ケイ素を含む階層的な多孔度を有する材料
【課題】 組織化されたメソ細孔構造およびミクロ結晶骨格の両方の利点を有するアルミノケイ酸塩材料を提供する。
【解決手段】 階層的な多孔度を有する材料が記載され、この材料は、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成され、該球状粒子のそれぞれは、細孔サイズが０．２〜２ｎｍであるゼオライトナノ結晶と、ケイ素酸化物をベースとするマトリクスを含み、該マトリクスは、メソ構造化され、かつ、細孔サイズが１．５〜３０ｎｍであり、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する。ケイ素酸化物をベースとするマトリクスは、アルミニウムを含んでもよい。前記材料の製造も記載される。
【解決手段】 階層的な多孔度を有する材料が記載され、この材料は、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成され、該球状粒子のそれぞれは、細孔サイズが０．２〜２ｎｍであるゼオライトナノ結晶と、ケイ素酸化物をベースとするマトリクスを含み、該マトリクスは、メソ構造化され、かつ、細孔サイズが１．５〜３０ｎｍであり、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する。ケイ素酸化物をベースとするマトリクスは、アルミニウムを含んでもよい。前記材料の製造も記載される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ素を含む材料、特にメタロケイ酸塩材料、より詳細にはミクロ多孔度およびメソ多孔度領域の分野において階層的な多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の分野に関する。本発明はまた、「エアゾール」合成技術を用いて得られる前記材料の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
非常に広範囲にわたって、ミクロ細孔材料からマクロ細孔材料へ階層的な多孔度を有する材料を用いて明確に規定された多孔度、すなわち、種々のサイズの細孔を有する材料を生成するための新規な合成戦略が、１９９０年代半ば以来科学界において広く開発された（非特許文献１）。細孔サイズが制御された材料が得られる。特に、「緩和な化学」方法を用いる合成の開発によって、低い温度で水溶液または極性溶媒中に無機前駆体をテンプレート、概して、イオン性または非荷電の分子または超分子の界面活性剤と共存させることによりメソ構造化された材料が生成されるようになった。無機前駆体の加水分解／凝集反応と共に無機前駆体とテンプレートとの間の静電相互作用または水素結合を制御することによって、無機マトリクスにおいて制御された均一なサイズの界面活性剤のミセル凝集を生じて有機および無機相が協調して組織化される。とりわけテンプレートの濃度によって支配されるこの共同的自己組織化現象は、テンプレートの濃度が臨界ミセル濃度より低い試薬溶液の連続的な蒸発によって誘発されてもよく、このことは、基板上に堆積する場合にはメソ構造化された薄膜を形成する（浸漬被覆）かまたは溶液が霧化される場合にはメソ構造化された粉体を形成する（エアゾール技術）かのいずれかにつながる。例として、特許文献１は、浸漬被覆技術を用いたメソ構造化された有機−無機混成薄膜の形成を開示し、同一の著者は、純粋なシリカのメソ構造化された材料を生成するためにエアゾール技術も用いている（非特許文献２）。次いで、細孔は、界面活性剤を除去することによって解放され、これは通常化学抽出または熱処理によって行われる。
【０００３】
いくつかのクラスのメソ構造化された材料が、異なる性質の採用される無機前駆体およびテンプレート並びに課される操作条件を用いて開発された。例として、Ｍｏｂｉｌによって最初に開発されたＭ４１Ｓクラス（非特許文献３）は、第４級アンモニウム塩等のイオン性界面活性剤を用いて得られたメソ細孔材料によって構成され、概して、六方晶系、立方晶系またはラメラ構造、１．５〜１０ｎｍの均一なサイズの細孔および１〜２ｎｍ程度の厚さを有する非晶質壁を有しており、これは広く研究されている。続いて、前記材料に比較して酸−塩基特性を向上させつつ水熱安定性を高めるために、直接合成または合成後処理によってアルミニウム元素を非晶質シリカ骨格に組み込むことが特に注目され、得られたアルミノケイ酸塩材料のＳｉ／Ａｌモル比は１〜１０００である（非特許文献４〜５）。このようなアルミノケイ酸塩によって開発された水熱安定性および酸−塩基特性は、それらが精製処理または石油化学において工業スケールで用いられることを許容していないが、しかしながら、それらは、ブロック共重合体タイプの脂肪族巨大分子等の新規なテンプレートの使用に着実につながっており、これら最近になって生成されたメソ構造化された材料は、一般に六方晶系、立方晶系またはラメラ構造を有し、４〜５０ｎｍの均一なサイズの細孔および３〜７ｎｍの厚さの非晶質壁を有している。最終のメソ構造化された材料の構造および所望の組織化程度に応じて、採用される合成方法は、酸性媒体（ｐＨ約１）中（特許文献２）または中性媒体中（特許文献３）で行われ得、用いられるテンプレートの性質も重要な役割を果たす。得られたメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の水熱安定性特性は他のテンプレートを用いて合成されたそれらの同族体と比較して増大するが、それらの酸−塩基特性は、非常に類似したままである（１＜Ｓｉ／Ａｌ＜１０００）（非特許文献６〜７）。
【０００４】
上記に説明される非常に多くの仕事がメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の水熱安定性および酸−塩基特性を改良することを目標とするにも関わらず、それらは、工業スケールで未だ開発されていない。主たる理由は、それらの酸性度に関連するそれらの触媒としての挙動が、結晶ゼオライトアルミノケイ酸塩よりも非晶質アルミノケイ酸塩に近いことにある。したがって、非常に多くの仕事は、組織化されたメソ細孔構造およびミクロ結晶骨格の両方の利点を有するアルミノケイ酸塩材料を生成することを約束していない。このため、混合された材料すなわちメソ構造化された／ゼオライト組成物を生成するためのいくつかの合成技術が公開文献において記録された。最初の合成技術は、上記に説明された従来方法を用いてメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料を合成する第１工程と、次いで、前記材料を、ゼオライト材料を合成するために通常用いられるテンプレートに含浸させる第２工程とからなる。適切な水熱処理により、出発時のメソ構造化されたアルミノケイ酸塩の非晶質壁がゼオライト化する（特許文献４）。第２の合成技術は、ゼオライト種結晶のコロイド溶液に、最終材料のメソ構造化を行うために通常用いられるテンプレートを加える工程からなる。組織化されたメソ多孔度を有する無機マトリクスを生成すること、およびそのマトリクス中でゼオライト種結晶を成長させて結晶壁を有するメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料を得ることは同時に起こることである（非特許文献８〜９）。これら２つの技術の変形は、最初に２つのテンプレートの存在下にアルミニウムおよびケイ素前駆体の混合物を製造する工程からなっており、テンプレートのうちの１つはゼオライト系を発生させ得、テンプレートのうちの他方は、メソ構造化を生じさせ得る。次いで、この溶液は可変の水熱処理条件を用いる２回の結晶化工程を経る。最初の工程により、組織化された多孔度を有するメソ細孔性構造が形成され、第２の工程により、非晶質壁がゼオライト化する（非特許文献１０）。これら合成方法は全て、ゼオライト種結晶の成長または壁のゼオライト化が完全には制御されない場合にはメソ細孔構造が損傷され、かつ、これにより、メソ細孔構造の利点を失うという不利益を蒙り、これにより、このような技術が実行し難いものとなっていた。メソ構造化された／ゼオライト組成物を直接生成することによってそのような現象を避けることが可能である。これは、ゼオライト種結晶の溶液およびメソ構造化されたアルミノケイ酸塩種結晶の溶液の混合物を熱処理すること（非特許文献１１）によって、または、予め合成されたメソ構造化されたアルミノケイ酸塩の表面上にゼオライトの層を成長させること（非特許文献１２）によって達成される。実験上の観点から、上記の浸漬被覆またはエアゾール技術とは対照的に、規定されたような階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料は、溶液中の無機前駆体およびテンプレート（単数または複数）の連続的濃縮によって得られず、従来においては、水溶液または極性溶媒中でテンプレートの臨界ミセル濃度の値を調節することによって直接析出させることによって得られる。さらに、析出によって得られるこのような材料の合成は、上澄み中に見出されかもしれないので、オートクレーブ内で成熟させる工程を必要とする。通常得られる基本粒子は、形状が規則的になっておらず、一般的には２００〜５００ｎｍであり、それよりも大きい場合もあるサイズによって概して特徴付けられる。
【特許文献１】米国特許第６，３８７，４５３号明細書
【特許文献２】国際公開第９９／３７７０５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第９６／３９３５７号パンフレット
【特許文献４】米国特許第６，６６９，９２４号明細書
【非特許文献１】シー・サンチェス（C Sanchez），ビー・レビュー（B Lebeau），ジェイ・パタリン（J Patarin）著，「ジー・ジェイ・デ・エー・エー・ソラー・イリア（G J de A A Soler-Illia）」，ケミカル・レビュー（Chem Rev），２００２年，第１０２巻，ｐ４０９３
【非特許文献２】シー・ジェイ・ブリンカ（C J Brinker）、ワイ・リュ（Y Lu）、エイ・セリンジャ（A Sellinger）、エイチ・ファン（H Fan）著、「アドゥヴ・マター（Adv Mater）」，１９９９年，第１１巻，第７号
【非特許文献３】ジェイ・エス・ベック（J S Beck），ジェイ・シー・ヴァーチュリ（J C Vartuli），ダブリュー・ジェイ・ローズ（W J Roth），エム・イー・レノビッツ（M E Leonowicz），シー・ティー・クレスゲ（C T Kresge），ケー・ディー・シュミッツ（K D Schmitt），シー・ティー−ダブリュー・チュ（C T-W Chu），ディー・エイチ・オルソン（D H Olson），イー・ダブリュー・シェパード（E W Sheppard），エス・ビー・マッククレン（S B McCullen），ジェイ・ビー・ヒギンズ（J B Higgins），ジェイ・エル・シュレンカー（J L Schlenker）著，「ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（J Am Chem Soc）」，１９９２年，第１１４巻，第２７号，ｐ１０８３４
【非特許文献４】エス・カウィ（S Kawi），エス・シー・チェン（S C Chen）著，「スタド・サーフ・ソサイ・キャタル（Stud Surf Sci Catal），２０００年，第１２９巻，ｐ２２７
【非特許文献５】アール・モカヤ（R Mokaya），ダブリュー・ジョーンズ（W Jones）著，「ケミカル・コミュニケーション（Chem Commun）」，１９９７年，ｐ２１８５
【非特許文献６】ディー・ザホ（D Zaho），ジェイ・フェン（J Feng），キュー・ヒュオ（Q Huo），エヌ・メロシュ（N Melosh），ジー・エイチ・フレドリクソン（G H Fredrickson），ビー・エフ・シュメルケ（B F Chmelke），ジー・ディー・スタッキー（G D Stucky）著，「サイエンス（Science）」，１９９８年，第２７９巻，ｐ５４８
【非特許文献７】ワイ−エイチ ユ（Y-H Yue），エイ・ゲデオン（A Gedeon），ジェイ−エル ボナルデット（J-L Bonardet），ジェイ・ビー・エスピノース（J B d’Espinose），エヌ・メロシュ（N Melosh），ジェイ・フライサード（J Fraissard）著，「スタド・サーフ・ソサイ・キャタル（Stud Surf Sci Catal）」，２０００年，第１２９巻，ｐ２０９
【非特許文献８】ゼット・チャン（Z Zhang），ワイ・ハン（Y Han），エフ・シャウ（F Xiao），エス・チウ（S Qiu），エル・ジュー（L Zhu），アール・ワン（R Wang），ワイ・ユ（Y Yu），ゼット・チャン（Z Zhang），ビー・ゾウ（B Zou），ワイ・ワン（Y Wang），エイチ・サン（H Sun），ディー・ジャウ（D Zhao），ワイ・ウェイ（Y Wei）著，「ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（J Am Chem.Soc）」，２００１年，第１２３巻、ｐ５０１４
【非特許文献９】ワイ・リュ（Y Liu），ダブリュー・チャン（W Zhang），ティー・ジェイ・ピナバイア（T J Pinnavaia），「ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（J Am Chem Soc），２０００年，第１２２巻、ｐ８７９１
【非特許文献１０】エイ・カールソン（A Karlsson），エム・ステッカー（M Stocker），アール・シュミット（R Schmidt），「ミクロポール・メソポール・マター（Micropor Mesopor Mater）」，１９９９年，第２７巻，ｐ１８１
【非特許文献１１】ピー・プロケソヴァ（Ｐ Ｐｒｏｋｅｓｏｖａ），エス・ミントヴァ（Ｓ Ｍｉｎｔｏｖａ），ジェイ・セツカ（Ｊ Ｃｅｊｋａ），「ミクロポール・メソポール・マター（Ｍｉｃｒｏｐｏｒ Ｍｅｓｏｐｏｒ Ｍａｔｅｒ）」，２００３年，第６４巻，第６４号，ｐ１６５
【非特許文献１２】ディー・ティー・オン（Ｄ Ｔ Ｏｎ），エス・カリアジ（Ｓ Ｋａｌｉａｇｕｉｎｅ），「アンゲバント・ケミー・インター・エド（Ａｎｇｅｗ Ｃｈｅｍ Ｉｎｔ Ｅｄ）」，２００２年，第４１巻，ｐ１０３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、組織化されたメソ細孔構造およびミクロ結晶骨格の両方の利点を有するアルミノケイ酸塩材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、階層的（hierarchical）な多孔度を有し、かつ、少なくとも２つの球状基本（elementary）粒子によって構成された材料であって、該球状粒子のそれぞれは、０．２〜２ｎｍの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶とケイ素酸化物をベースとするマトリクスとを含み、該マトリクスはメソ構造化され、細孔サイズは１．５〜３０ｎｍであり、かつ、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状粒子は、１０μｍの最大直径を有する材料に関する。ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスは、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選ばれる、より好ましくはアルミニウムである少なくとも１種の元素Ｘをさらに含んでもよい。本発明はまた、本発明の材料の製造に関する。本発明の材料を製造するための第１の方法は、ａ）テンプレートの存在下に、３００ｎｍの最大ナノメータ寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および工程ａ）により得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｄ）該液滴を乾燥する工程と、ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的多孔度を有する材料を得る工程とを包含する。本発明による材料を製造する第２の方法は、ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメータ寸法を有するナノ結晶の形態で該溶液中に分散するゼオライト結晶を混合する工程と、ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程とを包含する。本発明の材料のマトリクスの秩序化された構造は、エアゾール技術により誘発された蒸発によるミセル化または自己組織化現象に対して連続的である。
【０００７】
本発明の材料は、メソ構造化された無機マトリクスを含み、該無機マトリクスは、ケイ素酸化物をベースとし、非晶質壁を有し、この非晶質壁中にゼオライトナノ結晶が捕捉され、ゼオライトクラスからの材料およびケイ素酸化物をベースとする材料、より正確には、メソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の構造、表面組織および酸−塩基特性を同時に示す。メソ構造化されたケイ素／ゼオライトをベースとする複合材料のナノメータスケールでの製造により、結果として、同一の球状粒子内にミクロ細孔性およびメソ細孔性の区域の偶発的な組合せを生じる。さらに、本発明の材料は球状基本粒子によって構成されるので、前記粒子の直径は、有利には５０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０〜３００ｎｍであり、前記粒子の制限された寸法およびそれらの均一の形状によって、非均一形状、すなわち、不規則で、かつ５００ｎｍをはるかに超える寸法を有する形状の基本粒子の形態の既知従来技術の材料と比較して、潜在的な工業用途において、本発明の材料を使用する間に試薬のより良好な分散および反応生成物が得られる。さらに、本発明の材料を製造する方法は、好ましくは酸媒体中で、少なくとも１種のイオン性または非イオン性の界面活性剤を、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘ、より好ましくはアルミニウムの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶が存在するコロイド溶液あるいは溶液（好ましくは酸性）中に３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散するナノ結晶のいずれかと相互作用させることからなる。材料の秩序化された構造はエアゾール技術により誘発された蒸発によるミセル化または自己組織化現象に対して連続的であるので、メソ構造化された形態の性質またはゼオライト相の性質に損傷を与えることなく、階層的な多孔度を有する材料を容易に生成ことができ、最初の合成方法に関わらず広範囲のゼオライトナノ結晶を用いて操作することができる。実際に、３００ｎｍよりはるかに大きい寸法を有するゼオライト結晶が、溶液中、特に酸性溶液中、より好ましくは、水−有機系酸性溶液中で、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散することができるとの条件で用いられ得る。さらに、メソ構造化されたアルミノケイ酸塩のための既知の合成と比較して、本発明の材料の生成は、連続的に行われ、製造時間が短縮される（オートクレーブを行うことによる１２〜２４時間に対して数時間）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、階層的な多孔度を有する材料であって、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成され、該球状粒子のそれぞれは、０．２〜２ｎｍの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶とケイ素酸化物をベースとするマトリクスを含み、該マトリクスは、メソ構造化され、１．５〜３０ｎｍの細孔サイズを有し、１〜２０ｎｍの厚さを有する非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する材料を提供する。
