多孔结晶合成材料, 其合成和应用制造技术

一种多孔结晶的合成材料，其特征是Ｘ射线衍射谱显示的值基本上是本说明书表１中所提出的值，系从含钠阳离子，含至少３０％重量比的固体氧化硅石、氧化铝、水和六甲撑亚胺的反应混合物制备而成。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于多孔结晶合成材料，其制备方法和其在有机化合物的催化转化中的应用。无论是天然还是合成的沸石，在此之前都已显示出对各种烃的转化具有催化的性质。某些沸石是一些有序的多孔结晶的铝硅酸盐，具有由X射线衍射法所测定的确定的结晶结构，结晶体内有大量的较小的空穴，空穴可能被许多更小的槽或细孔彼此连系起来。就专门的沸石来说，这些空穴和细孔在大小上是一致的。由于这些细孔的大小能容纳某些大小的被吸附的分子而同时拒绝了大尺寸的分子，故这些物质已习惯于被称作“分子筛”，以各种方式应用在能发挥其长处的地方。无论是天然还是合成的分子筛都包含各种正离子的结晶硅酸盐。这些硅酸盐可以表述为SiO4和周期表ⅢA族元素氧化物，例如AlO4的三维刚性骨架，在这种骨架结构中，四面体由于氧原子的共享而交联起来，其中ⅢA族元素，例如铝原子和硅原子的总和与氧原子的比为1∶2。含ⅢA族元素，例如铝的四面体的电子价被其中所夹杂的阳离子-例如碱金属或碱土金属阳离子-的结晶所平衡。这种四面体可以表达如下，即其中，ⅢA族元素，例如铝，对各种阳离子数，例如Ca/2，Sr/2，Na，K或Li的比例等于1。利用离子交换技术，以通用的方式可以使一种阳离子部分或全部被另一种阳离子所取代。通过这种阳离子交换法以及选择适当的阳离子已经能够改变给定的硅酸盐的一些性质。已有技术已经导致形成了各种各样的合成沸石。这些沸石的许多-->种已经习惯于用字母或其它传统符号来表示。例如沸石A（美国专利2，882，243），沸石X（美国专利2，882，244），沸石Y（美国专利3，130，007），沸石ZK-5（美国专利3，247，195），沸石ZK-4（美国专利3，314，752），沸石Z  SM-5（美国专利3702，886），沸石Z  SM-11（美国专利3，709，979），沸石Z  SM-12（美国专利3，832，449），沸石Z  SM-20（美国专利3，972，983），Z  SM-35（美国专利4，016，245）和沸石Z  SM-23（美国专利4，076，842）。给定的沸石的SiO2/Al2O3比常常是可变的。例如，沸石X可以2至3的SiO2/Al2O3比来合成;沸石Y可以3至6合成。在某些沸石中，SiO2/Al2O3比的上限是不限定的。ZSM-5是其例之一，其中的SiO2/Al2O3比至少为5，高可以高至现有分析测定技术的上限。美国专利3，941，871（Re，29，948）披露了一个多孔结晶的硅酸盐，其由含不精确加入的氧化铝和显示ZSM-5特征X射线衍射谱的反应混合物所制备。美国专利4，061，724，4，073，865和4，104，294都阐述了各种氧化铝和金属含量的结晶硅酸盐。首先，本专利技术是关于多孔结晶的合成材料，其特征是利用X射线衍射，其谱线包含了基本上是本专利技术专利说明书中表Ⅰ列出的各个值，并具有大于10重量%水蒸汽、大于4.5重量%环己烷蒸气和大于10重量%正己烷蒸气的平衡吸附力。本专利技术的多孔结晶材料看起来与美国专利4，439，409中阐述的名为“P  SH-3”的构成物有关。但本结晶物质看来并不含有所有在P  SH-3构成物中明显存在的成分。尤其是，本专利技术的构成物没有受到其它结晶-例如Z  SM-12或Z  SM-5-结晶的玷污，与按美国专利4，439，409合成出来的P  SH-3构成物相比较，显示出不寻常的吸附力和独特的催化应用性。本专利技术的结晶物可以利用含所需氧化物的原料与六甲撑亚胺定向-->剂一起的反应混合物的结晶作用而合成。但已发现，尤其是当本专利技术的结晶物是硅酸盐时，采用固体含量相对较高的氧化硅原料是很重要的。其次，本专利技术的第二个方面是关于按本专利技术的一个方面来制备合成结晶物的方法，本专利技术由制备反应混合物（反应混合物能在结晶后形成所述的物质，所述的反应混合物含足够量的碱金属或碱土金属阳离子，含至少约30重量%固体YO2的四价氧化物YO2的原料，三价氧化物X2O3的原料，水和六甲撑亚胺）以及将所述的反应混合物保持在足够结晶化的条件中直至所述物质的结晶形成为止。