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公開番号2025169296
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2025130660,2022527234
出願日2025-08-05,2020-11-18
発明の名称ゼオライト合成
出願人ビーエーエスエフモバイルエミッションズカタリスツエルエルシー,BASF Mobile Emissions Catalysts LLC
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01B 39/48 20060101AFI20251105BHJP(無機化学)
要約【課題】10以上のシリカ対アルミナ比(SAR)を有するゼオライトを合成する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも1つのアルミナ源、少なくとも1つのシリカ源、および少なくとも1つの有機構造指向剤を含む反応混合物を形成することであって、反応混合物が、約10%以上の固形分含量を有する、形成することと、反応混合物を、大気圧で、100℃以下の温度で結晶化させてゼオライトを形成することと、を含む。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
１０以上のシリカ対アルミナモル比（ＳＡＲ）を有するアルミノケイ酸塩ゼオライトを合成する方法であって、
少なくとも１つのアルミナ源、少なくとも１つのシリカ源、および少なくとも１つの有機構造指向剤を含む反応混合物を形成することであって、前記反応混合物が、約１０％以上の固形分含量を有する、形成することと、及び前記反応混合物のＨ
２
Ｏ／ＳｉＯ
２
モル比がおよそ１５以下であり；及び
大気圧下で大気に開放された開放容器内で、約１００℃以下の温度で前記反応混合物を結晶化させて、前記アルミノケイ酸塩ゼオライトを形成することと、を含み、
前記少なくとも１つのアルミナ源が、ＦＡＵ、ＬＴＬ、ＬＴＡ、またはＭＯＲ結晶性フレームワークを有するゼオライトを含む、
方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、８環細孔径を有するゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、二重６環（Ｄ６ｒ）サブユニットを含むフレームワークを有するゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＦＴ、ＥＡＢ、ＫＦＩ、ＳＡＴ、ＴＳＣ、ＳＡＶ、ＥＲＩ、ＬＴＡ、および前述のうちのいずれかの組み合わせから選択されるフレームワークを有するゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、ＣＨＡ結晶性フレームワークを有するゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、１５以上のＳＡＲを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、２０以上のＳＡＲを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アルミノケイ酸塩ゼオライトが、１０～３０のＳＡＲを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記反応混合物の前記固形分含量が、約１５％以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＦＡＵ結晶性フレームワークを有する前記ゼオライトが、ゼオライトＹである、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
本出願は、２０１９年１１月１９日に出願された米国仮出願第６２／９３７，５７２号に対する優先権の利益を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,400 文字）【０００２】
本開示は、一般に、選択的接触還元（ＳＣＲ）触媒の分野、ならびにそのような触媒を調製および使用して、窒素酸化物を選択的に還元する方法に関する。
【０００３】
ディーゼルエンジンの排出物には、微粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯ
ｘ
）、未燃炭化水素（ＨＣ）、および一酸化炭素（ＣＯ）が含まれる。ＮＯ
ｘ
は、とりわけ一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化窒素（ＮＯ
２
）を含む、様々な化学種の窒素酸化物を説明するために使用される用語である。排気微粒子状物質の２つの主要な構成成分は、可溶性有機画分（ＳＯＦ）および煤画分である。ＳＯＦは、煤の上に層状に凝縮し、一般に未燃ディーゼル燃料および潤滑油に由来する。ＳＯＦは、排気ガスの温度に応じて、蒸気またはエアロゾル（すなわち、液体凝縮物の細かい液滴）としてディーゼル排気中に存在し得る。煤は、主に炭素の粒子で構成されている。排気のＨＣ含量は、エンジンタイプおよび動作パラメーターに応じて異なり得るが、典型的には、メタン、エテン、エチン、プロペンなどの様々な短鎖炭化水素が含まれる。