【０００９】
本発明において用いられるような用語「階層的な多孔度材料」は、前記球状粒子のそれぞれのスケールに関して二重の多孔度：メソ多孔度およびゼオライトタイプのミクロ多孔度を有する材料を意味する。メソ多孔度は、メソ細孔スケールで組織化された多孔度であり、２．５〜３０ｎｍ、好ましくは１．５〜１０ｎｍの均一な寸法を有し、前記粒子のそれぞれ内に均一かつ規則的な方法で分配される（メソ構造化）。ゼオライトタイプのミクロ多孔度（ゼオライト構造型、ゼオライト性骨格の化学的組成物）の特徴は、ゼオライトナノ結晶の選択の機能にある。本発明の材料はまた、特に表面組織のマクロ多孔度を有する。ミクロ細孔性の多孔度も、本発明の材料の製造の間に用いられた界面活性剤の取り込みに由来し、本発明の前記材料の無機成分のメソ構造化の間に有機−無機界面のところの無機壁が発達されることが留意されるべきである。本発明によると、ゼオライトナノ結晶は、０．２〜２ｎｍ、好ましくは０．２〜１ｎｍ、より好ましくは０．２〜０．６ｎｍの細孔サイズを有する。前記ナノ結晶は、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれ中にミクロ多孔度を生ずる。
【００１０】
本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれの中に含まれるケイ素酸化物をベースとするマトリクスはメソ構造化される。：本マトリクスは、１．５〜３０ｎｍ、好ましくは１．５〜１０ｎｍの均一なサイズを有し、均等かつ規則的に前記粒子のそれぞれに分散されるメソ細孔を有する。前記球状粒子のそれぞれのメソ細孔間にある材料は、非晶質であり、壁を形成し、この壁の厚さは１〜２０ｎｍである。壁の厚さは、１つの細孔を他の細孔から分離する距離に対応する。記載されたメソ多孔度の組織化により、ケイ素酸化物をベースとするマトリクスが構造化し、このマトリクスは、六方晶系、虫食い（vermicular）または立法晶系であってよく、好ましくは虫食い状である。
【００１１】
本発明の材料の特定の実施形態によると、ケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化されたマトリクスは全体的にケイ酸含有性である。本発明の材料のさらなる特定の実施形態によると、メソ構造化されたケイ素酸化物をベースとするマトリクスは、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から、好ましくはアルミウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムから構成された群から選択された、より好ましくはアルミニウムの少なくとも１種の元素Ｘをさらに含む。好ましくは、元素Ｘはアルミニウムであり、この場合、本発明の材料のマトリクスはアルミノケイ酸塩である。前記アルミノケイ酸塩のＳｉ／Ａｌモル比は少なくとも１であり、好ましくは１〜１０００であり、より好ましくは１〜１００である。
【００１２】
本発明によると、ゼオライトナノ結晶は、有利には、本発明の材料の０．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％を示す。任意のゼオライトが可能であり、特に、ただし、限定はされないが、Ch Baerlocher,W M Meier,D H Olson,「Atlas of zeolite framework types」，第５改訂版，２００１年に列挙されたものが、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれに存在するゼオライトナノ結晶に用いられてよい。ゼオライトナノ結晶は、好ましくは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石（ferrierite）およびＥＵ−１のゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む。より好ましくは、ゼオライトナノ結晶は、構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む。異なるゼオライト、特に異なる構造型を有するゼオライトのナノ結晶が本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれに存在してもよい。特に、本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれは、有利には、少なくとも第１のゼオライトナノ結晶および少なくとも第２のゼオライト結晶を含んでもよい。第１のゼオライトナノ結晶のゼオライトは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石およびＥＵ−１のゼオライトから、好ましくは、構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択され、第２のゼオライトナノ結晶のゼオライトは、第１のゼオライトナノ結晶のゼオライトとは異なり、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、
ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石およびＥＵ−１のゼオライトから、好ましくは構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択される。有利には、ゼオライトナノ結晶は、全体的にシリカであるか、またはケイ素に加えてアルミニウム、鉄、ホウ素、インジウムおよびガリウムから選択される、好ましくはアルミニウムである少なくとも１種の元素Ｔを含むかのいずれかの少なくとも１種のゼオライトを含む。
【００１３】
本発明によると、本発明の材料を構成する前記球状基本粒子の直径は、有利には５０〜１０μｍ、好ましくは５０〜３００ｎｍである。より詳細には、それらは、凝集物の形態で本発明の材料中に存在する。
【００１４】
本発明の材料の比表面積は、有利には１００〜１１００ｍ２／ｇ、より有利には４００〜８００ｍ２／ｇである。
【００１５】
本発明はまた、本発明の材料の製造に関する。本発明は、本発明の材料を製造するための２つの方法を提案する。本発明の材料を製造するための方法の第１の実施（以降、「本発明の第１の製造方法」と称する）は、ａ）テンプレートの存在中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意のアルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、および工程ａ）によって得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、ｄ）該液滴を乾燥する工程と、ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的な多孔度を有する材料を得る工程とを包含する。
【００１６】
本発明の第１の製造方法の工程ａ）によると、ゼオライトナノ結晶は、当業者に知られた操作プロトコールを用いて合成される。特に、ベータゼオライトナノ結晶の合成は、T Beinらの「Micropor Mesopor Mater」，２００３年，第６４巻、ｐ１６５によって記載されている。Ｙゼオライトナノ結晶の合成は、T J Pinnavasiaらの「J Am Chem Soc」，２０００年，第１２２巻，ｐ８７９１によって記載されている。ホージャサイトゼオライトナノ結晶の合成は、Kloetstraらの「Microporous Mater」，１９９６年、第６巻、ｐ２８７によって記載されている。ＺＳＭ−５ゼオライトナノ結晶の合成は、R Mokayaらの「J Mater Chem」，２００４年，第１４巻，ｐ８６３によって記載されている。シリカライトナノ結晶の合成（すなわち構造型ＭＦＩの合成）は、R de Ruiterらの「Synthesis of Microporous Materiala,Vol 1,M L Occelli,H E Robson(eds),Van Nostrand Reinhold,New York,1992,167によって記載され、本出願の実施例１において与えられる。
【００１７】
一般に、ゼオライトナノ結晶は、少なくとも１つのケイ素源、随意のアルミニウム、鉄、ホウ素、インジウムおよびガリウムから選択される少なくとも１種の元素Ｔの少なくとも１つの供給源、好ましくは、アルミニウムの少なくとも１つの供給源および少なくとも１種のテンプレートを含む反応混合物を製造することによって合成される。反応混合物は、水性または水−有機系、例えば水−アルコール混合物である。反応混合物は、有利には、自発圧下、場合によってはガス、例えば窒素を加えることにより、５０〜２００℃、好ましくは６０〜１７０℃、より好ましくは、１２０℃を超えない温度で、ゼオライトナノ結晶が形成されるまで、水熱処理条件下に置かれる。前記水熱処理の終了時に、ナノ結晶が分散された状態にあるコロイド溶液が得られる。テンプレートは、合成されるべきゼオライトに応じてイオンまたは非荷電であってよい。リスト：窒素含有有機カチオン、アルカリ金属（Ｃｓ、Ｋ、Ｎａ等）からの元素、クラウンエーテル、ジアミンおよび当業者に公知の任意の他のテンプレートのリストのテンプレートを用いることが通常であるが、前記リストの例は無尽蔵である。
【００１８】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）では、元素Ｘは、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって形成された群から選択されるが、より好ましくは、Ｘはアルミニウムである。
【００１９】
本発明の材料を製造するための方法の第２の実施（以降、「本発明の第２の製造方法」と称する）では、溶液中、例えば酸性の水−有機系溶液中に３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散する特徴を有するゼオライト結晶が最初に用いられる。本発明の第２の製造方法は、ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意のアルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、および前記溶液中に分散して３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶を形成するゼオライト結晶を混合する工程と、ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程とを包含する。
【００２０】
本発明の第２の製造方法の工程ａ’）では、ゼオライト結晶が用いられる。当業者に知られ、溶液中、例えば酸性の水−有機系溶液中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散する特性を有する任意の結晶ゼオライトが工程ａ’）を行うのに適している。前記ゼオライト結晶は、当業者に知られた方法を用いて合成される。工程ａ’）において用いられるゼオライト結晶は、すでにナノ結晶の形態にあってもよい。３００ｎｍを超える、例えば３００ｎｍ〜２００μｍの寸法を有するゼオライト結晶もまた、溶液中、例えば水−有機系溶液中、好ましくは酸性の水−有機系溶液中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散すれば有利に用いられ得る。３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散するゼオライト結晶はまた、ナノ結晶表面を官能基化することによって得られ得る。元素Ｘは、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選択され、より好ましくは、Ｘはアルミニウムである。用いられるゼオライト結晶は、それらの合成された際の形態、すなわち、依然としてテンプレートを含有する形態、または、それらの焼成された際の形態、すなわち、テンプレートを含まない形態のいずれかである。用いられるゼオライト結晶がそれらの合成された際の形態にある場合、前記テンプレートは、本発明の第２の製造方法の工程ｄ’）の間に除去される。
【００２１】
本発明の材料を製造するための２つの方法によると、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）において用いられるシリカ前駆体および随意の少なくとも１種の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体は、当業者に公知の無機酸化物の前駆体である。シリカ前駆体は、ケイ素の任意の供給源から、有利には、式ＳｉＯ２，ＮａＯＨを有するケイ酸ナトリウム前駆体から、式ＳｉＣｌ４を有する塩素含有前駆体から、式Ｓｉ（ＯＲ）４（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチル）を有する有機金属前駆体から、または式Ｓｉ（ＯＲ）４−ｘＣｌｘ（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチルであり、ｘは０〜４である）を有するクロロアルコキシド前駆体から得られる。シリカ前駆体はまた、有利には、式Ｓｉ（ＯＲ）４−ｘＲ’ｘ（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチルであり、Ｒ’はアルキル鎖または官能基（例えばチオール、アミノ、βジケトンまたは硫酸基）化されたアルキル鎖であり、ｘは０〜４である）を有する有機金属前駆体であってよい。元素Ｘのための前駆体は、溶液中、例えば水−有機系溶液中、好ましくは酸性の水−有機溶液中に活性な形態で前記元素を遊離させ得る元素Ｘを含む任意の化合物であってよい。Ｘがアルミニウムである好ましい場合には、アルミナ前駆体は、有利には、式ＡｌＺ３（ＺはハロゲンまたはＮＯ３基）を有する無機アルミニウム塩である。好ましくはＺは塩素である。アルミナ前駆体はまた、式Ａｌ（ＯＲ’’）３（式中、Ｒ’’＝エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチルまたはｔ−ブチル）を有する有機金属前駆体またはキレートされた前駆体、例えばアルミニウム・アセチルアセトネート（Ａｌ（ＣＨ７Ｏ２）３）でもよい。アルミナ前駆体はまた、アルミニウムの酸化物または水酸化物であってもよい。
【００２２】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の混合物を製造するために用いられる界面活性剤は、イオン性または非イオン性の界面活性剤またはこの２つの混合物である。好ましくは、イオン性界面活性剤は、ホスホニウムまたはアンモニウムイオンから、より好ましくは臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）等の第４級アンモニウム塩から選択される。好ましくは、非イオン性界面活性剤は、脂肪族高分子特性もたらす極性が異なる少なくとも２つの部分を有する任意の共重合体であってよい。前記共重合体は、フッ素化共重合体（−［ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２Ｏ−ＣＯ−Ｒ１、式中、Ｒ１＝Ｃ４Ｆ９、Ｃ８Ｆ１７等）、生物学的共重合体、例えば、ポリアミノ酸（ポリリジン、アルギナート等）等、デンドリマー、ポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されたブロック共重合体および当業者に知られた両親媒性を有する任意の他の共重合体の共重合体クラスのリストに含まれてもよい（S Forster、M Antionnetti,「Adv Mater,1998,10,195-217,S Forster,T Plantenberg,「Angew Chem Int Ed,2002,41,688-714,H Colfen,「Macromol Rapid Commun,2001,22,219-252）が、これらリストは無尽蔵である。
【００２３】