本专利技术的结晶物具有下面的构成，包括相应的摩尔比例关系：式中X是三价元素，例如铝，硼，铁和/或镓，最好是铝，Y是四价元素，例如硅和/或锗，最好是硅，n至少是10，通常从10至150，较好是10到60，最好是20至40。物质在合成形态下，按照无水物的计算法和每n个摩尔的YO2具有的氧化物的摩尔数，具有下列分子式：式中R是有机体部分，Na和R组分作为它们在结晶时存在的结果而与该物质联系在一起，并易于用后结晶方法（于后面细述）除去。本专利技术的结晶物质是热稳定的，具有很高的表面积（大于400m2/g）与有类似结晶结构的相比较有不同寻常的吸附力。从上面的结构式已可看出，本专利技术的结晶物合成时几乎无Na阳离子。因此，它可用作具有酸活性而无交换步骤的催化剂。然而，根据需要，合成材料中有原有钠阳离子可以现有技术中所熟知的工艺手段来取代，至少可用离子交换法用其它阳离子部分取代。推荐取代的阳离子包括金属离子，氢离子，氢产物母体一例如铵，离子和其混合物。最好是采用对某种烃转化反应具有催化活性的那些阳离子。这些阳离子包括氢，稀土金-->属和元素周期表中ⅡA，ⅢA，ⅣA，ⅠB，ⅡB，ⅢB，ⅣB和Ⅷ族的金属。就其灼烧的形式而言，本专利技术的结晶物看来是由单晶相（带少量的或测不到的杂质晶相）所组成，具有下面表Ⅰ中所列示的X射线衍射谱，这些谱图与其它已知的结晶物的谱图有所不同：表Ⅰ晶面间的d-间距（A）  相对强度I/Io×10030.0±2.2  W-M22.1±1.3  W更为特定的是下面表Ⅱ所列：表Ⅱ晶面间的d-间距（A）  相对强度I/Io×10030.0±2.2  W-M22.1±1.3  W3.91±0.07  M-VS至目前为止更为特定的是下面表Ⅲ所列：表Ⅲ晶面间的d-间距（A）  相对强度I/Io×10030.0±2.2  W-M22.1±1.3  W6.00±0.10  W-M4.64±0.08  W4.06±0.07  W-S3.91±0.07  M-VS最特别的是本专利技术的灼烧过的结晶材料的X射线衍射谱图包括在下面表Ⅳ中所列的谱图。-->表Ⅳ晶面间的d-间距（A）  相对强度I/Io×10030.0±2.2  W-M22.1±1.3  W12.36±0.2  M-VS11.03±0.2  M-S8.83±0.14  M-VS6.86±0.14  W-M6.18±0.12  M-VS6.00±0.10  W-M5.54±0.10  W-M4.92±0.09  W4.64±0.08  W4.41±0.08  W-M4.25±0.08  W4.10±0.07  W-S4.06±0.07  W-S3.91±0.07  M-VS3.75±0.06  W-M3.56±0.06  W-M3.42±0.06  VS3.30±0.05  W-M3.20±0.05  W-M3.14±0.05  W-M3.07±0.05  W2.99±0.05  W-->2.82±0.05  W2.78±0.05  W2.68±0.05  W2.59±0.05  W上述这些数值都用标准技术来确定的。辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成的多孔结晶物质，其特征是，其Ｘ射线衍射谱基本上包括了本专利说明书中表Ⅰ提出的诸值，而且具有大于１０重量％水蒸汽，大于４．５重量％环已烷蒸气和大于１０重量％正已烷蒸气的平衡吸附能力。

【技术特征摘要】
1、一种合成的多孔结晶物质，其特征是，其X射线衍射谱基本上包括了本专利说明书中表Ⅰ提出的诸值，而且具有大于10重量%水蒸汽，大于4.5重量%环已烷蒸气和大于10重量%正已烷蒸气的平衡吸附能力。2、按权利要求1中提出的合成多孔结晶物质，其特征是，其X射线衍射谱基本上包括了本专利说明书中表Ⅱ提出的诸值。3、按权利要求1中提出的合成多孔结晶物质，其特征是，其X射线衍射谱基本上包括了本专利说明书中表Ⅲ提出的诸值。4、按权利要求1中提出的合成多孔结晶物质，其特征是，其X射线衍射谱基本上包括了本专利说明书中表Ⅳ提出的诸值。5、按上述任一权利项中的结晶物质，其具有下述摩尔比例的组成物X2O3＝（n）YO2，式中n至少10，X是三价元素，Y是四价元素。6、按权利要求5的结晶物质，其中X由铝组成，Y由硅组成。7、按权利要求6的结晶物质，其中n从20至40。8、一种制备权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：波琴NMN丘，梅柯尼希鲁宾，
申请(专利权)人：美孚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]