含过渡金属的沸石的制作方法与工艺

文档序号:13044947阅读:130来源:国知局
本申请是中国申请号为201210217035.1的发明专利申请的分案申请(原申请的发明名称为“含过渡金属的沸石”,原申请的申请日为2012年6月27日)。技术领域本发明涉及包含过渡金属的磷酸硅铝沸石、其制造方法、以及包含该含过渡金属的沸石的排气处理催化剂及水蒸气吸附材料。

背景技术:
要制造包含过渡金属的沸石,需要通过将经合成的沸石含浸在过渡金属盐溶液中或者进行离子交换而使过渡金属担载在沸石中的工序,在该担载工序中,有如下课题。即,作为用于含浸沸石的过渡金属盐溶液,一般使用过渡金属盐的水溶液,但是过渡金属盐易于形成氢氧化物,出现在浸渍液中生成的过渡金属氢氧化物并非大量附着于沸石载体的细孔内,而是大量附着于粒子表面上这样的现象,难以使过渡金属均匀地担载在沸石的细孔内。此外,还存在从该过渡金属担载工序中排出的大量废液的处理问题、沸石浸渍浆料的过滤、清洗等的工序数多之类的课题。对此,在专利文献1及非专利文献1中,提出了通过将作为过渡金属原料的过渡金属氧化物、过渡金属盐导入至沸石合成工序的凝胶中,从而在一个工序中合成包含过渡金属的磷酸硅铝沸石的一锅合成方法。然而,就由该方法合成的包含过渡金属的磷酸硅铝沸石而言,过渡金属通过与沸石骨架元素的一部分进行置换而导入,因此在用作催化剂、吸附材料时的性能不充分,若进行高温水热处理,则存在发生沸石劣化的课题。此外,在用该方法合成的包含过渡金属的沸石中,包含非结晶物等杂质,因此存在催化性能低这样的问题。在专利文献2中也提出了将Cu加入沸石合成起始凝胶而合成包含Cu的磷酸硅铝沸石的方法。用该方法合成的包含过渡金属的沸石也存在水热稳定性低这样的问题。在专利文献3中提出了利用在合成磷酸硅铝沸石之后担载Cu而合成包含Cu的磷酸硅铝沸石的方法。用该方法合成的包含过渡金属的沸石具有高催化活性和水热稳定性。进而,记载有具有针对水的吸附与解吸附的高耐久性。然而,该专利文献3中得到的沸石虽然即使在水蒸气反复吸附与解吸附试验后也可维持沸石结构,但是存在出现低温(例如200℃)下的催化性能的降低、特别是在水蒸气反复吸附与解吸附试验后的低温催化剂活性不充分这样的缺点。在将包含过渡金属的磷酸硅铝沸石用作催化剂、吸附材料时,有时在沸石上频繁地进行水的吸附与解吸附。例如,在沸石催化剂被用于汽车时,在汽车停放时,沸石催化剂吸入空气中的水分。另一方面,在汽车行驶时,在汽车排放气体的温度上升的同时,沸石催化剂将吸入的水分排出至空气中。这样,在沸石催化剂上进行水的吸附与解吸附。此外,就在专利文献3中提出的含过渡金属的沸石而言,认为由水的吸附与解吸附导致骨架元素键Si-O-Al的键角、键长发生变化,从而导致固定于Si-O-Al键位点的过渡金属凝聚,高分散过渡金属催化剂活性中心减少,导致催化剂活性降低。就非专利文献2中的磷酸硅铝沸石而言,水的吸附与解吸附导致骨架元素键Si-O-Al、P-O-Al键角、键长发生变化。若反复发生水的吸附、解吸附,则骨架元素键Si-O-Al、P-O-Al被分解,沸石骨架的结构被破坏。若沸石骨架的结构被破坏,则招致由催化剂表面积的降低所致的催化剂活性的进一步降低。此外,在专利文献4中公开,水吸附或者解吸附于磷酸硅铝沸石,从而沸石的晶格常数变化而收缩或膨胀,由此,在具有包含磷酸硅铝沸石的蜂窝单元的蜂窝结构体中,存在由水的吸附与解吸附导致蜂窝单元容易破损这样的问题。因此,虽然公开了制成将Si的物质量相对于Al与P的物质量之和的比值与酸中心调整成特定量的磷酸硅铝,但若仅采用该调整,则高温水热耐久性、及作为水蒸气反复吸附与解吸附试验后的排气处理用的催化剂活性、水蒸气吸附性能不充分。现有技术文献非专利文献1:JournalofCatalysis,217(2003)100-106非专利文献2:MicroporousandMesoporousMaterials57(2003)157-168。专利文献1:美国公开专利2010/0310440A1说明书专利文献2:中国公开专利102259892A说明书专利文献3:国际公开第2010/084930公报专利文献4:国际公开第2012/029159公报