好ましくは、本発明の関連において、ポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されたブロック共重合体が用いられる。前記ブロック共重合体は、好ましくは、２、３または４ブロックを有し、各ブロックが１つのポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されるブロック共重合体である。２ブロックの共重合体について、ブロックの一方は、親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成され、他方のブロックは、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。３ブロックの共重合体について、ブロックの２つは親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される一方で、他のブロックは、親水性部分を有する２つのブロックの間に配され、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。好ましくは、３ブロックの共重合体の場合には、親水性のポリ（アルキレンオキシド）の鎖は、ポリ（エチレンオキシド）鎖（ＰＥＯ）ｘおよび（ＰＥＯ）ｚであり、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖は、ポリ（プロピレンオキシド）鎖（ＰＥＯ）ｙ、ポリ（ブチレンオキシド）鎖または各鎖がいくつかのアルキレンオキシドモノマーの混合である混合鎖である。より好ましくは、３ブロック共重合体の場合には、式（ＰＥＯ）ｘ（ＰＰＯ）ｙ（ＰＥＯ）ｚ（式中、ｘは５〜１０６であり、ｙは３３〜７０であり、ｚは５〜１０６である）を有する化合物が用いられる。好ましくは、ｘおよびｚの値は同一である。一層有利には、ｘ＝２０、ｙ＝７０およびｚ＝２０である化合物（Ｐ１２３）が用いられ、ｘ＝１０６、ｙ＝７０およびｚ＝１０６である化合物（Ｆ１２７）が用いられる。プルロニック（ＢＡＳＦ）、テトロニック（ＢＡＳＦ）、トリトン（Ｓｉｇｍａ）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）、Ｂｒｉｊ（Ａｌｄｒｉｃｈ）として知られる市販の非イオン界面活性剤が本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の方法の工程ａ’）において非イオン界面活性剤として用いられ得る。４ブロックの共重合体について、ブロックの２つは親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成され、２つの他のブロックは疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。
【００２４】
少なくとも１種のシリカ前駆体、随意の少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、少なくとも１種の界面活性剤、および、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）の場合には、前記合成されたゼオライトナノ結晶が分散されるコロイド溶液または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）場合には３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で溶液中に分散されるゼオライト結晶が混合される溶液は、酸性、中性、または塩基性であってよい。好ましくは、前記溶液は酸性であり、ｐＨは最大２であり、より好ましくは０〜２である。２の最大ｐＨを有する酸性溶液を得るために用いられる酸の例は無限であるが、例えば、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。前記溶液は、水性であってもよく、あるいは、水−有機系溶媒の混合物であってもよく、有機溶媒は好ましくは極性溶媒、特にアルコール、好ましくはエタノールである。前記溶液はまた、実質的に有機性であり、好ましくは実質的にアルコール性であり、水の量は、無機前駆体の加水分解が確実になされるようにする（化学当論量）。より好ましくは、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意の少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、少なくとも１種の界面活性剤、および本発明の製造方法の工程ｂ）の場合には前記合成されたゼオライトナノ結晶が分散されるコロイド溶液または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の場合には３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で溶液中に分散されるゼオライト結晶が混合される前記溶液は、水−有機系の酸混合物、より好ましくは酸性の水−アルコール混合物である。
【００２５】
本発明の材料のマトリクスがアルミニウムを含む好ましい場合では、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）でのシリカおよびアルミナ前駆体の濃度は、モル比Ｓｉ／Ａｌによって規定され、これは、少なくとも１であり、好ましくは１〜１０００であり、より好ましくは１〜１００である。本発明の第１の製造方法の工程ｂ）間に導入されたコロイド溶液中に分散されたゼオライトナノ結晶の量、または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の間に導入されたゼオライト結晶の量は、ゼオライトナノ結晶が有利には本発明の材料の０．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％を示すようにされる。
【００２６】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の混合物に導入される界面活性剤の最初の濃度は、ｃ０によって規定される。ｃ０は、当業者に公知の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）に対して規定される。ｃｍｃは、これを超えると溶液中の界面活性剤の分子の自己配列が起こる限界濃度である。濃度ｃ０は、ｃｍｃ未満でも、ｃｍｃに等しくても、ｃｍｃを超えてもよいが、好ましくは、ｃｍｃ未満である。本発明の方法の一方または他方の好ましい実施では、濃度ｃ０はｃｍｃ未満であり、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ）’における前記溶液は、酸性の水−アルコールの酸性混合物である。
【００２７】
本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）における混合物を霧化するための工程によって、好ましくは２〜２００μｍの直径を有する球状液滴が生成される。前記液滴のサイズ分布は、対数正規分布型である。用いられるエアゾール発生器は、ＴＳＩによって供給された市販モデル３０７８装置である。溶液は、チャンバ内で霧化され、このチャンバ内には、ベクトルガス（Ｏ２／Ｎ２混合物、乾燥空気）が、１．５バールの圧力Ｐで送られる。本発明の第１の製造方法の工程ｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｃ’）において、前記液滴は乾燥される。乾燥は、ベクトルガス（Ｏ２／Ｎ２混合物）を介してガラス管内に前記液滴を移すことによって行われ、これにより、結果として、溶液、例えば、水−有機系の酸溶液が連続的に蒸発し、球状基本粒子が生成する。乾燥は、前記粒子をオーブンに通過させることによって完了され、その温度は通常は５０〜６００℃、好ましくは８０〜４００℃に調節され得、オーブン内の前記粒子の滞留時間は３〜４秒程度である。次いで、粒子はフィルタで採取され、本発明の材料を構成する。ポンプが回路の終了位置に配置され、このポンプが粒子種（species）を実験のエアゾールデバイスに経路を定める。
【００２８】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）における溶液が水−有機系溶液混合物（好ましくは酸性）である場合には、本発明の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の間にマトリクスのメソ構造化の開始時の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満であり、前記水−有機系溶液（好ましくは酸性）の蒸発が、エアゾール技術を用いる本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）の間にミセル化または自己配列の現象を誘発して、本発明の第１の製造方法の工程ｃ）およびｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）およびｃ’）の間に形態およびサイズの未変化を維持するゼオライトナノ結晶の周囲にある本発明の材料のマトリクスのメソ構造化につながることが必須である。ｃ０＜ｃｍｃである場合、各液滴中のシリカ前駆体、随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、および界面活性剤が、界面活性剤の濃度ｃの水−有機系溶液（好ましくは酸性）の蒸発に起因してｃｍｃの濃度になるまで連続的に濃縮された後、上記に記載された方法の１つを用いて製造された本発明のマトリクスがメソ構造化する。
【００２９】
一般に、シリカ前駆体および可能性のある元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、および界面活性剤を合わせた濃度が高くなることによって、自己配列された界面活性剤周囲でシリカ前駆体および随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体の析出が惹起され、その結果、本発明の材料のマトリクスが構造化する。無機／無機相、有機／有機相および有機／無機相の相互作用により、界面活性剤の周囲にシリカ前駆体および随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体の加水分解／凝集と協同的な自己配列機構が生じる。前記自己組織化現象の間に、ゼオライトナノ結晶がケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化され、かつ、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれの中に含まれたマトリクス中に捕捉される。最初の溶液中に存在する試薬が共に相互作用することを強制し、溶媒、すなわち、溶液、好ましくは水溶液（好ましくは酸性であり、場合により極性溶媒により補充される）以外の材料を損失する恐れがなく、最初に存在するケイ素、随意の元素Ｘ、およびゼオライトナノ結晶の全体が、本発明の方法のそれぞれを通して完全に維持されるので、エアゾール技術は本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）を行うのに特に有利である。これは、当業者に知られた従来の合成方法において行われるろ過工程および洗浄の間に除去される可能性があるのとは異なっている。本発明の第１の製造方法の工程ｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｃ’）の液滴の乾燥は、有利には、５０〜１５０℃の温度でオーブンに通すことによって行われる。階層的な多孔度を有する本発明の材料を得るための本発明の第１の製造方法の工程ｅ）でのテンプレートおよび界面活性剤の除去または本発明の第２の製造方法の工程ｄ’）での少なくとも界面活性剤の除去は、有利には、化学抽出または熱処理すること、好ましくは空気中で３００〜１０００℃、より精密には５００〜６００℃の温度で１〜２４時間、好ましくは２〜６時間の期間焼成することによって行われる。
【００３０】
本発明の階層的な多孔度を有する材料は、粉体、ビーズ、ペレット、顆粒または押出物の形態で得られてもよく、その形成操作は、当業者に知られた従来の技術を用いて行われる。好ましくは、本発明の階層的な多孔度を有する材料は１０μｍの最大直径を有する球状基本粒子によって構成された粉体の形態で得られ、この粒子は、潜在的な工業用途において本発明の材料を使用する場合に試薬の任意の分散を促進する。
【００３１】
階層的な多孔度を有する本発明の材料は、いくつかの分析技術、特に、小角Ｘ線回折（小角ＸＲＤ）、広角Ｘ線回折（large angle X ray diffraction：ＸＲＤ）、窒素吸着等温線、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）および蛍光Ｘ線回折分析を用いて特徴付けられる。
【００３２】
広角Ｘ線回折（５〜７０°の２θ）は、分子スケールの単位格子（unit cell）の繰り返しによって規定される結晶固体を特徴付けるために用いられ得る。以下の論議では、Ｘ線分析は、粉体について、銅放射線（波長１．５４０６Å）によるバックモノクロメータを備えた反射で操作する回折計を用いて行われる。角２θの所与の値に対応する回折図上に通常観察されるピークは、ブラッグの関係式：２ｄｈｋｌ・ｓｉｎ（θ）＝ｎ・λによって材料の構造上の対称性の特徴である面間隔ｄｈｋｌ（ｈｋｌは逆格子（reciprocal lattice）のミラー指数である）に結び付けられる。この指数化により、骨格の格子パラメータ（ａ，ｂ，ｃ）を直接決定することができる。このため、広角ＸＲＤ分析は、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれの中に存在するゼオライトナノ結晶の構造の特徴化に適している。特に、広角ＸＲＤ分析は、ゼオライトナノ結晶の細孔寸法への接近方法を提供する。同一の原理を用いて、小角Ｘ線回折技術（０．５〜３°の角２θの値）が本発明の材料のケイ素酸化物をベースとするメソ構造化されたマトリクスの組織化されたメソ多孔度によって発生されるナノ結晶スケールの周期性を特徴付け得る。格子パラメータ（ａ，ｂ，ｃ）の値は、得られる六方晶系、立法晶系または虫食い構造の写像（function）である。例として、ＺＳＭ−５（ＭＦＩ）型ゼオライトのゼオライトナノ結晶によって構成された本発明の方法の１つを用いて得られた階層的な多孔度を有する材料の広角または小角Ｘ線回折図が示され、そこでは、メソ構造化されたマトリクスが、純粋なシリカであり、かつ、特定のブロック共重合体であるポリ（エチレンオキシド）１０６−ポリ（プロピレンオキシド）７０−ポリ（エチレンオキシド）１０６（ＰＥＯ１０６−ＰＰＯ７０−ＰＥＯ１０６すなわちＦ１２７）を用いて得られ、広角または正覚Ｘ線回折図は、広角ではＺＳＭ−５ゼオライトのＰｎｍａ（ｎ°６２）対称グループに結びつく回折図を、小角ではメソ構造化されたマトリクスの虫食い構造に結びつくことが完全に解明され細孔間の相関距離ｄに対応する相関ピークをそれぞれ有する。ＸＲＤ回折図上で得られる角によって、ブラッグの規則：２ｄ・ｓｉｎ（θ）＝ｎ・λを用いて相関距離ｄを導き出すことができる。
【００３３】
ゼオライトナノ結晶の特徴付けのために得られた格子パラメータの値ａ、ｂ、ｃは、当業者に公知のＺＳＭ−５型ゼオライト（ＭＦＩ）について得られた値（「Collection of simukated XRD powder pattern for zeolites」,4th edition,2001,M M J Treacy,J B Higgins）に適合する。
【００３４】
一定の温度で圧力を連続的に高くする際の材料の細孔中の窒素分子の物理的な吸着に対応する窒素吸着等温線分析は、本発明の材料に特有の表面組織上の特徴（細孔直径、多孔度型、比表面積）に関する情報を提供する。特に、窒素吸着等温線分析は、材料の比表面積およびメソ細孔分布への接近方法を提供する。用語「比表面積」は、定期刊行の「The Journal of the American Society」,60,309,(1938)に記載されたＢＲＵＮＡＵＥＲ−ＥＭＭＥＴＴ−ＴＥＬＬＥＲ法を用いて確立される米国標準ＡＳＴＭ Ｄ−３６６３−７８による窒素吸着によって決定されるＢＥＴ比表面積ＳＢＥＴ（ｍ２／ｇ）を意味する。１．５〜５０ｎｍを中心とするメソ細孔の占有率（population）を表す細孔分布がバレット−ジョイナー−ハレンダ（Barrett-Joyner-Halenda：ＢＪＨ）モデルを用いて決定される。ＢＪＨモデルを用いる窒素吸着−脱着等温線は、E P Barrett、L G JoynerおよびP P Halendaによって著された定期刊行の「The Journal of the American Society」,73,373(1951)に記載されている。以下の記載では、所与のメソ構造化されたマトリクス中のメソ細孔直径φは、該当する直径未満の全細孔が窒素等温線の脱着線（desorption arm）上で測定された細孔容積（Ｖｐ）の５０％を構成する直径として規定される窒素脱着の平均直径に対応する。さらに、窒素吸着等温線およびヒステリシスループ（hysteresis loop）の形状は、ゼオライトナノ結晶およびメソ多孔度の性質に関連するミクロ多孔度の存在に関する情報を提供する。例として、ＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶によって構成された本発明の方法の一方または他方を用いて得られた階層的な多孔度を有する材料の窒素吸着等温線が挙げられ、そこでは、メソ構造化されたマトリクスは、純粋にシリカであり、特定のブロック共重合体であるポリ（エチレンオキシド）１０６−ポリ（プロピレンオキシド）７０−ポリ（エチレンオキシド）１０６（ＰＥＯ１０６−ＰＰＯ７０−ＰＥＯ１０６すなわちＦ１２７）を用いて得られ、上記窒素吸着等温線は、Ｐ／Ｐ０（ここで、Ｐ０は、温度Ｔにおける飽和蒸気圧）の低い値に対して、ミクロ細孔材料の特徴であるタイプＩの等温線を有し、Ｐ／Ｐｏのより高い値に対して、タイプＩＶの等温線およびタイプＨ１のヒステリシスループを有し、関連する細孔分布曲線は、１．５〜５０ｎｍを中心とする均一サイズを有するメソ細孔の占有率を表す。メソ構造化されたマトリクスに関して、細孔直径φの値と上記に記載された小角ＸＲＤによって規定される細孔間の相関距離ｄとの間の差は、寸法ｅ（ここで、ｅ＝ｄ−φであり、本発明のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さの特徴である）への接近方法を提供する。
【００３５】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析も、本発明のメソ構造化されたマトリクスを特徴付けるために広く用いられている技術である。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析により、研究されている固体の画像の形成が可能になり、観察されるコントラストが観察される粒子のゼオライト／メソ構造組成物の構造的な組織化、表面組織または形態の特徴であり、分解能は最大で０．２ｎｍに達する。以下の記載では、ＴＥＭ画像は、本発明の材料の球状基本粒子の部分を視覚化するためにサンプルの顕微鏡用に薄片化された部分から生成される。例として、ＺＳＭ−５型ゼオライトナノ結晶（ＭＦＩ）によって構成された本発明の方法の一方または他方を用いて得られた階層的な多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料のために得られたＴＥＭ画像が挙げられ、このＴＥＭ画像では、メソ構造化されたマトリクスが純粋にシリカであり、特定のブロック共重合体Ｆ１２７を用いて得られ、上記ＴＥＭ画像は、同一の球状粒子（材料は暗色区域によって規定される）内に虫食いメソ構造を有し、同一の球状粒子内に、メソ構造化されたマトリクス中に捕捉されたゼオライトナノ結晶を示す実質的に球状の不透明の物体が見られ得る。画像の分析はまた、上記に規定されたメソ構造化されたマトリクスの特徴であるパラメータｄ、φおよびｅへの接近方法を提供する。上記の不透明な物体の代わりにナノ結晶の格子面を同一記録上に視覚化し、これにより、ゼオライトの構造を導き出すことも可能である。
