アンモニアIRMS-TPD法によるゼオライト内ブレンステッド酸性質測定

(1)アンモニアIRMS-TPD法によって,多価カチオン(Ca^<2+>,Ba^<2+>,La^<3+>)を交換したY型ゼオライトの固体酸性質を評価し,炭化水素分解活性との相関性を検討した.その結果,FAU骨格中のソーダライトケージに接するカチオンサイトに多価カチオンが位置することによって,スーパーケージに位置する酸性OH基の酸強度が増大し,触媒活性が向上することが分った.またカチオン交換によるブレンステッド酸点強度の増大は,計算化学的に支持された.(2)(1)の知見から,超安定性Y型ゼオライト(USY)が骨格内に保持する骨格外Al種も,Ca^<2+>などと同様の機構でブレンステッド酸点強度の増大に関与していると推測した.Al(OH)^<2+>をソーダライトケージ内に配置したFAU型ゼオライトの周期モデルを使用し,スーパーケージに位置するOH基の伸縮振動の波数,およびアンモニア吸着エネルギーを密度汎関数法計算によって評価した結果,アンモニアIRMS-TPD測定で得られた実測値とほぼ一致した.工業触媒として広く使用されているUSYに関する上記の知見は,実用的観点から重要だといえる.

(1)アンモニアIRMS-TPD法によって,多価カチオン(Ca^<2+>,Ba^<2+>,La^<3+>)を交換したY型ゼオライトの固体酸性質を評価し,炭化水素分解活性との相関性を検討した.その結果,FAU骨格中のソーダライトケージに接するカチオンサイトに多価カチオンが位置することによって,スーパーケージに位置する酸性OH基の酸強度が増大し,触媒活性が向上することが分った.またカチオン交換によるブレンステッド酸点強度の増大は,計算化学的に支持された.(2)(1)の知見から,超安定性Y型ゼオライト(USY)が骨格内に保持する骨格外Al種も,Ca^<2+>などと同様の機構でブレンステッド酸点強度の増大に関与していると推測した.Al(OH)^<2+>をソーダライトケージ内に配置したFAU型ゼオライトの周期モデルを使用し,スーパーケージに位置するOH基の伸縮振動の波数,およびアンモニア吸着エネルギーを密度汎関数法計算によって評価した結果,アンモニアIRMS-TPD測定で得られた実測値とほぼ一致した.工業触媒として広く使用されているUSYに関する上記の知見は,実用的観点から重要だといえる.