの造粒物を得た。セイシン企業社製ニューグラマシンNGIS−200型を用い、実施例5のシリコアルミノフォスフェート粉砕品500重量部と可塑剤:メトローズ(SM−100)5重量部、バインダー前駆体として、メチルシリケート(MS51)50重量部を撹拌しながら添加し、回転数900rpmで撹拌しながら水190重量部を添加した。撹拌時間は10分とした。その時点での温度は50℃であった。造粒物を取り出し、減圧下、100℃で4hr乾燥した。得られた造粒物のうち、粒径約1−2mmのものを篩い分けで得た。平均粒径は1.2mmであった。得られた造粒物を実施例5と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。なお、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.05における吸着量は0.095g/g、相対蒸気圧0.2における吸着量は0.28g/gであり、相対蒸気圧が0.05から0.20まで、0.15変化したときの吸着量変化は0.185g/gであった。
(Example 7)
Agitation granulation was performed by the following method to obtain a 1-2 mm granulated product. Using a Newgramachine NGIS-200 type manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., 500 parts by weight of a pulverized silicoaluminophosphate product of Example 5 and 5 parts by weight of a plasticizer: Metrose (SM-100), methyl silicate (MS51) as a binder precursor 50 parts by weight were added with stirring, and 190 parts by weight of water was added with stirring at a rotation speed of 900 rpm. The stirring time was 10 minutes. The temperature at that time was 50 ° C. The granulated product was taken out and dried at 100 ° C. for 4 hours under reduced pressure. Among the obtained granulated materials, those having a particle size of about 1-2 mm were obtained by sieving. The average particle size was 1.2 mm. The obtained granulated product was fired in the same manner as in Example 5, and the results of various evaluations are shown in Table 1. In the water vapor adsorption isotherm measured at 25 ° C., the adsorption amount at a relative vapor pressure of 0.05 is 0.095 g / g, the adsorption amount at a relative vapor pressure of 0.2 is 0.28 g / g, and the relative vapor pressure is The adsorption amount change was 0.185 g / g when 0.15 changed from 0.05 to 0.20.
(実施例8)
以下の方法で転動造粒を行い、1−2mmの造粒物を得た。実施例5のシリコアルミノフォスフェート粉砕品:20重量部、メトローズSM−100:0.2重量部およびシリケートMS51:2重量部を30分間ニーダーで混合した。これを0.7重量部のシリカ粒R5号(三河珪石社製 直径0.5mm)を仕込んだポットミキサーに30rpmで回転させながら添加しつつ、水を噴霧して粒子を1−2mmまで成長させた。その後、ミキサーから造粒物を取り出して風乾後、実施例7と同様に乾燥を行い、篩い分け、焼成を行った、平均粒径は1.2mmであった。各種評価を行った結果を表1に示す。なお、25℃で測定した水蒸気吸着等温線において、相対蒸気圧0.05における吸着量は0.095g/g、相対蒸気圧0.2における吸着量は0.28g/gであり、相対蒸気圧が0.05から0.20まで、0.15変化したときの吸着量変化は0.185g/gであった。
(Example 8)
Rolling granulation was performed by the following method to obtain a 1-2 mm granulated product. Silica aluminophosphate pulverized product of Example 5: 20 parts by weight, Metrose SM-100: 0.2 part by weight and silicate MS51: 2 parts by weight were mixed with a kneader for 30 minutes. While adding this to a pot mixer charged with 0.7 parts by weight of silica particles R5 (manufactured by Mikawa Silica Co., Ltd., diameter 0.5 mm) while rotating at 30 rpm, water was sprayed to grow the particles to 1-2 mm. It was. Then, after taking out the granulated material from the mixer and air-drying, it dried similarly to Example 7, sieved, and baked. The average particle diameter was 1.2 mm. Table 1 shows the results of various evaluations. In the water vapor adsorption isotherm measured at 25 ° C., the adsorption amount at a relative vapor pressure of 0.05 is 0.095 g / g, the adsorption amount at a relative vapor pressure of 0.2 is 0.28 g / g, and the relative vapor pressure is The adsorption amount change was 0.185 g / g when 0.15 changed from 0.05 to 0.20.