【００３６】
基本粒子の形態および寸法分布は、ＳＥＭ（scanning electron microscopy:走査型電子顕微鏡）によって得られた画像の分析から確立された。
【００３７】
本発明のメソ構造化された材料の構造は、テンプレートとして選択された界面活性剤の性質に応じて虫食い、立方晶系または六方晶系型の構造であってよい。
【００３８】
以下、本発明は、下記実施例によって例示される。
【００３９】
（実施例）
下記実施例では、用いられたエアゾール技術は、本発明の記載において上記に記載されたものである。
【００４０】
（実施例１（本発明）：最終材料の重量の３．７％の量のシリカライト型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶と、純粋なシリカでメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的な多孔度を有する材料の製造）
６．０ｇのＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate：オルトケイ酸塩テトラエチル）を、１０．４ｍｌの水酸化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＯＨ，２０％）中で加水分解した。次いで、１．５ｍｌの水を加え、溶液を攪拌して、透明な溶液を得た。溶液をＴ＝８０°で４日間オートクレーブに入れた。一旦合成が完了すると、遠心分離する（２００００ｒｐｍで１時間）ことによって結晶を回収し、水中に再度分散させ（超音波）、次いで、再分散後の溶液のｐＨが７近くになるまで再度遠心分離した。次いで、０．１％のアンモニア性溶液を加えることによってシリカライト−１ナノ結晶のコロイド懸濁液のｐＨを９．５に調整した。平均シリカライト結晶サイズは１００ｎｍであった。次いで、４００μｌの前記溶液を３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを２に調整した。集合物を上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下に微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記記載の本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中でＴ＝５５０℃で５時間焼成した。小角および広角ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析は、最終物質が虫食い構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカマトリクス中に捕捉されたシリカライトゼオライトナノ結晶によって構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料中の比表面積ＳＢＥＴ＝４８０ｍ２／ｇおよび純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６．２ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、シリカライトゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のＸＲＤによって測定されたミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状の組織化と結びつく相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４０６により、ｄ＝１５ｎｍが得られた。ｅ＝ｄ−φによって規定された純粋なシリカ性のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズ分布が３００ｎｍを中心とすることを示した。
【００４１】
（実施例２（本発明）：最終材料重量の３．７％の量のＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶と、純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的多孔度を有する材料の製造）
０．１４ｇのアルミニウムｓｅｃ−ブトキシドを、７ｇの水酸化テトラプロピルアンモニウム溶液（ＴＰＡＯＨ，２０％）、４．３ｍｌの水および０．００９２ｇの水酸化ナトリウムを含有する溶液に加えた。次いで、６ｇのＴＥＯＳをこの溶液に加え、これを周囲温度で攪拌し、透明な溶液を得た。溶液を、Ｔ＝９５℃で１８時間オーブン内に配置した。１３０ｎｍの平均寸法を有するＺＳＭ−５ゼオライトナノ結晶を含有する乳白色のコロイド懸濁液が得られた。図１は、ＺＳＭ−５ナノ結晶の回折図を示す。次いで、４００μｌの前記溶液を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを、ＨＣｌを用いて２に調整した。集合物を、上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載されたような圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下で微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記の本発明において記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中Ｔ＝５５０℃で５時間焼成した。小角（図２）および広角（図３）ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析（図４）は、虫食い構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカマトリクス中に捕捉されたＺＳＭ−５ゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料中の比表面積ＳＢＥＴ＝４８０ｍ２／ｇおよび純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６．２ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＺＳＭ−５ゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のＸＲＤによって測定されたミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４０６により、ｄ＝１５ｎｍを得た。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定された純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは、９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【００４２】
（実施例３（本発明）：最終材料重量の１０％の量のＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）（Ｓｉ／Ａｌ＝５０）のゼオライトナノ結晶と、アルミノケイ酸塩のメソ構造化されたマトリクス（Ｓｉ／Ａｌ＝４）とによって構成された階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の製造）
０．１４ｇのアルミニウム・トリ−ｓ−ブトキシドを、３．５ｍｌのＴＰＡＯＨ、０．０１ｇの水酸化ナトリウムＮａＯＨおよび４．３ｍｌの水を含有す溶液に加えた。アルミニウムアルコキシドを溶解させた後、６ｇのＴＥＯＳを加えた。周囲温度で５時間溶液を攪拌し、Ｔ＝９５℃で１２時間オートクレーブに入れた。得られた白色溶液は、１３５ｎｍのＺＳＭ−５ナノ結晶を含んでいた。溶液を、２０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した。水中に固体を再分散させ、次いで、２０００ｒｐｍで３０分間再度遠心分離した。この洗浄を２回行った。ナノ結晶はゲルを形成し、このゲルを６０℃で終夜オーブン乾燥した。０．４６１ｇのこれらの結晶を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、３．５９ｇのＴＥＯＳ、１．０３ｇのＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＰ１２３界面活性剤を含有する溶液中に、２４時間の超音波攪拌によって再分散させた。集合物を、上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載された方法を用いて圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下で微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記に記載された本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中Ｔ＝５５０℃で５時間焼成した。小角および広角（図５）ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付た。ＴＥＭ分析は、虫食い状構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカのマトリクス中に捕捉されたＺＳＭ−５ゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料における比表面積ＳＢＥＴ＝４７８ｍ２／ｇおよびメソ構造化されたアルミノケイ酸塩マトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝４ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＺＳＭ−５ゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．４）＝１．５４６により、ｄ＝１１ｎｍが与えられた。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定されたアルミノケイ酸塩のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは７ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【００４３】
（実施例４（本発明）：最終材料重量の３．７％の量のタイプＡゼオライトナノ結晶（ＬＴＡ）（ＳＩ／Ａｌ＝６）と、純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の製造）
２．１９ｇのアルミニウムイソプロポキシドを、３．５ｍｌの水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＯＨ）、０．０１ｇの水酸化ナトリウムＮａＯＨおよび２８ｍｌの水を含有する溶液に加えた。アルミニウムアルコキシドを溶解させた後、６ｇのＴＥＯＳを加えた。周囲温度で５時間溶液を攪拌し、Ｔ＝９５℃で１２時間オートクレーブに入れた。白色溶液が得られ、これは、１４０ｎｍのＬＴＡナノ結晶を含んでいた。次いで、４００μｌのこの溶液を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを２に調整した。集合物をエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載された方法を用いて圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下に微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記の本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。粉体を採取し、次いで、これを空気中５時間Ｔ＝５５０℃で焼成した。小角および広角ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析は、虫食い状構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカのマトリクス中に捕捉されたタイプＡゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料における比表面積ＳＢＥＴ＝４７８ｍ２／ｇおよび純粋なシリカののメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＬＴＡゼオライトの特徴である回折図が得られた。小角ＸＲＤは、多孔度の虫食い組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４６により、ｄ＝１５ｎｍが得られた。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定される純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例２のＺＳＭ−５ナノ結晶の回折図を示す。
【図２】実施例２の小角ＸＲＤを示す。
【図３】実施例２の広角ＸＲＤを示す。
【図４】実施例２のＴＥＭ分析を示す。
【図５】実施例３の広角ＸＲＤを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ素を含む材料、特にメタロケイ酸塩材料、より詳細にはミクロ多孔度およびメソ多孔度領域の分野において階層的な多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の分野に関する。本発明はまた、「エアゾール」合成技術を用いて得られる前記材料の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
非常に広範囲にわたって、ミクロ細孔材料からマクロ細孔材料へ階層的な多孔度を有する材料を用いて明確に規定された多孔度、すなわち、種々のサイズの細孔を有する材料を生成するための新規な合成戦略が、１９９０年代半ば以来科学界において広く開発された（非特許文献１）。細孔サイズが制御された材料が得られる。特に、「緩和な化学」方法を用いる合成の開発によって、低い温度で水溶液または極性溶媒中に無機前駆体をテンプレート、概して、イオン性または非荷電の分子または超分子の界面活性剤と共存させることによりメソ構造化された材料が生成されるようになった。無機前駆体の加水分解／凝集反応と共に無機前駆体とテンプレートとの間の静電相互作用または水素結合を制御することによって、無機マトリクスにおいて制御された均一なサイズの界面活性剤のミセル凝集を生じて有機および無機相が協調して組織化される。とりわけテンプレートの濃度によって支配されるこの共同的自己組織化現象は、テンプレートの濃度が臨界ミセル濃度より低い試薬溶液の連続的な蒸発によって誘発されてもよく、このことは、基板上に堆積する場合にはメソ構造化された薄膜を形成する（浸漬被覆）かまたは溶液が霧化される場合にはメソ構造化された粉体を形成する（エアゾール技術）かのいずれかにつながる。例として、特許文献１は、浸漬被覆技術を用いたメソ構造化された有機−無機混成薄膜の形成を開示し、同一の著者は、純粋なシリカのメソ構造化された材料を生成するためにエアゾール技術も用いている（非特許文献２）。次いで、細孔は、界面活性剤を除去することによって解放され、これは通常化学抽出または熱処理によって行われる。
【０００３】
いくつかのクラスのメソ構造化された材料が、異なる性質の採用される無機前駆体およびテンプレート並びに課される操作条件を用いて開発された。例として、Ｍｏｂｉｌによって最初に開発されたＭ４１Ｓクラス（非特許文献３）は、第４級アンモニウム塩等のイオン性界面活性剤を用いて得られたメソ細孔材料によって構成され、概して、六方晶系、立方晶系またはラメラ構造、１．５〜１０ｎｍの均一なサイズの細孔および１〜２ｎｍ程度の厚さを有する非晶質壁を有しており、これは広く研究されている。続いて、前記材料に比較して酸−塩基特性を向上させつつ水熱安定性を高めるために、直接合成または合成後処理によってアルミニウム元素を非晶質シリカ骨格に組み込むことが特に注目され、得られたアルミノケイ酸塩材料のＳｉ／Ａｌモル比は１〜１０００である（非特許文献４〜５）。このようなアルミノケイ酸塩によって開発された水熱安定性および酸−塩基特性は、それらが精製処理または石油化学において工業スケールで用いられることを許容していないが、しかしながら、それらは、ブロック共重合体タイプの脂肪族巨大分子等の新規なテンプレートの使用に着実につながっており、これら最近になって生成されたメソ構造化された材料は、一般に六方晶系、立方晶系またはラメラ構造を有し、４〜５０ｎｍの均一なサイズの細孔および３〜７ｎｍの厚さの非晶質壁を有している。最終のメソ構造化された材料の構造および所望の組織化程度に応じて、採用される合成方法は、酸性媒体（ｐＨ約１）中（特許文献２）または中性媒体中（特許文献３）で行われ得、用いられるテンプレートの性質も重要な役割を果たす。得られたメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の水熱安定性特性は他のテンプレートを用いて合成されたそれらの同族体と比較して増大するが、それらの酸−塩基特性は、非常に類似したままである（１＜Ｓｉ／Ａｌ＜１０００）（非特許文献６〜７）。
【０００４】
