>[0056] 构成本发明的催化剂的多孔质氧化物所含有的碱金属和碱±金属的含量为0.00 重量% ^上2.00重量% ^下,优选为0.00重量% ^上,优选为1.00重量% ^下,进一步优选 为0.5重量%^下。另外,上述值为看作是催化剂所包含的金属的碱金属和碱±金属的含 量,可W通过ICP发光分析、ICP质谱分析、原子吸收光谱分析等方法来测定。
[0057] 例如,在W包含碱金属娃酸盐、碱±金属娃酸盐等娃酸盐的物质作为原料,来制造 本发明的催化剂中使用的娃氧化物的情况下,碱金属和碱±金属作为离子而包含在原料 中,因此本发明中使用的娃氧化物中,能够包含碱金属或碱±金属。如果将该娃氧化物用酸 进行处理,则碱金属离子或碱±金属离子被除去,该部分中为了保持电中性而置换成氨离 子。该氨离子作为布朗斯台德酸起作用,通过控制其量,不仅可W控制酸量的分布,而且可 W控制酸强度。推测本发明的从低级硅烷向高级硅烷转变的反应,如果有酸部位则被促进, 根据酸部位的强度、分布状态而反应速度、反应选择性发生变化。
[0058] 本发明的催化剂所使用的多孔质氧化物如先前说明地那样具有均匀且规则的细 孔,优选该多孔质氧化物为结晶性,形成来源于其晶体结构、规则地排列的细孔。此时也能 够仅由娃氧化物(娃-氧键)来形成结晶,但在侣、其它金属共存的情况下,可W引入运些金 属而形成结晶。作为运样的结晶性的主要包含娃氧化物的多孔质氧化物,已知含有侣和娃 的娃侣酸盐、含有侣W外的其它金属(例如,铁、错、锋、铁、棚、嫁等)和娃的金属娃酸盐。运 些结晶性的娃氧化物中,从具有均匀的细孔方面考虑,优选使用结晶性沸石。
[0059] 作为本发明的催化剂优选使用的结晶性沸石一般具有下述式(I)所示的组成。
[0060] (Ml,M2l/2)m(AlmSin〇2(m+n)) ?址2〇(1)
[OOW] 上述式(I)中,M嗦示Li+、Na+、r等碱金属离子或氨离子,M嗦示Ca2+、Mg2+、Ba 2+等碱 上金属离子,m和n为整数,满足n含m,X为整数。
[0062] 上述沸石中,Ml和M2的阳离子具有由AlmSin化(m+n)形成的侣娃酸盐骨架的负电荷被 补偿的组成。而且,成为沸石的基本单元的结构为SKk或Al化的四面体结构,它们在3维方向 上无限相连,形成结晶。此外,上述沸石可W具有将上述式(I)的侣元素的至少一部分置换 成了锋、铁、棚、嫁、憐等其它元素的金属娃酸盐骨架。此外,可W使用具有将上述沸石的娃 元素的至少一部分置换成了其它元素的骨架的沸石。
[0063] 作为上述沸石,也有天然的沸石(天然沸石),但从作为催化剂使用运样的观点考 虑,优选为规整性高的合成沸石。合成沸石一般使用水玻璃、娃酸钢、胶态二氧化娃等作为 二氧化娃源,在其中混合作为氧化侣源的化合物、作为上述的铁、棚、铁、嫁、憐、等元素的氧 化物源的化合物,在碱性水溶液中进行水热合成来制造。在通过水热合成而生成的沸石的 状态下,如上述式(I)所示那样,是具有钢、钟等碱金属的状态,即使在该状态下使低级硅烷 接触进行向高级硅烷转变的反应,催化活性也低。
[0064] 本发明中,如先前所说明地那样,在上述式(I)所示的沸石中,需要碱金属离子和 碱±金属离子的全部或至少一部分通过离子交换等被置换成氨离子,碱金属和碱±金属的 含量成为0.00重量% ^上2.00重量%^下。由此推测,在娃氧化物(典型地为沸石)的表面 出现酸部位,具有催化活性。其晶体结构根据其合成条件而变化,如果结构改变则规整性也 改变,因此期待酸的分布、强度也变化,实际上,根据其骨架结构,硅烷类的反应性也变化。
[0065] 上述沸石的骨架结构被国际沸石学会数据库化,通过由3个大写字母构成的结构 代码来表现。作为上述沸石,可举出例如,BEA型沸石、FER型沸石、LTA型沸石、MFI型沸石、 MOR型沸石、MWW型沸石、l;rL型沸石、FAU型沸石、ERI型沸石、CHA型沸石、OFF型沸石等。