(比較例1)
実施例1と同じアルミノフォスフェート粉砕品50重量部に可塑剤としてサンノプコ社製SNシックナー(A−812:ウレタン変性ポリエーテル系)0.5重量部、バインダーとして触媒化成社製シリカゾル(S−20L)38.5重量部を加え混練した。得られた混合物を、油圧押しだし成型機(ENERPAC社製:油圧成型機)で成形し、120℃で乾燥した後、粉砕・分級し所望の粒径100〜250μmの造粒物前駆体を得た。実施例1と同様に焼成し、各種評価を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
50 parts by weight of the same aluminophosphate pulverized product as in Example 1, 0.5 parts by weight of San Nopco's SN thickener (A-812: urethane-modified polyether) as a plasticizer, and Silica sol (S-20L) by Catalysts Kasei as a binder 38.5 parts by weight were added and kneaded. The obtained mixture was molded with a hydraulic extrusion molding machine (manufactured by ENERPAC: hydraulic molding machine), dried at 120 ° C., and then pulverized and classified to obtain a granulated precursor having a desired particle size of 100 to 250 μm. . Table 1 shows the results of baking and various evaluations as in Example 1.
(比較例2)
実施例1と同じアルミノフォスフェート粉砕品111重量部に、バインダー前駆体としてフェノール樹脂(群栄化学工業社製レヂトップXPL)14.6重量部及び水324.8重量部を加えて撹拌混合した。この得られた混合物を噴霧造粒機(大川原化工機社製:L−8型噴霧造粒機)に導入して造粒を行った。造粒条件は、アトマイザー回転数10000rpm、給液速度0.86L/Hr、熱風出口温度約140℃(熱風入口温度200〜220℃)、風量72m2/Hrとした。造粒物の粉化により、圧縮強度、嵩密度の測定は出来なかった。
(Comparative Example 2)
To 111 parts by weight of the same aluminophosphate pulverized product as in Example 1, 14.6 parts by weight of phenol resin (Resitop XPL manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) and 324.8 parts by weight of water were added as a binder precursor and mixed with stirring. The obtained mixture was introduced into a spray granulator (Okawahara Chemical Industries, Ltd .: L-8 type spray granulator) for granulation. The granulation conditions were an atomizer rotation speed of 10,000 rpm, a liquid supply speed of 0.86 L / Hr, a hot air outlet temperature of about 140 ° C. (hot air inlet temperature of 200 to 220 ° C.), and an air volume of 72 m 2 / Hr. Due to the pulverization of the granulated product, the compression strength and bulk density could not be measured.
Claims (9)
1.02≦(Si+P)/(Al+Me)≦1.4 The molar ratio of Si, P, Al, and Me in the granulated product (where Me represents a hetero atom that can be substituted for a part of Al in the aluminophosphate skeleton) satisfies the following formula: The granulated product according to claim 1 or 2 .
1.02 ≦ (Si + P) / (Al + Me) ≦ 1.4
れ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニルであり、そしてnは、1ないし100の数である。〕 A granulated product obtained from a reaction mixture containing at least an aluminophosphate and a binder precursor, wherein the binder precursor contains a compound of the following formula (I): Granules described in 1.
れ独立に、置換されていても良いアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニルであり、そしてnは、1ないし100の数である。〕 In a method for producing an aluminophosphate granule using at least an aluminophosphate and a binder precursor, the binder precursor contains a compound of the following formula (I) or a silicic acid solution. Manufacturing method.
(2)第1工程で得られた反応混合物を、押出し成型、攪拌造粒又は噴霧造粒し、必要により粉砕及び/又は篩い分けすることにより造粒物前駆体を得る第2工程、
(3)第2工程で得られた造粒物前駆体を150℃ないし800℃の範囲内の温度で焼
成する第3工程、 を含む請求項6又は7に記載の造粒物の製造方法。 (1) a first step of preparing a reaction mixture by mixing at least aluminophosphates and a binder precursor;
(2) a second step of obtaining a granule precursor by extruding, stirring granulation or spray granulation, and if necessary, pulverizing and / or sieving the reaction mixture obtained in the first step;
(3) A method for producing a granulated product according to claim 6 or 7, comprising a third step of firing the granulated product precursor obtained in the second step at a temperature in the range of 150 ° C to 800 ° C. .
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