日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite 24(1): 17-21 (2007)
doi:10.20731/zeoraito.24.1.17

解説解説

高エネルギー放射光X線回折によるゼオライト前駆体のネットワーク構造解析Network structure of zeolite precursors characterized by high-energy X-ray diffraction technique

1東京大学大学院工学系研究科Department of Chemical System Engineering, The University of Tokyo

2高輝度光科学研究センター,CREST-JSTJapan Synchrotron Radiation Research Institute

3The Royal Institution of Great BritainDavy Faraday Research Laboratory, The Royal Institution of GB

4横浜国立大学大学院環境情報研究院 ◇ 〒240-8501 神奈川県横浜市保土ヶ谷区常盤台 79-7

5東京大学生産技術研究所

受理日:2007年1月25日Accepted: January 25, 2007
発行日:2007年3月10日Published: March 10, 2007
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第三世代放射光源を用いて測定した高エネルギーX線回折データをフーリエ変換することにより,今までの分析装置では計測困難であった非晶質アルミノシリケート前駆体のゼオライトヘの結晶化過程における実空間のサブナノメータオーダーの構造を明らかにした。具体的には,代表的Al含有ゼオライトであるLTA,FAU,MOR,MFI型ゼオライトを研究対象とし,非晶質アルミノシリケート相のネットワーク構造と最終生成物であるゼオライト結晶の構造には相関がある,すなわち結晶化前の非晶質アルミノシリケート相がすでに最終生成物に類似したリング構造を持っていることを明らかにした。本手法は,これまで用いられてきた中性子回折や他の分析装置では解析困難であった水含有系での非晶質アルミノシリケート前駆体の構造解析に新しい知見をもたらすものであり,ゼオライトの生成メカニズムの解明に向けて大きく貢献するものと考えられる。

Amorphous network structures formed under hydrothermal conditions, prior to the onset of crystallization of microporous aluminosilicate zeolites (LTA, FAU, MOR and MFI), are determined by employing high-energy X-ray diffraction (HEXRD) technique. It has been shown that the precursors containing Al, in perticular with lower Si/Al ratio, have a large fraction of smaller rings compared to the amorphous silica. This ring statistics is similar to that of the final products where LTA and FAU have a large fraction of 4R (R: ring), whereas MOR and MFI have large fractions of 5R. Furthermore, the use of reverse Monte Carlo modeling on HEXRD data suggests that even numbered rings, especially 4R and 6R, which are the dominant aluminosilicate rings in LTA, have already been produced in the precursor. The obtained RMC model provides a better understanding of the nature of amorphous network structure formed during the initial stages of the crystallization process, and is applicable to any type of solid formed via an amorphous intermediate. We believe that this method is likely to show the structural pathway for the formation of microporous materials.

Key words: amorphous; high-energy; x-ray diffraction; crystallization

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