【０００４】
ＮＯ
ｘ
含有ガス混合物を処理して大気汚染を減少させるために、様々な方法が使用されている。１つの処理タイプは、窒素酸化物の触媒還元を伴う。２つのプロセスがある：（１）一酸化炭素、水素、または炭化水素が還元剤として使用される非選択的還元プロセス、および（２）アンモニアまたはアンモニア前駆体が還元剤として使用される選択的還元プロセス。選択的還元プロセスでは、少量の還元剤で高度の窒素酸化物除去が達成され得る。
【０００５】
ＳＣＲプロセスで用いられる触媒は、理想的には、水熱条件下で、広い温度範囲、例えば、２００℃～６００℃以上などで、良好な触媒活性を維持することができる必要がある。ＳＣＲ触媒は、一般的に、粒子の除去に使用される排気ガス処理システムの構成要素である煤フィルターの再生中などに、高温水熱条件に曝露される。
【０００６】
ゼオライトなどのモレキュラーシーブが、酸素の存在下でアンモニア、尿素、または炭化水素などの還元剤とともに窒素酸化物のＳＣＲで使用されてきた。ゼオライトは、ゼオライトのタイプ、ならびにゼオライトに含まれるカチオンのタイプおよび量に応じて、直径が約３～約１０オングストロームの範囲の、かなり均一な細孔径を有する結晶性材料である。例えば、ケージのような構造を有するものなどの８員環細孔開口部および二重６環の二次構築単位を有するゼオライトは、ＳＣＲ触媒としての使用に十分に好適である。これらの特性を有する特定の種類のゼオライトは、チャバザイト（ＣＨＡ）であり、これは、三次元の多孔度からアクセスできる８員環の細孔開口部（約３．８オングストローム）を有する小さな細孔ゼオライトである。ケージのような構造は、二重６環の構造単位を４環によって接続することから生じる。ＣＨＡフレームワーク構造を有するモレキュラーシーブは、例えば、米国特許第４，５０３，０２４号、第４，５４４，５３８号、および第６，７０９，６４４号、ならびに“ＶｅｒｉｆｉｅｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＺｅｏｌｉｔｅｓＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，” Ｅｌｓｅｖｉｅｒ２００１ｐ．１２３に開示されている方法に従って調製され得、それらの各々は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００７】
ある特定のＣＨＡゼオライト（例えば、１０以上のＳＡＲ値を有するゼオライトなど）を調製する典型的な方法は、比較的過酷な条件下での水熱合成を伴う。例えば、上記で参照された’５３８特許では、ゼオライトは、典型的には、オートクレーブ内で、圧力下での水熱結晶化によって調製される。同様に、上記で参照された’６４４特許は、１００℃～２００℃の温度で、例えば、約３日～約２０日の過程にわたって自生圧力下でＣＨＡ（ＳＳＺ－６４）結晶を調製する水熱結晶化のプロセスを説明する。ある特定のゼオライトの調製についてはそれほど過酷でない条件が知られているが、これらの方法は一般に、より低いシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）値を有するゼオライトの調製に限定されている。
【０００８】
したがって、以前に記載される過酷な条件なしに、様々なＳＡＲのＣＨＡ（および他のゼオライト）の製造のための代替方法が必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示のある特定の実施形態についての理解を提供するために、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない添付図面が参照され、図内の参照番号は、本開示の例示的な実施形態の構成要素を指す。図面は単なる例として提供されており、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１０】
本開示の触媒組成物を含み得るハニカムタイプ基材の斜視図を示す。
図１Ａに対して拡大され、かつ図１Ａの担体の端面に平行な平面に沿って切り取られた部分断面図を示し、図１Ａに示される複数のガス流路の拡大図を示す。
壁流フィルター基材の一部の断面図を示す。
本開示の触媒が利用される排出物処理システムの実施形態の概略図を示す。
１５０ｒｐｍ（図４Ａ）および３５０ｒｐｍ（図４Ｂ）の撹拌還流容器内で、９７℃で結晶化中に採取された試料のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを提供する。
（図５Ａ（スケールバー：５ μｍ）および図５Ｂ（スケールバー：５００ｎｍ））３５０ｒｐｍの撹拌還流容器内で、９７℃で結晶化したＣＨＡの顕微鏡写真を提供する。
以下の実験セクションから選択した試料のＳＣＲ性能を例示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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