上記に説明される非常に多くの仕事がメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の水熱安定性および酸−塩基特性を改良することを目標とするにも関わらず、それらは、工業スケールで未だ開発されていない。主たる理由は、それらの酸性度に関連するそれらの触媒としての挙動が、結晶ゼオライトアルミノケイ酸塩よりも非晶質アルミノケイ酸塩に近いことにある。したがって、非常に多くの仕事は、組織化されたメソ細孔構造およびミクロ結晶骨格の両方の利点を有するアルミノケイ酸塩材料を生成することを約束していない。このため、混合された材料すなわちメソ構造化された／ゼオライト組成物を生成するためのいくつかの合成技術が公開文献において記録された。最初の合成技術は、上記に説明された従来方法を用いてメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料を合成する第１工程と、次いで、前記材料を、ゼオライト材料を合成するために通常用いられるテンプレートに含浸させる第２工程とからなる。適切な水熱処理により、出発時のメソ構造化されたアルミノケイ酸塩の非晶質壁がゼオライト化する（特許文献４）。第２の合成技術は、ゼオライト種結晶のコロイド溶液に、最終材料のメソ構造化を行うために通常用いられるテンプレートを加える工程からなる。組織化されたメソ多孔度を有する無機マトリクスを生成すること、およびそのマトリクス中でゼオライト種結晶を成長させて結晶壁を有するメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料を得ることは同時に起こることである（非特許文献８〜９）。これら２つの技術の変形は、最初に２つのテンプレートの存在下にアルミニウムおよびケイ素前駆体の混合物を製造する工程からなっており、テンプレートのうちの１つはゼオライト系を発生させ得、テンプレートのうちの他方は、メソ構造化を生じさせ得る。次いで、この溶液は可変の水熱処理条件を用いる２回の結晶化工程を経る。最初の工程により、組織化された多孔度を有するメソ細孔性構造が形成され、第２の工程により、非晶質壁がゼオライト化する（非特許文献１０）。これら合成方法は全て、ゼオライト種結晶の成長または壁のゼオライト化が完全には制御されない場合にはメソ細孔構造が損傷され、かつ、これにより、メソ細孔構造の利点を失うという不利益を蒙り、これにより、このような技術が実行し難いものとなっていた。メソ構造化された／ゼオライト組成物を直接生成することによってそのような現象を避けることが可能である。これは、ゼオライト種結晶の溶液およびメソ構造化されたアルミノケイ酸塩種結晶の溶液の混合物を熱処理すること（非特許文献１１）によって、または、予め合成されたメソ構造化されたアルミノケイ酸塩の表面上にゼオライトの層を成長させること（非特許文献１２）によって達成される。実験上の観点から、上記の浸漬被覆またはエアゾール技術とは対照的に、規定されたような階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料は、溶液中の無機前駆体およびテンプレート（単数または複数）の連続的濃縮によって得られず、従来においては、水溶液または極性溶媒中でテンプレートの臨界ミセル濃度の値を調節することによって直接析出させることによって得られる。さらに、析出によって得られるこのような材料の合成は、上澄み中に見出されかもしれないので、オートクレーブ内で成熟させる工程を必要とする。通常得られる基本粒子は、形状が規則的になっておらず、一般的には２００〜５００ｎｍであり、それよりも大きい場合もあるサイズによって概して特徴付けられる。
【特許文献１】米国特許第６，３８７，４５３号明細書
【特許文献２】国際公開第９９／３７７０５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第９６／３９３５７号パンフレット
【特許文献４】米国特許第６，６６９，９２４号明細書
【非特許文献１】シー・サンチェス（C Sanchez），ビー・レビュー（B Lebeau），ジェイ・パタリン（J Patarin）著，「ジー・ジェイ・デ・エー・エー・ソラー・イリア（G J de A A Soler-Illia）」，ケミカル・レビュー（Chem Rev），２００２年，第１０２巻，ｐ４０９３
【非特許文献２】シー・ジェイ・ブリンカ（C J Brinker）、ワイ・リュ（Y Lu）、エイ・セリンジャ（A Sellinger）、エイチ・ファン（H Fan）著、「アドゥヴ・マター（Adv Mater）」，１９９９年，第１１巻，第７号
【非特許文献３】ジェイ・エス・ベック（J S Beck），ジェイ・シー・ヴァーチュリ（J C Vartuli），ダブリュー・ジェイ・ローズ（W J Roth），エム・イー・レノビッツ（M E Leonowicz），シー・ティー・クレスゲ（C T Kresge），ケー・ディー・シュミッツ（K D Schmitt），シー・ティー−ダブリュー・チュ（C T-W Chu），ディー・エイチ・オルソン（D H Olson），イー・ダブリュー・シェパード（E W Sheppard），エス・ビー・マッククレン（S B McCullen），ジェイ・ビー・ヒギンズ（J B Higgins），ジェイ・エル・シュレンカー（J L Schlenker）著，「ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（J Am Chem Soc）」，１９９２年，第１１４巻，第２７号，ｐ１０８３４
【非特許文献４】エス・カウィ（S Kawi），エス・シー・チェン（S C Chen）著，「スタド・サーフ・ソサイ・キャタル（Stud Surf Sci Catal），２０００年，第１２９巻，ｐ２２７
【非特許文献５】アール・モカヤ（R Mokaya），ダブリュー・ジョーンズ（W Jones）著，「ケミカル・コミュニケーション（Chem Commun）」，１９９７年，ｐ２１８５
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【非特許文献８】ゼット・チャン（Z Zhang），ワイ・ハン（Y Han），エフ・シャウ（F Xiao），エス・チウ（S Qiu），エル・ジュー（L Zhu），アール・ワン（R Wang），ワイ・ユ（Y Yu），ゼット・チャン（Z Zhang），ビー・ゾウ（B Zou），ワイ・ワン（Y Wang），エイチ・サン（H Sun），ディー・ジャウ（D Zhao），ワイ・ウェイ（Y Wei）著，「ジャーナル・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（J Am Chem.Soc）」，２００１年，第１２３巻、ｐ５０１４
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【非特許文献１０】エイ・カールソン（A Karlsson），エム・ステッカー（M Stocker），アール・シュミット（R Schmidt），「ミクロポール・メソポール・マター（Micropor Mesopor Mater）」，１９９９年，第２７巻，ｐ１８１
【非特許文献１１】ピー・プロケソヴァ（Ｐ Ｐｒｏｋｅｓｏｖａ），エス・ミントヴァ（Ｓ Ｍｉｎｔｏｖａ），ジェイ・セツカ（Ｊ Ｃｅｊｋａ），「ミクロポール・メソポール・マター（Ｍｉｃｒｏｐｏｒ Ｍｅｓｏｐｏｒ Ｍａｔｅｒ）」，２００３年，第６４巻，第６４号，ｐ１６５
【非特許文献１２】ディー・ティー・オン（Ｄ Ｔ Ｏｎ），エス・カリアジ（Ｓ Ｋａｌｉａｇｕｉｎｅ），「アンゲバント・ケミー・インター・エド（Ａｎｇｅｗ Ｃｈｅｍ Ｉｎｔ Ｅｄ）」，２００２年，第４１巻，ｐ１０３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、組織化されたメソ細孔構造およびミクロ結晶骨格の両方の利点を有するアルミノケイ酸塩材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、階層的（hierarchical）な多孔度を有し、かつ、少なくとも２つの球状基本（elementary）粒子によって構成された材料であって、該球状粒子のそれぞれは、０．２〜２ｎｍの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶とケイ素酸化物をベースとするマトリクスとを含み、該マトリクスはメソ構造化され、細孔サイズは１．５〜３０ｎｍであり、かつ、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状粒子は、１０μｍの最大直径を有する材料に関する。ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスは、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選ばれる、より好ましくはアルミニウムである少なくとも１種の元素Ｘをさらに含んでもよい。本発明はまた、本発明の材料の製造に関する。本発明の材料を製造するための第１の方法は、ａ）テンプレートの存在下に、３００ｎｍの最大ナノメータ寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および工程ａ）により得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｄ）該液滴を乾燥する工程と、ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的多孔度を有する材料を得る工程とを包含する。本発明による材料を製造する第２の方法は、ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメータ寸法を有するナノ結晶の形態で該溶液中に分散するゼオライト結晶を混合する工程と、ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程とを包含する。本発明の材料のマトリクスの秩序化された構造は、エアゾール技術により誘発された蒸発によるミセル化または自己組織化現象に対して連続的である。
【０００７】
本発明の材料は、メソ構造化された無機マトリクスを含み、該無機マトリクスは、ケイ素酸化物をベースとし、非晶質壁を有し、この非晶質壁中にゼオライトナノ結晶が捕捉され、ゼオライトクラスからの材料およびケイ素酸化物をベースとする材料、より正確には、メソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料の構造、表面組織および酸−塩基特性を同時に示す。メソ構造化されたケイ素／ゼオライトをベースとする複合材料のナノメータスケールでの製造により、結果として、同一の球状粒子内にミクロ細孔性およびメソ細孔性の区域の偶発的な組合せを生じる。さらに、本発明の材料は球状基本粒子によって構成されるので、前記粒子の直径は、有利には５０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０〜３００ｎｍであり、前記粒子の制限された寸法およびそれらの均一の形状によって、非均一形状、すなわち、不規則で、かつ５００ｎｍをはるかに超える寸法を有する形状の基本粒子の形態の既知従来技術の材料と比較して、潜在的な工業用途において、本発明の材料を使用する間に試薬のより良好な分散および反応生成物が得られる。さらに、本発明の材料を製造する方法は、好ましくは酸媒体中で、少なくとも１種のイオン性または非イオン性の界面活性剤を、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘ、より好ましくはアルミニウムの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶が存在するコロイド溶液あるいは溶液（好ましくは酸性）中に３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散するナノ結晶のいずれかと相互作用させることからなる。材料の秩序化された構造はエアゾール技術により誘発された蒸発によるミセル化または自己組織化現象に対して連続的であるので、メソ構造化された形態の性質またはゼオライト相の性質に損傷を与えることなく、階層的な多孔度を有する材料を容易に生成ことができ、最初の合成方法に関わらず広範囲のゼオライトナノ結晶を用いて操作することができる。実際に、３００ｎｍよりはるかに大きい寸法を有するゼオライト結晶が、溶液中、特に酸性溶液中、より好ましくは、水−有機系酸性溶液中で、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散することができるとの条件で用いられ得る。さらに、メソ構造化されたアルミノケイ酸塩のための既知の合成と比較して、本発明の材料の生成は、連続的に行われ、製造時間が短縮される（オートクレーブを行うことによる１２〜２４時間に対して数時間）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、階層的な多孔度を有する材料であって、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成され、該球状粒子のそれぞれは、０．２〜２ｎｍの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶とケイ素酸化物をベースとするマトリクスを含み、該マトリクスは、メソ構造化され、１．５〜３０ｎｍの細孔サイズを有し、１〜２０ｎｍの厚さを有する非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する材料を提供する。
【０００９】
本発明において用いられるような用語「階層的な多孔度材料」は、前記球状粒子のそれぞれのスケールに関して二重の多孔度：メソ多孔度およびゼオライトタイプのミクロ多孔度を有する材料を意味する。メソ多孔度は、メソ細孔スケールで組織化された多孔度であり、２．５〜３０ｎｍ、好ましくは１．５〜１０ｎｍの均一な寸法を有し、前記粒子のそれぞれ内に均一かつ規則的な方法で分配される（メソ構造化）。ゼオライトタイプのミクロ多孔度（ゼオライト構造型、ゼオライト性骨格の化学的組成物）の特徴は、ゼオライトナノ結晶の選択の機能にある。本発明の材料はまた、特に表面組織のマクロ多孔度を有する。ミクロ細孔性の多孔度も、本発明の材料の製造の間に用いられた界面活性剤の取り込みに由来し、本発明の前記材料の無機成分のメソ構造化の間に有機−無機界面のところの無機壁が発達されることが留意されるべきである。本発明によると、ゼオライトナノ結晶は、０．２〜２ｎｍ、好ましくは０．２〜１ｎｍ、より好ましくは０．２〜０．６ｎｍの細孔サイズを有する。前記ナノ結晶は、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれ中にミクロ多孔度を生ずる。
【００１０】
本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれの中に含まれるケイ素酸化物をベースとするマトリクスはメソ構造化される。：本マトリクスは、１．５〜３０ｎｍ、好ましくは１．５〜１０ｎｍの均一なサイズを有し、均等かつ規則的に前記粒子のそれぞれに分散されるメソ細孔を有する。前記球状粒子のそれぞれのメソ細孔間にある材料は、非晶質であり、壁を形成し、この壁の厚さは１〜２０ｎｍである。壁の厚さは、１つの細孔を他の細孔から分離する距離に対応する。記載されたメソ多孔度の組織化により、ケイ素酸化物をベースとするマトリクスが構造化し、このマトリクスは、六方晶系、虫食い（vermicular）または立法晶系であってよく、好ましくは虫食い状である。
【００１１】
本発明の材料の特定の実施形態によると、ケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化されたマトリクスは全体的にケイ酸含有性である。本発明の材料のさらなる特定の実施形態によると、メソ構造化されたケイ素酸化物をベースとするマトリクスは、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から、好ましくはアルミウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムから構成された群から選択された、より好ましくはアルミニウムの少なくとも１種の元素Ｘをさらに含む。好ましくは、元素Ｘはアルミニウムであり、この場合、本発明の材料のマトリクスはアルミノケイ酸塩である。前記アルミノケイ酸塩のＳｉ／Ａｌモル比は少なくとも１であり、好ましくは１〜１０００であり、より好ましくは１〜１００である。
【００１２】
本発明によると、ゼオライトナノ結晶は、有利には、本発明の材料の０．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％を示す。任意のゼオライトが可能であり、特に、ただし、限定はされないが、Ch Baerlocher,W M Meier,D H Olson,「Atlas of zeolite framework types」，第５改訂版，２００１年に列挙されたものが、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれに存在するゼオライトナノ結晶に用いられてよい。ゼオライトナノ結晶は、好ましくは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石（ferrierite）およびＥＵ−１のゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む。より好ましくは、ゼオライトナノ結晶は、構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む。異なるゼオライト、特に異なる構造型を有するゼオライトのナノ結晶が本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれに存在してもよい。特に、本発明の材料を構成する球状粒子のそれぞれは、有利には、少なくとも第１のゼオライトナノ結晶および少なくとも第２のゼオライト結晶を含んでもよい。第１のゼオライトナノ結晶のゼオライトは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石およびＥＵ−１のゼオライトから、好ましくは、構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択され、第２のゼオライトナノ結晶のゼオライトは、第１のゼオライトナノ結晶のゼオライトとは異なり、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＢＭ−３０、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、シリカライト、ベータ、ゼオライトＡ、ホージャサイト、Ｙ、ＵＳＹ、ＶＵＳＹ、ＳＤＵＳＹ、モルデナイト、