技术实现要素:
本发明的课题在于提供具有针对水吸附与解吸附的高稳定性以及高催化性能的含过渡金属的磷酸铝沸石。进而,本发明的课题在于提供可简便且高效率地制造含过渡金属的沸石的方法,该含过渡金属的沸石为包含过渡金属的磷酸硅铝沸石,作为催化剂、吸附材料的性能优异且高温水热耐久性高。本发明提供一种含过渡金属的沸石,其是使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量为1.3mol/molSi以上,相对蒸气压0.7时的吸附量为150mg/g~300mg/g。所述沸石可以为磷酸铝沸石。此外,所述含过渡金属的沸石可包含3重量%以上的过渡金属。进而,就所述含过渡金属的沸石而言,在用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属M的元素分布标绘时,过渡金属强度的变化系数可为33%以下。此外,就所述含过渡金属的沸石而言,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比可为0.9以上。此外,所述磷酸铝沸石优选为骨架结构中具有8元环结构的磷酸铝沸石。此外,本发明提供一种含过渡金属的沸石,是包含3重量%以上的过渡金属M的磷酸铝沸石,用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属M的元素分布标绘时,过渡金属M的强度变化系数为33%以下,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比为0.9以上。在本发明中,就所述含过渡金属的沸石而言,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量可为1.3mol/molSi以上。此外,在本发明中,就所述含过渡金属的沸石而言,相对蒸气压0.7时的吸附量可为150mg/g~300mg/g。进而,在本发明中,所述含过渡金属的沸石可以是使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的含过渡金属的沸石。此外,在本发明中,所述含过渡金属的沸石可以是骨架结构中具有8元环结构的磷酸铝沸石。本发明的所述含过渡金属的沸石,优选所述过渡金属M为铁和/或铜。本发明的上述各含过渡金属的沸石,优选BET比表面积为500m2/g以上。本发明的上述各含过渡金属的沸石,优选沸石在国际沸石协会IZA规定的沸石结构中骨架密度为此外,本发明的上述各含过渡金属的沸石,优选沸石在国际沸石协会IZA规定的沸石结构中为CHA。本发明提供一种含过渡金属的沸石的制造方法,其特征在于,为制造使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的含过渡金属的沸石的方法,由水性凝胶进行水热合成,所述水性凝胶包含硅原子原料、铝原子原料、磷原子原料、过渡金属原子原料及多胺(但是,二胺除外),以及分别从以下(1)~(3)的组中的至少2组中分别选出的至少一种的组合:(1)至少包含氮原子作为杂原子的脂环式杂环化合物;(2)烷基胺;(3)环烷基胺。在上述制造方法中,所述沸石可为磷酸铝沸石。此外,所述含过渡金属的沸石可包含3重量%以上的过渡金属。进而,就所述含过渡金属的沸石而言,在采用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属的元素分布标绘时,过渡金属强度的变化系数可为33%以下。此外,就所述含过渡金属的沸石而言,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比可为0.9以上。