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公開番号2025141465
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041409
出願日2024-03-15
発明の名称ゼオライトの加熱方法、反応方法、反応生成物の製造方法、および触媒
出願人国立大学法人東京大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01B 39/36 20060101AFI20250919BHJP(無機化学)
要約【課題】金属カチオンを担持するゼオライトのマイクロ波加熱の効率を向上させる。
【解決手段】実施形態に係るゼオライトの加熱方法は、結晶構造の細孔中に金属カチオンを担持するゼオライトに対してマイクロ波を照射することにより、ゼオライトを加熱するステップを含み、金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が0.05以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ゼオライトの加熱方法であって、
結晶構造の細孔中に金属カチオンを担持するゼオライトに対してマイクロ波を照射することにより、前記ゼオライトを加熱するステップを含み、
前記金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が０．０５以上である、方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記金属カチオンのイオン半径（６配位）は、０．６Å以上２Å以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ゼオライトの細孔径は、１Å以上２０Å以下である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ゼオライトの細孔径Ｒｚと、前記金属カチオンのイオン半径（６配位）Ｒｍとが、以下の関係式１を満たす、請求項１または２に記載の方法。
［関係式１］
１≦Ｒｚ／Ｒｍ≦８．５
【請求項５】
前記金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が０．１以上１以下である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記金属カチオンは、１価のカチオンである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記金属カチオンは、第４周期以降の金属元素のカチオンである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記金属カチオンは、インジウム（Ｉ）イオン、ナトリウム（Ｉ）イオン、カリウム（Ｉ）イオン、ルビジウム（Ｉ）イオン、およびセシウム（Ｉ）イオンからなる群より選択される１以上を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
前記金属カチオンは、インジウム（Ｉ）イオンおよびセシウム（Ｉ）イオンからなる群より選択される１以上を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ゼオライトは、ＦＡＵ型、ＦＥＲ型、ＣＨＡ型、ＢＥＡ型、およびＭＦＩ型からなる群より選択される１以上のゼオライトである、請求項１または２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【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ゼオライトの加熱方法、反応方法、反応生成物の製造方法、および触媒に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
金属カチオンを含有するゼオライトは、様々な化学反応の触媒活性を有する物質として知られている。触媒反応を活性化するために、ゼオライト触媒をマイクロ波で加熱することも行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０２３９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなマイクロ波加熱の効率性には未だ改善の余地がある。たとえば、ゼオライトは様々な結晶構造を取り得るとともに、様々な金属カチオンを担持することができるところ、マイクロ波による加熱効率を向上させるために金属カチオンとゼオライトの構造とをどのように組み合わせるのが良いかは知られていない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、金属カチオンを担持するゼオライトのマイクロ波加熱の効率を向上させることができるゼオライトの加熱方法、反応方法、反応生成物の製造方法、および触媒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、金属カチオンとゼオライトの構造との組合せに着目し、加熱特性に優れた組合せを探索した。その結果、優れた加熱特性の指標として使用できる誘電損失係数ｔａｎδに着目し、ｔａｎδの値が大きくなるように金属カチオンとゼオライトの構造との組合せを選択することによってマイクロ波加熱の効率を向上させることができることを見出した。
【０００７】
本発明は、以下の態様を含み得る。
［１］ゼオライトの加熱方法であって、
結晶構造の細孔中に金属カチオンを担持するゼオライトに対してマイクロ波を照射することにより、前記ゼオライトを加熱するステップを含み、
前記金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が０．０５以上である、方法。
［２］前記金属カチオンのイオン半径（６配位）は、０．６Å以上２Å以下である、［１］に記載の方法。
［３］前記ゼオライトの細孔径は、１Å以上２０Å以下である、［１］または［２］に記載の方法。
［４］前記ゼオライトの細孔径Ｒｚと、前記金属カチオンのイオン半径（６配位）Ｒｍとが、以下の関係式１を満たす、［１］～［３］のいずれか一つに記載の方法。
［関係式１］
１≦Ｒｚ／Ｒｍ≦８．５
［５］前記金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が０．１以上１以下である、［１］～［４］のいずれか一つに記載の方法。
［６］前記金属カチオンは、１価のカチオンである、［１］～［５］のいずれか一つに記載の方法。
［７］前記金属カチオンは、第４周期以降の金属元素のカチオンである、［１］～［６］のいずれか一つに記載の方法。
［８］前記金属カチオンは、インジウム（Ｉ）イオン、カリウム（Ｉ）イオン、ルビジウム（Ｉ）イオン、およびセシウム（Ｉ）イオンからなる群より選択される１以上を含む、［１］～［７］のいずれか一つに記載の方法。
［９］前記金属カチオンは、インジウム（Ｉ）イオンおよびセシウム（Ｉ）イオンからなる群より選択される１以上を含む、［８］に記載の方法。
［１０］前記ゼオライトは、ＦＡＵ型、ＦＥＲ型、ＣＨＡ型、ＢＥＡ型、およびＭＦＩ型からなる群より選択される１以上のゼオライトである、［１］～［９］のいずれか一つに記載の方法。
［１１］反応物と接触しているゼオライトを、［１］～［１０］のいずれか一つに記載の方法で加熱することにより、前記ゼオライトを触媒とする化学反応を進行させるステップを含む、反応方法。
［１２］［１１］に記載の方法によって進行させた化学反応の生成物を得るステップを含む、反応生成物の製造方法。
［１３］結晶構造の細孔中に金属カチオンを担持するゼオライトを含み、前記金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数が０．０５以上である、触媒。
［１４］マイクロ波で加熱するための、［１３］に記載の触媒。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属カチオンを担持するゼオライトのマイクロ波加熱の効率を向上させることができるゼオライトの加熱方法、反応方法、反応生成物の製造方法、および触媒を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態のゼオライトの加熱方法、反応方法、反応生成物の製造方法、および触媒について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、実施形態の各構成および各特徴は、任意に組み合わせることが可能である。
【００１０】
＜１．ゼオライトの加熱方法＞
本実施形態に係るゼオライトの加熱方法は、結晶構造の細孔中に金属カチオンを担持するゼオライトに対してマイクロ波を照射することにより、ゼオライトを加熱するステップを含む。金属カチオンを担持するゼオライトの誘電損失係数（３０℃で測定）は、０．０５以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

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