[0066] 上述沸石中,从低级硅烷向高级硅烷的转变反应良好运样的方面考虑,优选为BEA 型沸石、阳R型沸石、LTA型沸石、MFI型沸石、MOR型沸石和MWW型沸石,更优选为MFI型沸石。 推测运些沸石不仅进行上述反应,而且具有适当的酸的分布和酸强度。
[0067] 作为上述肥A型沸石,可举出例如,0型沸石等。作为上述FER型沸石,可举出例如, 儀碱沸石等。作为上述LTA型沸石,可举出例如A型沸石等。作为上述MFI型沸石,可举出例 如,ZSM-5等。作为上述MOR型沸石,可举出例如,丝光沸石类。作为上述MWW型沸石,可举出例 如,MCM-22等。作为上述Lll型沸石,可举出例如,L型沸石等。作为上述FAU型沸石,可举出例 如,X型沸石、Y型沸石、八面沸石等。作为上述邸I型沸石,可举出例如,毛沸石等。作为上述 CHA型沸石,可举出例如,菱沸石等。作为上述OFF型沸石,可举出例如,菱钟沸石等。运些沸 石中,进一步优选为MFI型沸石。
[0068] 本发明的多孔质氧化物为包含娃侣酸盐或金属娃酸盐的结晶性氧化物的情况下, 在多孔质氧化物中的娃侣酸盐或金属娃酸盐中,优选补偿骨架的负电荷的碱金属离子或碱 ±金属离子的一部分或全部被置换成氨离子。娃侣酸盐或金属娃酸盐所含有的氨离子的 量,可W通过从为了补偿娃侣酸盐或金属娃酸盐骨架的负电荷而保持电中性所需要的离子 的总量,减去娃侣酸盐或金属娃酸盐所含有的碱金属离子和碱±金属离子的总量来算出。 氨离子由于如上所述作为酸而起作用,因此算出的氨离子的量为多孔质氧化物所含有的酸 量。
[0069] 本发明的多孔质氧化物为包含娃侣酸盐或金属娃酸盐的结晶性氧化物(典型地为 沸石)的情况下,多孔质氧化物中的娃侣酸盐或金属娃酸盐所包含的碱金属离子或碱±金 属离子向氨离子的交换可W按照公知的方法或基于公知的方法来进行。例如,通过将具有 上述碱金属离子或碱±金属离子的娃复合氧化物用锭盐溶液处理,从而将碱金属离子或碱 ±金属离子交换成锭离子后,在高溫烧成,可W转变为被置换成氨离子的形态。
[0070] 此外,作为获得包含上述的被置换成氨离子的娃侣酸盐或金属娃酸盐的结晶性氧 化物(典型地为沸石)的方法,除了上述离子交换W外,也可举出使用微粉末二氧化娃、胶态 二氧化娃、四乙氧基硅烷(TEOS)等作为二氧化娃源,在其中混合金属侣、硫酸侣、硝酸侣、侣 酸钢等成为氧化侣源的化合物、或成为上述铁、棚、铁、憐、嫁等元素的氧化物源的化合物, 加入季锭盐那样的有机结构导向剂、水,进行水热合成而制造的方法。
[0071] 在作为本发明的催化剂使用的娃氧化物中包含侣的情况下,典型地包含娃侣酸盐 的情况下,Si〇2/Al2〇3摩尔比可W取任意的值,但通常为5W上,优选为IOW上,更优选为20 W上,通常为5,000W下,优选为3,000W下,更优选为2,000W下。通过使Si化/Ab化摩尔比 在上述范围,有变为对于生成乙硅烷等高级硅烷的反应而言适合的酸强度的倾向。另外,上 述Si化/A12化摩尔比可W通过例如巧光X射线分析等来求出。
[0072] 如上所述,氨离子的量可W通过从为了补偿骨架的负电荷而保持电中性所需的离 子的总量中减去娃侣酸盐或金属娃酸盐所含有的碱金属离子和碱±金属离子的总量来算 出,运里对于具体的计算方法例进行记载。考虑W在Si化/Ab化摩尔比为1500的ZSM-5沸石 中含有0.01重量%的化的情况为例。ZSM-5沸石Ig所包含的Al的量为83.8微摩尔,运是为了 补偿骨架的负电荷而保持电中性所需要的离子的总量。另一方面,ZSM-5沸石Ig所包含的化 的量为4.3微摩尔。其结果是ZSM-5沸石Ig所包含的氨离子的量算出为79.5微摩尔。