ＮＵ−８７、ＮＵ−８８、ＮＵ−８６、ＮＵ−８５、ＩＭ−５、ＩＭ−１２、苦土沸石およびＥＵ−１のゼオライトから、好ましくは構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびＬＴＡを有するゼオライトから選択される。有利には、ゼオライトナノ結晶は、全体的にシリカであるか、またはケイ素に加えてアルミニウム、鉄、ホウ素、インジウムおよびガリウムから選択される、好ましくはアルミニウムである少なくとも１種の元素Ｔを含むかのいずれかの少なくとも１種のゼオライトを含む。
【００１３】
本発明によると、本発明の材料を構成する前記球状基本粒子の直径は、有利には５０〜１０μｍ、好ましくは５０〜３００ｎｍである。より詳細には、それらは、凝集物の形態で本発明の材料中に存在する。
【００１４】
本発明の材料の比表面積は、有利には１００〜１１００ｍ２／ｇ、より有利には４００〜８００ｍ２／ｇである。
【００１５】
本発明はまた、本発明の材料の製造に関する。本発明は、本発明の材料を製造するための２つの方法を提案する。本発明の材料を製造するための方法の第１の実施（以降、「本発明の第１の製造方法」と称する）は、ａ）テンプレートの存在中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意のアルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、および工程ａ）によって得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、ｄ）該液滴を乾燥する工程と、ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的な多孔度を有する材料を得る工程とを包含する。
【００１６】
本発明の第１の製造方法の工程ａ）によると、ゼオライトナノ結晶は、当業者に知られた操作プロトコールを用いて合成される。特に、ベータゼオライトナノ結晶の合成は、T Beinらの「Micropor Mesopor Mater」，２００３年，第６４巻、ｐ１６５によって記載されている。Ｙゼオライトナノ結晶の合成は、T J Pinnavasiaらの「J Am Chem Soc」，２０００年，第１２２巻，ｐ８７９１によって記載されている。ホージャサイトゼオライトナノ結晶の合成は、Kloetstraらの「Microporous Mater」，１９９６年、第６巻、ｐ２８７によって記載されている。ＺＳＭ−５ゼオライトナノ結晶の合成は、R Mokayaらの「J Mater Chem」，２００４年，第１４巻，ｐ８６３によって記載されている。シリカライトナノ結晶の合成（すなわち構造型ＭＦＩの合成）は、R de Ruiterらの「Synthesis of Microporous Materiala,Vol 1,M L Occelli,H E Robson(eds),Van Nostrand Reinhold,New York,1992,167によって記載され、本出願の実施例１において与えられる。
【００１７】
一般に、ゼオライトナノ結晶は、少なくとも１つのケイ素源、随意のアルミニウム、鉄、ホウ素、インジウムおよびガリウムから選択される少なくとも１種の元素Ｔの少なくとも１つの供給源、好ましくは、アルミニウムの少なくとも１つの供給源および少なくとも１種のテンプレートを含む反応混合物を製造することによって合成される。反応混合物は、水性または水−有機系、例えば水−アルコール混合物である。反応混合物は、有利には、自発圧下、場合によってはガス、例えば窒素を加えることにより、５０〜２００℃、好ましくは６０〜１７０℃、より好ましくは、１２０℃を超えない温度で、ゼオライトナノ結晶が形成されるまで、水熱処理条件下に置かれる。前記水熱処理の終了時に、ナノ結晶が分散された状態にあるコロイド溶液が得られる。テンプレートは、合成されるべきゼオライトに応じてイオンまたは非荷電であってよい。リスト：窒素含有有機カチオン、アルカリ金属（Ｃｓ、Ｋ、Ｎａ等）からの元素、クラウンエーテル、ジアミンおよび当業者に公知の任意の他のテンプレートのリストのテンプレートを用いることが通常であるが、前記リストの例は無尽蔵である。
【００１８】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）では、元素Ｘは、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって形成された群から選択されるが、より好ましくは、Ｘはアルミニウムである。
【００１９】
本発明の材料を製造するための方法の第２の実施（以降、「本発明の第２の製造方法」と称する）では、溶液中、例えば酸性の水−有機系溶液中に３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散する特徴を有するゼオライト結晶が最初に用いられる。本発明の第２の製造方法は、ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意のアルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、および前記溶液中に分散して３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶を形成するゼオライト結晶を混合する工程と、ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成する工程と、ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程とを包含する。
【００２０】
本発明の第２の製造方法の工程ａ’）では、ゼオライト結晶が用いられる。当業者に知られ、溶液中、例えば酸性の水−有機系溶液中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散する特性を有する任意の結晶ゼオライトが工程ａ’）を行うのに適している。前記ゼオライト結晶は、当業者に知られた方法を用いて合成される。工程ａ’）において用いられるゼオライト結晶は、すでにナノ結晶の形態にあってもよい。３００ｎｍを超える、例えば３００ｎｍ〜２００μｍの寸法を有するゼオライト結晶もまた、溶液中、例えば水−有機系溶液中、好ましくは酸性の水−有機系溶液中に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散すれば有利に用いられ得る。３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で分散するゼオライト結晶はまた、ナノ結晶表面を官能基化することによって得られ得る。元素Ｘは、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成された群から選択され、より好ましくは、Ｘはアルミニウムである。用いられるゼオライト結晶は、それらの合成された際の形態、すなわち、依然としてテンプレートを含有する形態、または、それらの焼成された際の形態、すなわち、テンプレートを含まない形態のいずれかである。用いられるゼオライト結晶がそれらの合成された際の形態にある場合、前記テンプレートは、本発明の第２の製造方法の工程ｄ’）の間に除去される。
【００２１】
本発明の材料を製造するための２つの方法によると、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）において用いられるシリカ前駆体および随意の少なくとも１種の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体は、当業者に公知の無機酸化物の前駆体である。シリカ前駆体は、ケイ素の任意の供給源から、有利には、式ＳｉＯ２，ＮａＯＨを有するケイ酸ナトリウム前駆体から、式ＳｉＣｌ４を有する塩素含有前駆体から、式Ｓｉ（ＯＲ）４（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチル）を有する有機金属前駆体から、または式Ｓｉ（ＯＲ）４−ｘＣｌｘ（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチルであり、ｘは０〜４である）を有するクロロアルコキシド前駆体から得られる。シリカ前駆体はまた、有利には、式Ｓｉ（ＯＲ）４−ｘＲ’ｘ（式中、Ｒ＝Ｈ、メチル、エチルであり、Ｒ’はアルキル鎖または官能基（例えばチオール、アミノ、βジケトンまたは硫酸基）化されたアルキル鎖であり、ｘは０〜４である）を有する有機金属前駆体であってよい。元素Ｘのための前駆体は、溶液中、例えば水−有機系溶液中、好ましくは酸性の水−有機溶液中に活性な形態で前記元素を遊離させ得る元素Ｘを含む任意の化合物であってよい。Ｘがアルミニウムである好ましい場合には、アルミナ前駆体は、有利には、式ＡｌＺ３（ＺはハロゲンまたはＮＯ３基）を有する無機アルミニウム塩である。好ましくはＺは塩素である。アルミナ前駆体はまた、式Ａｌ（ＯＲ’’）３（式中、Ｒ’’＝エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチルまたはｔ−ブチル）を有する有機金属前駆体またはキレートされた前駆体、例えばアルミニウム・アセチルアセトネート（Ａｌ（ＣＨ７Ｏ２）３）でもよい。アルミナ前駆体はまた、アルミニウムの酸化物または水酸化物であってもよい。
【００２２】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の混合物を製造するために用いられる界面活性剤は、イオン性または非イオン性の界面活性剤またはこの２つの混合物である。好ましくは、イオン性界面活性剤は、ホスホニウムまたはアンモニウムイオンから、より好ましくは臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）等の第４級アンモニウム塩から選択される。好ましくは、非イオン性界面活性剤は、脂肪族高分子特性もたらす極性が異なる少なくとも２つの部分を有する任意の共重合体であってよい。前記共重合体は、フッ素化共重合体（−［ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２Ｏ−ＣＯ−Ｒ１、式中、Ｒ１＝Ｃ４Ｆ９、Ｃ８Ｆ１７等）、生物学的共重合体、例えば、ポリアミノ酸（ポリリジン、アルギナート等）等、デンドリマー、ポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されたブロック共重合体および当業者に知られた両親媒性を有する任意の他の共重合体の共重合体クラスのリストに含まれてもよい（S Forster、M Antionnetti,「Adv Mater,1998,10,195-217,S Forster,T Plantenberg,「Angew Chem Int Ed,2002,41,688-714,H Colfen,「Macromol Rapid Commun,2001,22,219-252）が、これらリストは無尽蔵である。
【００２３】
好ましくは、本発明の関連において、ポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されたブロック共重合体が用いられる。前記ブロック共重合体は、好ましくは、２、３または４ブロックを有し、各ブロックが１つのポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成されるブロック共重合体である。２ブロックの共重合体について、ブロックの一方は、親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成され、他方のブロックは、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。３ブロックの共重合体について、ブロックの２つは親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される一方で、他のブロックは、親水性部分を有する２つのブロックの間に配され、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。好ましくは、３ブロックの共重合体の場合には、親水性のポリ（アルキレンオキシド）の鎖は、ポリ（エチレンオキシド）鎖（ＰＥＯ）ｘおよび（ＰＥＯ）ｚであり、疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖は、ポリ（プロピレンオキシド）鎖（ＰＥＯ）ｙ、ポリ（ブチレンオキシド）鎖または各鎖がいくつかのアルキレンオキシドモノマーの混合である混合鎖である。より好ましくは、３ブロック共重合体の場合には、式（ＰＥＯ）ｘ（ＰＰＯ）ｙ（ＰＥＯ）ｚ（式中、ｘは５〜１０６であり、ｙは３３〜７０であり、ｚは５〜１０６である）を有する化合物が用いられる。好ましくは、ｘおよびｚの値は同一である。一層有利には、ｘ＝２０、ｙ＝７０およびｚ＝２０である化合物（Ｐ１２３）が用いられ、ｘ＝１０６、ｙ＝７０およびｚ＝１０６である化合物（Ｆ１２７）が用いられる。プルロニック（ＢＡＳＦ）、テトロニック（ＢＡＳＦ）、トリトン（Ｓｉｇｍａ）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）、Ｂｒｉｊ（Ａｌｄｒｉｃｈ）として知られる市販の非イオン界面活性剤が本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の方法の工程ａ’）において非イオン界面活性剤として用いられ得る。４ブロックの共重合体について、ブロックの２つは親水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成され、２つの他のブロックは疎水性のポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される。
【００２４】
少なくとも１種のシリカ前駆体、随意の少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、少なくとも１種の界面活性剤、および、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）の場合には、前記合成されたゼオライトナノ結晶が分散されるコロイド溶液または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）場合には３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で溶液中に分散されるゼオライト結晶が混合される溶液は、酸性、中性、または塩基性であってよい。好ましくは、前記溶液は酸性であり、ｐＨは最大２であり、より好ましくは０〜２である。２の最大ｐＨを有する酸性溶液を得るために用いられる酸の例は無限であるが、例えば、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。前記溶液は、水性であってもよく、あるいは、水−有機系溶媒の混合物であってもよく、有機溶媒は好ましくは極性溶媒、特にアルコール、好ましくはエタノールである。前記溶液はまた、実質的に有機性であり、好ましくは実質的にアルコール性であり、水の量は、無機前駆体の加水分解が確実になされるようにする（化学当論量）。より好ましくは、少なくとも１種のシリカ前駆体、随意の少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、少なくとも１種の界面活性剤、および本発明の製造方法の工程ｂ）の場合には前記合成されたゼオライトナノ結晶が分散されるコロイド溶液または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の場合には３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で溶液中に分散されるゼオライト結晶が混合される前記溶液は、水−有機系の酸混合物、より好ましくは酸性の水−アルコール混合物である。
【００２５】
本発明の材料のマトリクスがアルミニウムを含む好ましい場合では、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）でのシリカおよびアルミナ前駆体の濃度は、モル比Ｓｉ／Ａｌによって規定され、これは、少なくとも１であり、好ましくは１〜１０００であり、より好ましくは１〜１００である。本発明の第１の製造方法の工程ｂ）間に導入されたコロイド溶液中に分散されたゼオライトナノ結晶の量、または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の間に導入されたゼオライト結晶の量は、ゼオライトナノ結晶が有利には本発明の材料の０．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％を示すようにされる。
【００２６】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の混合物に導入される界面活性剤の最初の濃度は、ｃ０によって規定される。ｃ０は、当業者に公知の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）に対して規定される。ｃｍｃは、これを超えると溶液中の界面活性剤の分子の自己配列が起こる限界濃度である。濃度ｃ０は、ｃｍｃ未満でも、ｃｍｃに等しくても、ｃｍｃを超えてもよいが、好ましくは、ｃｍｃ未満である。本発明の方法の一方または他方の好ましい実施では、濃度ｃ０はｃｍｃ未満であり、本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ）’における前記溶液は、酸性の水−アルコールの酸性混合物である。
【００２７】
本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）における混合物を霧化するための工程によって、好ましくは２〜２００μｍの直径を有する球状液滴が生成される。前記液滴のサイズ分布は、対数正規分布型である。用いられるエアゾール発生器は、ＴＳＩによって供給された市販モデル３０７８装置である。溶液は、チャンバ内で霧化され、このチャンバ内には、ベクトルガス（Ｏ２／Ｎ２混合物、乾燥空気）が、１．５バールの圧力Ｐで送られる。本発明の第１の製造方法の工程ｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｃ’）において、前記液滴は乾燥される。乾燥は、ベクトルガス（Ｏ２／Ｎ２混合物）を介してガラス管内に前記液滴を移すことによって行われ、これにより、結果として、溶液、例えば、水−有機系の酸溶液が連続的に蒸発し、球状基本粒子が生成する。乾燥は、前記粒子をオーブンに通過させることによって完了され、その温度は通常は５０〜６００℃、好ましくは８０〜４００℃に調節され得、オーブン内の前記粒子の滞留時間は３〜４秒程度である。次いで、粒子はフィルタで採取され、本発明の材料を構成する。ポンプが回路の終了位置に配置され、このポンプが粒子種（species）を実験のエアゾールデバイスに経路を定める。