在本发明中,就所述含过渡金属的沸石而言,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量可为1.3mol/molSi以上。此外,在本发明中,就所述含过渡金属的沸石而言,相对蒸气压0.7时的吸附量可为150mg/g~300mg/g。此外,在本发明中,所述含过渡金属的沸石可以是骨架结构中具有8元环结构的磷酸铝沸石。在上述本发明的含过渡金属的沸石的制造方法中,所述过渡金属优选为铁和/或铜。此外,本发明提供一种含过渡金属的沸石的制造方法,其特征在于,为制造使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的含过渡金属的沸石的方法,其中,将作为过渡金属原料的氧化铜(II)或乙酸铜预先混合磷原子原料及水,然后混合硅原子原料、铝原子原料、及多胺(但是,二胺除外),调制水性凝胶,进行水热合成。在此,就该本发明的含过渡金属的沸石的制造方法而言,优选在水性凝胶中进一步包含分别选自从以下(1)~(3)的组中的至少2组中分别选出的至少1种的组合:(1)至少包含氮原子作为杂原子的脂环式杂环化合物;(2)烷基胺;(3)环烷基胺。在此,所述沸石可为磷酸铝沸石。此外,所述含过渡金属的沸石可包含3重量%以上的过渡金属。进而,就所述含过渡金属的沸石而言,在采用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属的元素分布标绘时,过渡金属强度的变化系数可为33%以下。此外,就所述含过渡金属的沸石而言,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比可为0.9以上。此外,就所述含过渡金属的沸石而言,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量可为1.3mol/molSi以上。此外,就所述含过渡金属的沸石而言,相对蒸气压0.7时的吸附量可为150mg/g~300mg/g。此外,所述含过渡金属的沸石可以是骨架结构中具有8元环结构的磷酸铝沸石。此外,上述的本发明的含过渡金属的沸石的制造方法可为上述本发明的各含过渡金属的沸石的制造方法。此外,在上述的本发明的含过渡金属的沸石的各制造方法中,所述多胺优选为用通式H2N-(CnH2nNH)x-H(式中,n为2~6的整数,x为2~10的整数)表示的多胺。此外,在上述的本发明的含过渡金属的沸石的制造方法中,将所述水性凝胶的组成中的铝原子原料、硅原子原料、磷原子原料及过渡金属(M)原子原料用氧化物表示时的摩尔比为:SiO2/Al2O3的值为0.1~0.8;P2O5/Al2O3的值为0.6~1.2;MaOb/Al2O3的值为0.05~1(其中,a及b分别表示M与O的原子比)。本发明提供上述本发明的各含过渡金属的沸石的制造方法。此外,本发明还提供上述本发明的各含过渡金属的沸石的排气处理用催化剂。此外,本发明还提供上述本发明的各含过渡金属的沸石的水蒸气吸附材料。根据本发明,通过将包含过渡金属原子原料及多胺的水性凝胶与沸石原料一起进行水热合成,从而在沸石的水热合成工序中在合成沸石的同时进行过渡金属向沸石细孔内的高分散化,可简便且高效率地制造高温水热耐久性高且催化剂活性优异的含过渡金属的磷酸硅铝沸石。此外,根据本发明,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量为1.3mol/molSi以上,相对蒸气压0.7时的吸附量为150mg/g~300mg/g,可得到使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的含过渡金属的沸石。与以往的含过渡金属的沸石相比,本发明的含过渡金属的沸石的催化剂活性和水热耐久性高,进而即使在水蒸气反复吸附与解吸附试验后,催化剂活性也高,针对水的吸附与解吸附具有优异的稳定性。