[0073] 作为本发明的催化剂而使用的多孔质氧化物的由BET法(来源:吸着。科学応用 小野嘉夫铃木励/著讲谈社scientific/编集)得到的比表面积优选为IOOmVgW上,更优选 为200mVg W上,优选为1,OOOmVg W下,更优选为SOOmVg W下。
[0074] 另外,作为本发明的催化剂而使用的多孔质氧化物中,为了进一步改善作为催化 剂的性能、特性,根据需要,例如,可W适当通过离子交换法、含浸法等导入销、钮、钉、锭、 铜、银、钢、儀、铁、钻等具有催化剂功能的适当的过渡金属元素。
[0075] 在需要将上述多孔质氧化物成型的情况下,可W按照公知的方法或基于公知的方 法,通过各种方法来成型。例如,可W将氧化侣、二氧化娃、二氧化娃氧化侣、氧化错、氧化 儀、二氧化铁、粘±矿物等适当的粘合剂与多孔质氧化物混合,将所得的混合物通过例如挤 出成型等方法来成型。此外,可W不使用粘合剂,例如将多孔质氧化物通过压缩成型法等来 成型。通过运样地成型可W制成适当的尺寸、形状,可W使其更适合于本发明中制造高级娃 烧时的反应形式、工艺等。
[0076] (高级硅烷的制造)
[0077] 本发明的高级硅烷的制造方法是,通过使低级硅烷与上述高级硅烷的制造催化剂 接触,来使该低级硅烷向娃数比该低级硅烷多的高级硅烷转变的方法。
[0078] 作为高级硅烷的原料的低级硅烷,根据作为目标的高级硅烷,可W使用适当的低 级硅烷作为原料。作为用作原料的低级硅烷,可举出例如,甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷等硅烷类 (Sin出n化n为IW上的整数)。运些硅烷类可W使用单独巧巾,或混合使用巧巾W上。例如,在使 乙硅烷为目标生成物(高级硅烷)的情况下,将甲硅烷作为原料(低级硅烷)使用。在本发明 的制造方法中,原料所用的低级硅烷可W不稀释而直接使用,也可W用其它稀释气体稀释 而使用,哪种都可W。稀释的情况下的稀释气体只要是氮、氨、氣、氮等相对于低级硅烷为非 活性的气体,就没有特别限制。原料气体中的低级硅烷的浓度只要通常为Ivol% W上,优选 为IOvol % W上,更优选为20vol % W上,通常为95vol % W下,优选为90vol % W下,更优选 为SOvol % W下即可,但浓度越高则越可W谋求制造装置的紧凑化,因此优选。此外,如果进 一步考虑谋求制造装置的紧凑化,则原料气体中的低级硅烷的浓度可W优选为50vol% W 上,优选为lOOvol% W下。对于无催化剂体系,为了抑制娃的析出,有时使用使氨与原料气 体共存的方法,但在本发明中,使原料气体中共存氨的必要性低,与无催化剂体系的制造方 法相比,制造装置的小型化、制造成本的降低等可W提高生产性。
[0079] 在本发明的制造方法中,作为原料使用的低级硅烷和作为目标生成物的高级硅烷 没有特别限定,对于(1)低级硅烷为甲硅烷,高级硅烷为乙硅烷和丙硅烷,从甲硅烷制造乙 硅烷和丙硅烷的方法,(2)低级硅烷为甲硅烷,局级硅烷为乙硅烷,从甲硅烷制造乙硅烷的 方法,(3)低级硅烷为乙硅烷,局级硅烷为丙硅烷,从乙硅烷制造丙硅烷的方法,可W适合适 用。
[0080] 原料所使用的低级硅烷只要对反应为非活性,则可W含有杂质。另一方面,氧、二 氧化碳、一氧化碳、胺、腊等含氮化合物、水、醇、醒、酬等含氧化合物、乙締、乙烘等締控类、 麟类由于具有阻害催化活性的可能性,因此优选尽量减少。
[0081] 在本发明的制造方法中,使低级硅烷与制造催化剂接触的溫度是,比除了不使用 制造催化剂W外使压力、滞留时间、原料气体中的低级硅烷的浓度、反应形式等全部同等的 条件下,通过低级硅烷的热分解而实质上开始生成高级硅烷的溫度低的溫度。根据本发明,