【００２８】
本発明の第１の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）における溶液が水−有機系溶液混合物（好ましくは酸性）である場合には、本発明の製造方法の工程ｂ）または本発明の第２の製造方法の工程ａ’）の間にマトリクスのメソ構造化の開始時の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満であり、前記水−有機系溶液（好ましくは酸性）の蒸発が、エアゾール技術を用いる本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）の間にミセル化または自己配列の現象を誘発して、本発明の第１の製造方法の工程ｃ）およびｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）およびｃ’）の間に形態およびサイズの未変化を維持するゼオライトナノ結晶の周囲にある本発明の材料のマトリクスのメソ構造化につながることが必須である。ｃ０＜ｃｍｃである場合、各液滴中のシリカ前駆体、随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、および界面活性剤が、界面活性剤の濃度ｃの水−有機系溶液（好ましくは酸性）の蒸発に起因してｃｍｃの濃度になるまで連続的に濃縮された後、上記に記載された方法の１つを用いて製造された本発明のマトリクスがメソ構造化する。
【００２９】
一般に、シリカ前駆体および可能性のある元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体、および界面活性剤を合わせた濃度が高くなることによって、自己配列された界面活性剤周囲でシリカ前駆体および随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体の析出が惹起され、その結果、本発明の材料のマトリクスが構造化する。無機／無機相、有機／有機相および有機／無機相の相互作用により、界面活性剤の周囲にシリカ前駆体および随意の元素Ｘのための前駆体、好ましくはアルミナ前駆体の加水分解／凝集と協同的な自己配列機構が生じる。前記自己組織化現象の間に、ゼオライトナノ結晶がケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化され、かつ、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれの中に含まれたマトリクス中に捕捉される。最初の溶液中に存在する試薬が共に相互作用することを強制し、溶媒、すなわち、溶液、好ましくは水溶液（好ましくは酸性であり、場合により極性溶媒により補充される）以外の材料を損失する恐れがなく、最初に存在するケイ素、随意の元素Ｘ、およびゼオライトナノ結晶の全体が、本発明の方法のそれぞれを通して完全に維持されるので、エアゾール技術は本発明の第１の製造方法の工程ｃ）または本発明の第２の製造方法の工程ｂ’）を行うのに特に有利である。これは、当業者に知られた従来の合成方法において行われるろ過工程および洗浄の間に除去される可能性があるのとは異なっている。本発明の第１の製造方法の工程ｄ）または本発明の第２の製造方法の工程ｃ’）の液滴の乾燥は、有利には、５０〜１５０℃の温度でオーブンに通すことによって行われる。階層的な多孔度を有する本発明の材料を得るための本発明の第１の製造方法の工程ｅ）でのテンプレートおよび界面活性剤の除去または本発明の第２の製造方法の工程ｄ’）での少なくとも界面活性剤の除去は、有利には、化学抽出または熱処理すること、好ましくは空気中で３００〜１０００℃、より精密には５００〜６００℃の温度で１〜２４時間、好ましくは２〜６時間の期間焼成することによって行われる。
【００３０】
本発明の階層的な多孔度を有する材料は、粉体、ビーズ、ペレット、顆粒または押出物の形態で得られてもよく、その形成操作は、当業者に知られた従来の技術を用いて行われる。好ましくは、本発明の階層的な多孔度を有する材料は１０μｍの最大直径を有する球状基本粒子によって構成された粉体の形態で得られ、この粒子は、潜在的な工業用途において本発明の材料を使用する場合に試薬の任意の分散を促進する。
【００３１】
階層的な多孔度を有する本発明の材料は、いくつかの分析技術、特に、小角Ｘ線回折（小角ＸＲＤ）、広角Ｘ線回折（large angle X ray diffraction：ＸＲＤ）、窒素吸着等温線、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）および蛍光Ｘ線回折分析を用いて特徴付けられる。
【００３２】
広角Ｘ線回折（５〜７０°の２θ）は、分子スケールの単位格子（unit cell）の繰り返しによって規定される結晶固体を特徴付けるために用いられ得る。以下の論議では、Ｘ線分析は、粉体について、銅放射線（波長１．５４０６Å）によるバックモノクロメータを備えた反射で操作する回折計を用いて行われる。角２θの所与の値に対応する回折図上に通常観察されるピークは、ブラッグの関係式：２ｄｈｋｌ・ｓｉｎ（θ）＝ｎ・λによって材料の構造上の対称性の特徴である面間隔ｄｈｋｌ（ｈｋｌは逆格子（reciprocal lattice）のミラー指数である）に結び付けられる。この指数化により、骨格の格子パラメータ（ａ，ｂ，ｃ）を直接決定することができる。このため、広角ＸＲＤ分析は、本発明の材料を構成する球状基本粒子のそれぞれの中に存在するゼオライトナノ結晶の構造の特徴化に適している。特に、広角ＸＲＤ分析は、ゼオライトナノ結晶の細孔寸法への接近方法を提供する。同一の原理を用いて、小角Ｘ線回折技術（０．５〜３°の角２θの値）が本発明の材料のケイ素酸化物をベースとするメソ構造化されたマトリクスの組織化されたメソ多孔度によって発生されるナノ結晶スケールの周期性を特徴付け得る。格子パラメータ（ａ，ｂ，ｃ）の値は、得られる六方晶系、立法晶系または虫食い構造の写像（function）である。例として、ＺＳＭ−５（ＭＦＩ）型ゼオライトのゼオライトナノ結晶によって構成された本発明の方法の１つを用いて得られた階層的な多孔度を有する材料の広角または小角Ｘ線回折図が示され、そこでは、メソ構造化されたマトリクスが、純粋なシリカであり、かつ、特定のブロック共重合体であるポリ（エチレンオキシド）１０６−ポリ（プロピレンオキシド）７０−ポリ（エチレンオキシド）１０６（ＰＥＯ１０６−ＰＰＯ７０−ＰＥＯ１０６すなわちＦ１２７）を用いて得られ、広角または正覚Ｘ線回折図は、広角ではＺＳＭ−５ゼオライトのＰｎｍａ（ｎ°６２）対称グループに結びつく回折図を、小角ではメソ構造化されたマトリクスの虫食い構造に結びつくことが完全に解明され細孔間の相関距離ｄに対応する相関ピークをそれぞれ有する。ＸＲＤ回折図上で得られる角によって、ブラッグの規則：２ｄ・ｓｉｎ（θ）＝ｎ・λを用いて相関距離ｄを導き出すことができる。
【００３３】
ゼオライトナノ結晶の特徴付けのために得られた格子パラメータの値ａ、ｂ、ｃは、当業者に公知のＺＳＭ−５型ゼオライト（ＭＦＩ）について得られた値（「Collection of simukated XRD powder pattern for zeolites」,4th edition,2001,M M J Treacy,J B Higgins）に適合する。
【００３４】
一定の温度で圧力を連続的に高くする際の材料の細孔中の窒素分子の物理的な吸着に対応する窒素吸着等温線分析は、本発明の材料に特有の表面組織上の特徴（細孔直径、多孔度型、比表面積）に関する情報を提供する。特に、窒素吸着等温線分析は、材料の比表面積およびメソ細孔分布への接近方法を提供する。用語「比表面積」は、定期刊行の「The Journal of the American Society」,60,309,(1938)に記載されたＢＲＵＮＡＵＥＲ−ＥＭＭＥＴＴ−ＴＥＬＬＥＲ法を用いて確立される米国標準ＡＳＴＭ Ｄ−３６６３−７８による窒素吸着によって決定されるＢＥＴ比表面積ＳＢＥＴ（ｍ２／ｇ）を意味する。１．５〜５０ｎｍを中心とするメソ細孔の占有率（population）を表す細孔分布がバレット−ジョイナー−ハレンダ（Barrett-Joyner-Halenda：ＢＪＨ）モデルを用いて決定される。ＢＪＨモデルを用いる窒素吸着−脱着等温線は、E P Barrett、L G JoynerおよびP P Halendaによって著された定期刊行の「The Journal of the American Society」,73,373(1951)に記載されている。以下の記載では、所与のメソ構造化されたマトリクス中のメソ細孔直径φは、該当する直径未満の全細孔が窒素等温線の脱着線（desorption arm）上で測定された細孔容積（Ｖｐ）の５０％を構成する直径として規定される窒素脱着の平均直径に対応する。さらに、窒素吸着等温線およびヒステリシスループ（hysteresis loop）の形状は、ゼオライトナノ結晶およびメソ多孔度の性質に関連するミクロ多孔度の存在に関する情報を提供する。例として、ＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶によって構成された本発明の方法の一方または他方を用いて得られた階層的な多孔度を有する材料の窒素吸着等温線が挙げられ、そこでは、メソ構造化されたマトリクスは、純粋にシリカであり、特定のブロック共重合体であるポリ（エチレンオキシド）１０６−ポリ（プロピレンオキシド）７０−ポリ（エチレンオキシド）１０６（ＰＥＯ１０６−ＰＰＯ７０−ＰＥＯ１０６すなわちＦ１２７）を用いて得られ、上記窒素吸着等温線は、Ｐ／Ｐ０（ここで、Ｐ０は、温度Ｔにおける飽和蒸気圧）の低い値に対して、ミクロ細孔材料の特徴であるタイプＩの等温線を有し、Ｐ／Ｐｏのより高い値に対して、タイプＩＶの等温線およびタイプＨ１のヒステリシスループを有し、関連する細孔分布曲線は、１．５〜５０ｎｍを中心とする均一サイズを有するメソ細孔の占有率を表す。メソ構造化されたマトリクスに関して、細孔直径φの値と上記に記載された小角ＸＲＤによって規定される細孔間の相関距離ｄとの間の差は、寸法ｅ（ここで、ｅ＝ｄ−φであり、本発明のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さの特徴である）への接近方法を提供する。
【００３５】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析も、本発明のメソ構造化されたマトリクスを特徴付けるために広く用いられている技術である。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析により、研究されている固体の画像の形成が可能になり、観察されるコントラストが観察される粒子のゼオライト／メソ構造組成物の構造的な組織化、表面組織または形態の特徴であり、分解能は最大で０．２ｎｍに達する。以下の記載では、ＴＥＭ画像は、本発明の材料の球状基本粒子の部分を視覚化するためにサンプルの顕微鏡用に薄片化された部分から生成される。例として、ＺＳＭ−５型ゼオライトナノ結晶（ＭＦＩ）によって構成された本発明の方法の一方または他方を用いて得られた階層的な多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料のために得られたＴＥＭ画像が挙げられ、このＴＥＭ画像では、メソ構造化されたマトリクスが純粋にシリカであり、特定のブロック共重合体Ｆ１２７を用いて得られ、上記ＴＥＭ画像は、同一の球状粒子（材料は暗色区域によって規定される）内に虫食いメソ構造を有し、同一の球状粒子内に、メソ構造化されたマトリクス中に捕捉されたゼオライトナノ結晶を示す実質的に球状の不透明の物体が見られ得る。画像の分析はまた、上記に規定されたメソ構造化されたマトリクスの特徴であるパラメータｄ、φおよびｅへの接近方法を提供する。上記の不透明な物体の代わりにナノ結晶の格子面を同一記録上に視覚化し、これにより、ゼオライトの構造を導き出すことも可能である。
【００３６】
基本粒子の形態および寸法分布は、ＳＥＭ（scanning electron microscopy:走査型電子顕微鏡）によって得られた画像の分析から確立された。
【００３７】
本発明のメソ構造化された材料の構造は、テンプレートとして選択された界面活性剤の性質に応じて虫食い、立方晶系または六方晶系型の構造であってよい。
【００３８】
以下、本発明は、下記実施例によって例示される。
【００３９】
（実施例）
下記実施例では、用いられたエアゾール技術は、本発明の記載において上記に記載されたものである。
【００４０】
（実施例１（本発明）：最終材料の重量の３．７％の量のシリカライト型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶と、純粋なシリカでメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的な多孔度を有する材料の製造）
６．０ｇのＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate：オルトケイ酸塩テトラエチル）を、１０．４ｍｌの水酸化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＯＨ，２０％）中で加水分解した。次いで、１．５ｍｌの水を加え、溶液を攪拌して、透明な溶液を得た。溶液をＴ＝８０°で４日間オートクレーブに入れた。一旦合成が完了すると、遠心分離する（２００００ｒｐｍで１時間）ことによって結晶を回収し、水中に再度分散させ（超音波）、次いで、再分散後の溶液のｐＨが７近くになるまで再度遠心分離した。次いで、０．１％のアンモニア性溶液を加えることによってシリカライト−１ナノ結晶のコロイド懸濁液のｐＨを９．５に調整した。平均シリカライト結晶サイズは１００ｎｍであった。次いで、４００μｌの前記溶液を３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを２に調整した。集合物を上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下に微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記記載の本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中でＴ＝５５０℃で５時間焼成した。小角および広角ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析は、最終物質が虫食い構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカマトリクス中に捕捉されたシリカライトゼオライトナノ結晶によって構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料中の比表面積ＳＢＥＴ＝４８０ｍ２／ｇおよび純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６．２ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、シリカライトゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のＸＲＤによって測定されたミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状の組織化と結びつく相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４０６により、ｄ＝１５ｎｍが得られた。ｅ＝ｄ−φによって規定された純粋なシリカ性のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズ分布が３００ｎｍを中心とすることを示した。
【００４１】
（実施例２（本発明）：最終材料重量の３．７％の量のＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）のゼオライトナノ結晶と、純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的多孔度を有する材料の製造）
０．１４ｇのアルミニウムｓｅｃ−ブトキシドを、７ｇの水酸化テトラプロピルアンモニウム溶液（ＴＰＡＯＨ，２０％）、４．３ｍｌの水および０．００９２ｇの水酸化ナトリウムを含有する溶液に加えた。次いで、６ｇのＴＥＯＳをこの溶液に加え、これを周囲温度で攪拌し、透明な溶液を得た。溶液を、Ｔ＝９５℃で１８時間オーブン内に配置した。１３０ｎｍの平均寸法を有するＺＳＭ−５ゼオライトナノ結晶を含有する乳白色のコロイド懸濁液が得られた。図１は、ＺＳＭ−５ナノ結晶の回折図を示す。次いで、４００μｌの前記溶液を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを、ＨＣｌを用いて２に調整した。集合物を、上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載されたような圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下で微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記の本発明において記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中Ｔ＝５５０℃で５時間焼成した。小角（図２）および広角（図３）ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析（図４）は、虫食い構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカマトリクス中に捕捉されたＺＳＭ−５ゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料中の比表面積ＳＢＥＴ＝４８０ｍ２／ｇおよび純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６．２ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＺＳＭ−５ゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のＸＲＤによって測定されたミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４０６により、ｄ＝１５ｎｍを得た。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定された純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは、９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【００４２】