附图说明图1为示出在实施例1中制造的沸石1的XRD的测定结果的图表。图2为在实施例1中制造的沸石1的EPMA的Si及Cu的元素分布图。图3为示出在实施例1中制造的沸石1的水蒸气吸附等温线的图。图4为在实施例3中制造的沸石3的EPMA的Si及Cu的元素分布图。图5为示出在实施例3中制造的沸石3的水蒸气吸附等温线的图。图6为示出在实施例5中制造的沸石5的XRD的测定结果的图表。图7为示出在实施例6中制造的沸石6的水蒸气吸附等温线的图。图8为示出在实施例8中制造的沸石8的XRD的测定结果的图表。图9为示出在实施例8中制造的沸石8的水蒸气吸附等温线的图。图10为示出在实施例10中制造的沸石10的水蒸气吸附等温线的图。图11为用于在实施例中使用的水蒸气反复吸附与解吸附试验-2(90℃-60℃-5℃)的试验装置的构成的示意图。图12为在比较例3中制造的沸石C的EPMA的Si及Cu的元素分布图。图13为在比较例3中制造的沸石C的水蒸气吸附等温线的图。图14为在比较例5中制造的沸石E的水蒸气吸附等温线的图。图15为在比较例6中制造的沸石F的EPMA的Si及Cu的元素分布图。图16为在比较例6中制造的沸石F的水蒸气吸附等温线的图。图17为在比较例7中制造的沸石G的水蒸气吸附等温线的图。图18为在比较例8中制造的沸石H的EPMA的Si及Cu的元素分布图。图19为在比较例9中制造的沸石I的EPMA的Si及Cu的元素分布图。符号说明1、2、3恒温室4、5、6容器a、b泵具体实施方式以下,对于本发明的实施方式进行详细说明,但是以下说明为本发明实施方式的一例(代表例),本发明并不限定于这些内容。[含过渡金属的磷酸铝沸石]本发明的第1要旨涉及一种含过渡金属的沸石,是使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.01时的吸附量为1.3mol/molSi以上,相对蒸气压0.7时的吸附量为150mg/g~300mg/g。本发明的第2要旨在于一种含过渡金属的沸石,其特征在于,是包含3重量%以上的过渡金属M的磷酸铝沸石,在采用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属M的元素分布标绘时,过渡金属M的强度变化系数为33%以下,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比为0.9以上,本发明的第3要旨存在于一种含过渡金属的沸石,其特征在于,是包含3重量%以上的过渡金属M且骨架结构中具有8元环结构的磷酸铝沸石,采用电子探针微量分析仪进行该沸石中的过渡金属M的元素分布标绘时,过渡金属M的强度变化系数为33%以下,铝原子相对于硅原子与磷原子的总计的摩尔比为0.9以上。对于这样的本发明的第1、第2、及第3要旨的含过渡金属的沸石的制造方法,如后所述,但是后述制造方法为本发明的含过渡金属的沸石的制造方法的代表例,本发明的含过渡金属的沸石的制造方法并不受到后述制造方法任何限制。首先,对于作为本发明的第1要旨的具有特定水吸附性能的含过渡金属的沸石进行说明。例如,在将包含过渡金属的沸石用作排气处理用催化剂时,汽车等的柴油内燃机的排气在排气中包含5~15体积%的水。在汽车行驶中,排气成为200℃以上的高温,相对湿度降低至5%以下,催化剂成为解吸附水分的状态。然而,也存在在停止时,空气的相对湿度成为30%以上,特别是因气候条件而导致空气的相对湿度成为50%以上的情况,催化剂吸附空气中的水。由于汽车的行驶与停放,在包含过渡金属的沸石上进行沸石的水吸附与解吸附。与此相对,低湿度(5%以下)时的水吸附量多于高湿度(50%以上)时的水吸附量、高湿度(50%以上)时的水吸附量少于低湿度(5%以下)时的水吸附量的沸石,与低湿度(5%以下)以下时的水吸附量少于高湿度(50%以上)时的水吸附量的沸石相比,即使使用环境的湿度从低湿度变化至高湿度,吸附与解吸附的水的量也少。因此,由水的吸附与解吸附所致的骨架元素键Si-O-Al和Al-O-P的键角、键长的变化变少。由此,沸石的稳定性变高,并且可抑制由水的吸附与解吸附所致的沸石的晶格常数的变化、沸石的体积变化。包含磷酸硅铝沸石的蜂窝单元还可解决由水的吸附与解吸附所致的蜂窝单元的破损问题。在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对于饱和水蒸气压的水蒸气的分压即相对蒸气压为0.01(相对湿度1%)时的水的吸附量受到沸石中的Si的量的影响大。通常若Si增多,则相对蒸气压0.01时的水的吸附量变多。认为相对蒸气压0.01时的水吸附是由来自沸石中的Si的Si-O(H)-Al键中的H与水分子的氢键所产生的水吸附。因此,本发明的包含过渡金属的沸石在相对蒸气压0.01时的水吸附量用相对于沸石中的1molSi而吸附在沸石中的水的摩尔数(mol/molSi)来规定。即,相对蒸气压0.01(相对湿度1%)时的水的吸附量优选1.3mol/molSi以上,进一步优选1.4mol/molSi以上。相对蒸气压0.01时的水的吸附量的上限没有特别限定。若比上述下限少,沸石在低湿度下的水解吸附激烈,因此沸石骨架元素键的稳定性变低。此外,在25℃测定的水蒸气吸附等温线中,相对蒸气压0.7(相对湿度70%)时的沸石的水吸附大致恒定,可以说达到水吸附的饱和状态。在该饱和状态下的沸石的水吸附量与沸石中的Si的量无关而由沸石的细孔容积、表面的亲水性等所确定。本发明的含过渡金属的沸石在相对蒸气压0.7时的水吸附量相对于1g沸石优选为150mg/g~300mg/g,更优选为200mg/g以上,进一步优选260mg/g~290mg/g。相对蒸气压0.7(相对湿度70%)时的沸石的水的吸附量若比上述上限多,则在使用环境从高湿度转换至低湿度时,沸石上的水解吸附激烈,沸石骨架元素键的稳定性变低。此外,由水的吸附与解吸附所致的沸石的晶格常数变化、沸石的体积变化大的包含磷酸硅铝沸石的蜂窝单元容易因水的吸附与解吸附而破损。另一方面,在沸石结晶中形成介孔等时,存在相对蒸气压0.7时的沸石的水吸附量比上述上限变多的情况,但在该情况下沸石的水热稳定性可能变低。相对蒸气压0.7(相对湿度70%)时的沸石的水吸附量若比上述下限少,则意味着沸石的结晶性低,根据情况,催化性能有可能不充分。<沸石的骨架结构>本发明的含过渡金属的沸石为使过渡金属含有在至少在沸石的骨架结构中包含磷原子及铝原子的磷酸铝沸石中而成的,优选在沸石的骨架结构中进一步还包含硅原子。本发明的含过渡金属的沸石优选为在沸石骨架结构的铝原子、磷原子及硅原子的摩尔比为下述存在比例的沸石中以如下比例包含过渡金属的含过渡金属的磷酸硅铝沸石。本发明的含过渡金属的沸石的骨架结构中所含的铝原子、磷原子及硅原子的存在比例优选满足下述式(I)、(II)及(III)。0.001≦x≦0.3···(I)(式中,x表示硅原子相对于骨架结构中的硅原子、铝原子及磷原子的总计的摩尔比)0.3≦y≦0.6···(II)(式中,y表示铝原子相对于骨架结构中的硅原子、铝原子及磷原子的总计的摩尔比)0.3≦z≦0.6···(III)(式中,z表示磷原子相对于骨架结构中的硅原子、铝原子及磷原子的总计的摩尔比)作为x值,通常为0.001以上,优选为0.01以上,更优选为0.03以上,且通常为0.3以下,优选为0.2以下,更优选为0.18以下。若x值小于上述下限值,则有时因水热合成时的反应温度等的沸石的调制条件而导致难以进行沸石结晶化。若x值大于上述上限值,则因水热合成时的反应温度等的沸石的调制条件而导致存在合成时变得容易在沸石中混入杂质的倾向。关于沸石的调制条件,本领域技术人员通过基于本申请说明书的教导而进行有限次的实验,可容易解决上述的沸石难以结晶化的问题、在沸石中变得容易混入杂质的问题。关于在比以下各数值范围的下限值小的情况、比上限值大的情况也是同样的。