（実施例３（本発明）：最終材料重量の１０％の量のＺＳＭ−５型（ＭＦＩ）（Ｓｉ／Ａｌ＝５０）のゼオライトナノ結晶と、アルミノケイ酸塩のメソ構造化されたマトリクス（Ｓｉ／Ａｌ＝４）とによって構成された階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の製造）
０．１４ｇのアルミニウム・トリ−ｓ−ブトキシドを、３．５ｍｌのＴＰＡＯＨ、０．０１ｇの水酸化ナトリウムＮａＯＨおよび４．３ｍｌの水を含有す溶液に加えた。アルミニウムアルコキシドを溶解させた後、６ｇのＴＥＯＳを加えた。周囲温度で５時間溶液を攪拌し、Ｔ＝９５℃で１２時間オートクレーブに入れた。得られた白色溶液は、１３５ｎｍのＺＳＭ−５ナノ結晶を含んでいた。溶液を、２０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した。水中に固体を再分散させ、次いで、２０００ｒｐｍで３０分間再度遠心分離した。この洗浄を２回行った。ナノ結晶はゲルを形成し、このゲルを６０℃で終夜オーブン乾燥した。０．４６１ｇのこれらの結晶を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、３．５９ｇのＴＥＯＳ、１．０３ｇのＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＰ１２３界面活性剤を含有する溶液中に、２４時間の超音波攪拌によって再分散させた。集合物を、上記に記載されたようなエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載された方法を用いて圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下で微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記に記載された本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。次いで、粉体を採取し、この粉体を空気中Ｔ＝５５０℃で５時間焼成した。小角および広角（図５）ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付た。ＴＥＭ分析は、虫食い状構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカのマトリクス中に捕捉されたＺＳＭ−５ゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料における比表面積ＳＢＥＴ＝４７８ｍ２／ｇおよびメソ構造化されたアルミノケイ酸塩マトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝４ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＺＳＭ−５ゼオライトの特徴である回折図が得られた（０．５５ｎｍ程度のミクロ細孔寸法）。小角ＸＲＤは、メソ構造化されたマトリクスの虫食い状組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．４）＝１．５４６により、ｄ＝１１ｎｍが与えられた。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定されたアルミノケイ酸塩のメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは７ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【００４３】
（実施例４（本発明）：最終材料重量の３．７％の量のタイプＡゼオライトナノ結晶（ＬＴＡ）（ＳＩ／Ａｌ＝６）と、純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスとによって構成された階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料の製造）
２．１９ｇのアルミニウムイソプロポキシドを、３．５ｍｌの水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＯＨ）、０．０１ｇの水酸化ナトリウムＮａＯＨおよび２８ｍｌの水を含有する溶液に加えた。アルミニウムアルコキシドを溶解させた後、６ｇのＴＥＯＳを加えた。周囲温度で５時間溶液を攪拌し、Ｔ＝９５℃で１２時間オートクレーブに入れた。白色溶液が得られ、これは、１４０ｎｍのＬＴＡナノ結晶を含んでいた。次いで、４００μｌのこの溶液を、３０ｇのエタノール、１５ｍｌの水、４．５ｇのＴＥＯＳ、０．０３６ｍｌのＨＣｌおよび１．４ｇのＦ１２７界面活性剤を含有する溶液に加えた。溶液のｐＨを２に調整した。集合物をエアゾール発生器の霧化チャンバに送り、上記に記載された方法を用いて圧力（Ｐ＝１．５バール）下に導入されたベクトルガス（乾燥空気）の作用の下に微細な液滴の形態に溶液を霧化した。上記の本発明に記載されたプロトコールを用いて液滴を乾燥した。乾燥オーブンの温度を３５０℃に固定した。粉体を採取し、次いで、これを空気中５時間Ｔ＝５５０℃で焼成した。小角および広角ＸＲＤ、窒素吸着等温線、ＴＥＭおよび蛍光Ｘ線によって固体を特徴付けた。ＴＥＭ分析は、虫食い状構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する純粋なシリカのマトリクス中に捕捉されたタイプＡゼオライトのナノ結晶によって最終材料が構成されることを示した。窒素吸着等温線分析により、最終材料における比表面積ＳＢＥＴ＝４７８ｍ２／ｇおよび純粋なシリカののメソ構造化されたマトリクスの特徴であるメソ細孔直径φ＝６ｎｍが得られた。広角ＸＲＤにより、ＬＴＡゼオライトの特徴である回折図が得られた。小角ＸＲＤは、多孔度の虫食い組織化に関連する相関ピークを示した。ブラッグの関係式２ｄ・ｓｉｎ（０．３）＝１．５４６により、ｄ＝１５ｎｍが得られた。これにより、ｅ＝ｄ−φによって規定される純粋なシリカのメソ構造化されたマトリクスの非晶質壁の厚さｅは９ｎｍであった。得られた球状基本粒子のＳＥＭ画像は、粒子サイズが５０〜７００ｎｍの直径によって特徴付けられ、粒子サイズの分布が３００ｎｍ前後を中心とすることを示した。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例２のＺＳＭ−５ナノ結晶の回折図を示す。
【図２】実施例２の小角ＸＲＤを示す。
【図３】実施例２の広角ＸＲＤを示す。
【図４】実施例２のＴＥＭ分析を示す。
【図５】実施例３の広角ＸＲＤを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層的な多孔度を有し、かつ、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成された材料であって、該球状粒子のそれぞれは、細孔サイズが０．２〜２ｎｍであるゼオライトナノ結晶と、ケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化されたマトリクスとを含み、該マトリクスは、細孔サイズが１．５〜３０ｎｍであり、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する、材料。
【請求項２】
前記ゼオライトナノ結晶の細孔寸法は０．２〜０．６ｎｍである、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記メソ構造化されたマトリクスの細孔サイズは１．５〜１０ｎｍである、請求項１または２に記載の材料。
【請求項４】
前記メソ構造化されたマトリクスは、六方晶系、立方晶系または虫食い状構造を有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の材料。
【請求項５】
ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスは全体的にシリカである、請求項１〜４のいずれか１つに記載の材料。
【請求項６】
ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスはアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびニオブによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘを含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の材料。
【請求項７】
元素Ｘはアルミニウムである、請求項６に記載の材料。
【請求項８】
前記マトリクスのＳｉ／Ａｌ比は少なくとも１である、請求項７に記載の材料。
【請求項９】
ゼオライトナノ結晶は構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵまたはＬＴＡを有するゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１０】
前記ゼオライトナノ結晶は少なくとも１種の全体的にシリカのゼオライトを含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１１】
前記ゼオライトナノ結晶は少なくとも１種のケイ素およびアルミニウムを含有するゼオライトを含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１２】
比表面積が１００〜１１００ｍ２／ｇである、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の材料を製造する方法であって、
ａ）テンプレートの存在下に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、
ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および工程ａ）により得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、
ｄ）該液滴を乾燥する工程と、
ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的な多孔度を有する材料を得る工程と、
を包含する、方法。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の材料を製造する方法であって、
ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で該溶液中に分散するゼオライト結晶を混合する工程と、
ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、
ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、
ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程と、
を包含する、方法。
【請求項１５】
元素Ｘはアルミニウムである、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記界面活性剤は３ブロックの共重合体であり、各ブロックはポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される、請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記３ブロックの共重合体は２つのポリ（エチレンオキシド）鎖および１つのポリ（プロピレンオキシド）鎖によって構成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
階層的な多孔度を有し、かつ、少なくとも２つの球状基本粒子によって構成された材料であって、該球状粒子のそれぞれは、細孔サイズが０．２〜２ｎｍであるゼオライトナノ結晶と、ケイ素酸化物をベースとし、メソ構造化されたマトリクスとを含み、該マトリクスは、細孔サイズが１．５〜３０ｎｍであり、厚さ１〜２０ｎｍの非晶質壁を有し、該球状基本粒子は、１０μｍの最大直径を有する、材料。
【請求項２】
前記ゼオライトナノ結晶の細孔寸法は０．２〜０．６ｎｍである、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記メソ構造化されたマトリクスの細孔サイズは１．５〜１０ｎｍである、請求項１または２に記載の材料。
【請求項４】
前記メソ構造化されたマトリクスは、六方晶系、立方晶系または虫食い状構造を有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の材料。
【請求項５】
ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスは全体的にシリカである、請求項１〜４のいずれか１つに記載の材料。
【請求項６】
ケイ素酸化物をベースとする前記マトリクスはアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびニオブによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘを含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の材料。
【請求項７】
元素Ｘはアルミニウムである、請求項６に記載の材料。
【請求項８】
前記マトリクスのＳｉ／Ａｌ比は少なくとも１である、請求項７に記載の材料。
【請求項９】
ゼオライトナノ結晶は構造型ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵまたはＬＴＡを有するゼオライトから選択された少なくとも１種のゼオライトを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１０】
前記ゼオライトナノ結晶は少なくとも１種の全体的にシリカのゼオライトを含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１１】
前記ゼオライトナノ結晶は少なくとも１種のケイ素およびアルミニウムを含有するゼオライトを含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１２】
比表面積が１００〜１１００ｍ２／ｇである、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の材料を製造する方法であって、
ａ）テンプレートの存在下に、３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成して、該ナノ結晶が分散されたコロイド溶液を得る工程と、
ｂ）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および工程ａ）により得られた少なくとも１種のコロイド溶液を混合する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、
ｄ）該液滴を乾燥する工程と、
ｅ）該テンプレートおよび該界面活性剤を除去して、階層的な多孔度を有する材料を得る工程と、
を包含する、方法。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の材料を製造する方法であって、
ａ’）溶液中で、少なくとも１種の界面活性剤、少なくとも１種のシリカ前駆体、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも１種の元素Ｘの少なくとも１種の随意の前駆体、および３００ｎｍの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で該溶液中に分散するゼオライト結晶を混合する工程と、
ｂ’）工程ａ’）で得られた該溶液をエアゾール霧化して、２００μｍ未満の直径を有する球状液滴を形成させる工程と、
ｃ’）該液滴を乾燥する工程と、
ｄ’）少なくとも該界面活性剤を除去する工程と、
を包含する、方法。
【請求項１５】
元素Ｘはアルミニウムである、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記界面活性剤は３ブロックの共重合体であり、各ブロックはポリ（アルキレンオキシド）鎖によって構成される、請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記３ブロックの共重合体は２つのポリ（エチレンオキシド）鎖および１つのポリ（プロピレンオキシド）鎖によって構成される、請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−８５１０（Ｐ２００６−８５１０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８５０５５（Ｐ２００５−１８５０５５）
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（５９１００７８２６）アンスティテュ フランセ デュ ペトロール (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＳＴＩＴＵＴ ＦＲＡＮＣＡＩＳ ＤＵ ＰＥＴＲＯＬ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（５９１００７８２６）アンスティテュ フランセ デュ ペトロール (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＳＴＩＴＵＴ ＦＲＡＮＣＡＩＳ ＤＵ ＰＥＴＲＯＬ
【Ｆターム（参考）】
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