进而,y通常为0.3以上,优选为0.35以上,更优选为0.4以上,且通常为0.6以下,优选为0.55以下。若y值小于上述下限值或大于上述上限值,则存在合成时变得容易在沸石中混入杂质的倾向。进而,z通常为0.3以上,优选为0.35以上,更优选为0.4以上,且通常为0.6以下,优选为0.55以下,更优选为0.50以下。若z值小于上述下限值,则存在合成时变得容易在沸石中混入杂质的倾向,若z值大于上述上限值,则有时沸石难以结晶化。作为过渡金属M,没有特别限定,但从吸附材料用途、催化剂用途中的特性方面考虑,通常可举出铁、钴、镁、锌、铜、钯、铱、铂、银、金、铈、镧、镨、钛、锆等的第3-12族的过渡金属,优选为铁、钴、铜等第8、9、11族,更优选为第8、11族。在沸石中含有的过渡金属可以为这些中的1种,也可使2种以上的过渡金属组合含有在沸石中。这些过渡金属中特别优选为铁和/或铜,尤其优选为铜。此外,本发明的含过渡金属的沸石中的过渡金属原子M的存在比例优选满足下述式(IV)。0.001≦m≦0.3···(IV)(式中,m为相对于沸石骨架结构的硅原子、铝原子及磷原子的总计的过渡金属的摩尔比)作为m值,优选为0.01以上,更优选为0.05以上,进一步优选为0.08以上,特别优选为0.1以上,且通常为0.3以下,优选为0.25以下,更优选为0.2以下,特别优选为0.1以下。若m值小于上述下限值,则存在活性中心变少的倾向,有时因催化剂的各种用途中针对催化性能的要求不同而导致不充分显现催化性能。若m值大于上述上限,则存在因沸石合成中过渡金属原料与其它原料的添加顺序、搅拌状态、水热反应时的温度条件等调制条件而导致过渡金属的凝聚变得显著的倾向,与m值为上述式(IV)的范围内的情况相比,有时催化性能降低。特别是就本发明的第1及第2的要旨的含过渡金属的沸石的过渡金属M的含量而言,以过渡金属M的重量相对于无水状态下的含过渡金属的沸石的重量的比例计,需要为3%以上,优选为3.5%以上,更优选为4%以上,且通常为10%以下,优选为8%以下,更优选为6%以下。若过渡金属M的含量比上述下限值少,则高分散过渡金属活性中心不充分,若比上述上限值多,则有时沸石难以结晶化。应予说明,就上述沸石的骨架结构中的原子比例而言,利用元素分析而确定,本发明中的元素分析是使试样加热溶解在盐酸水溶液中后,利用感应耦合等离子体(ICP:InductivelyCoupledPlasma)发光分光分析求出的;或者将沸石粉压片成型后,利用荧光X射线分析法(XRF)求出的。应予说明,上述沸石骨架结构中的原子、过渡金属M的含量由元素分析所确定,就本发明中的元素分析而言,是使试样在盐酸水溶液中加热溶解后,利用感应耦合等离子体(ICP:InductivelyCoupledPlasma)发光分光分析,或者在将试样压片成型后利用荧光X射线分析法(XRF)、其中特别是利用能量分散型分光法(EDX),从而求出沸石骨架结构中的原子、过渡金属M的含量W1(重量%),另一方面,利用热重分析(TG)求出试样中的水分WH2O(重量%),用下述式(V)算出无水状态下的含过渡金属的沸石中的骨架结构的原子、过渡金属M的含量W(重量%)。W=W1/(1-WH2O)···(V)<过渡金属M的强度变化系数>本发明的第1及第2要旨的含过渡金属的沸石的特征在于,在用电子探针微量分析仪(EPMA)进行过渡金属M的元素分布标绘时,金属元素M的强度的变化系数通常为33%以下,该变化系数优选为31%以下,进一步优选为29%以下。本发明的第1及第2要旨的含过渡金属的沸石中的过渡金属M的强度变化系数的下限没有特别限制。过渡金属M的强度变化系数越小,越表明沸石中的过渡金属M更均匀地分散在来自Si的交换位点中。若过渡金属M的强度变化系数超过上述上限值,则产生如下问题:沸石中的过渡金属M的分散性变差,含过渡金属的沸石的催化剂活性不充分,或者沸石的稳定性低。应予说明,在本发明中,变化系数为在3点以上的多个视野中测定的强度的变化系数的平均值。具体而言,根据EPMA的元素分布标绘利用在后述实施例的项目中记载的方法进行实施。此外,在将本发明的含过渡金属的沸石用作汽车排气净化催化剂、水蒸气吸附材料时,在由本发明制造的沸石中,优选具有以下结构及骨架密度的沸石。沸石的结构利用XRD(X射线衍射法:X-raydiffraction)而确定,在用国际沸石协会(IZA)规定的编码进行表示时,为AEI、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、CHA、DFO、ERI、FAU、GIS、LEV、LTA、VFI,优选AEI、AFX、GIS、CHA、VFI、AFS、LTA、FAU、AFY,在本发明中,其中更优选具有8元环结构的沸石,最优选具有CHA结构的沸石。此外,骨架密度为反映结晶结构的参数,为IZA在ATLASOFZEOLITEFRAMEWORKTYPESFifthRevisedEdition2001中示出的数值,优选为以上,通常为以下,优选为以下。应予说明,骨架密度()是指以沸石的单位体积计存在的T原子(构成沸石的骨架结构的氧原子以外的原子(T原子))的数目,该值由沸石的结构确定。在沸石的骨架密度小于上述下限值时,有时结构变得不稳定,存在耐久性降低的倾向,另一方面,若超过上述上限值,则有时吸附量、催化剂活性变小,或有时不适于作为催化剂的使用。对于本发明的含过渡金属的沸石的粒径没有特别限定,但是通常为0.1μm以上,进一步优选为1μm以上,更优选为3μm以上,且通常为30μm以下,优选为20μm以下,更优选为15μm以下。应予说明,本发明中的含过渡金属的沸石的粒径是指用电子显微镜观察含过渡金属的沸石时的任意10~30点的沸石粒子的一级粒径的平均值。<BET比表面积>本发明的含过渡金属的沸石的BET比表面积的上限没有特别限定,但对于下限,优选为500m2/g以上,更优选为550m2/g以上,特别优选为600m2/g以上。若BET比表面积小于上述下限值,则存在沸石的结晶性低,催化剂活性等性能变得不充分的倾向。[含过渡金属的沸石的制造方法]作为本发明的第4要旨的含过渡金属的沸石的制造方法在于一种含过渡金属的沸石的制造方法,作为高效率地制造上述本发明的第1、第2及第3的要旨所涉及的含过渡金属的沸石的方法是有效的,其特征在于,由水性凝胶来水热合成使过渡金属含有在至少在骨架结构中包含硅原子、磷原子及铝原子的沸石中而成的含过渡金属的沸石,所述水性凝胶包含硅原子原料、铝原子原料、磷原子原料、过渡金属原子原料及多胺(但是,二胺除外。以下,在本发明中,仅称作“多胺”时,除非另有说明,均为“除二胺以外的多胺”)、以及从以下(1)~(3)的组中的至少2组中分别选出的至少1种的组合。(1)至少包含氮原子作为杂原子的脂环式杂环化合物(2)烷基胺(3)环烷基胺通常,采用常规方法由该水性凝胶进行水热合成,然后利用煅烧等除去多胺、其它模板而得到含过渡金属的沸石。根据本发明的方法能够制造高温水热耐久性高的含过渡金属的磷酸硅铝沸石的原因细节尚不清楚,但推测为如下原因。即,在本发明的方法中,在水性凝胶中在包含过渡金属原子原料的同时包含特定的多胺,因此在合成沸石时,水性凝胶中的过渡金属与多胺强烈地相互作用而进行稳定化,并且难以与沸石骨架元素进行反应。因此,与如专利文献1及非专利文献1中记载的以往的含过渡金属的磷酸硅铝沸石的合成法不同,过渡金属难以进入沸石的骨架(沸石骨架元素难以由过渡金属所置换),可使过渡金属存在于沸石的骨架外,主要分散存在于沸石的细孔中。进而,在本发明中,通过将这样的特定公知模板组合使用,可制造高温水热耐久性优异的含有过渡金属的磷酸铝沸石。由此认为,根据本发明,可合成具有高的催化性能与吸附性能、以及高的高温水热耐久性的含过渡金属的磷酸硅铝沸石。以下,说明本发明的含过渡金属的沸石的制造方法的一例。{原料
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