以减少的处理制备介孔沸石制造技术

本文描述了用于将介孔性引入沸石材料中的方法，其使用酸处理、任选的表面活性剂处理和碱处理，而在各步骤之间没有过滤或纯化步骤。特别地，所述方法通常涉及使沸石材料经受酸处理，随后经受表面活性剂处理和碱处理。所述方法可以有效地将介孔性引入各种沸石材料，例如沸石中。

Preparation of mesoporous zeolites with reduced treatment

A method for introducing mesoporous properties into a zeolite material is described, which uses acid treatment, optional surfactant treatment and alkali treatment without filtering or purifying steps among the steps. In particular, the method generally involves making the zeolite material undergo acid treatment, followed by surfactant treatment and alkali treatment. The method can effectively introduce mesoporous properties into a variety of zeolite materials, such as zeolites.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以减少的处理制备介孔沸石相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2014年12月11日提交的题为“PREPARATIONOFMESOPOROUSZEOLITESWITHREDUCEDPROCESSING”的美国临时专利申请序列号62/090,680的优先权权益，其全部公开内容以引用方式并入本文中。
技术介绍
1.
本专利技术的一个或多个实施方案涉及用于制备介孔沸石的方法。更具体地，本文所述的各种实施方案涉及通过使用最少的过滤步骤的方法制备介孔沸石。2.相关技术说明以前，例如在美国专利第7,589,041号中已经描述了将介孔性引入沸石中的方法。如前所述，这些沸石可以在成孔剂(例如表面活性剂)的存在下在受控的pH下在一定的时间和温度条件下进行处理，以将介孔性引入沸石中。此后，可以处理介观结构材料以移除成孔剂(例如，通过煅烧或化学提取)。虽然在将介孔性引入沸石中的技术中已经取得了进展，但仍需要改进。
技术实现思路
本专利技术的一个或多个实施方案涉及用于制备包含介孔沸石的材料的方法。所述方法包括：(a)使初始沸石与酸接触以产生酸处理的沸石，其中步骤(a)的所述接触在包含第一固相和第一液相的第一浆料中进行；以及(b)在步骤(a)之后，使所述酸处理的沸石与碱接触，从而提供碱处理的沸石，其中步骤(b)的所述接触在包含第二固相和第二液相的第二浆料中进行，其中至少30重量％的所述第一液相也存在于所述第二液相中，所述碱处理的沸石的至直径介孔体积大于所述初始沸石的所述介孔体积，并且所述第二液相的pH高于所述第一液相的pH。本专利技术的一个或多个实施方案涉及用于制备包含介孔沸石的材料的方法。所述方法包括：(a)使初始沸石材料与酸接触，从而形成包含至少一部分所述酸、酸处理的沸石材料和液体的第一混合物；(b)使所述第一混合物与表面活性剂接触，从而形成第二混合物，所述第二混合物包含至少一部分所述表面活性剂、至少一部分所述酸、至少30重量％的来自所述第一混合物的所述液体以及表面活性剂处理的沸石材料；(c)使所述第二混合物与碱接触，从而形成第三混合物，所述第三混合物包含至少一部分所述酸、至少一部分所述表面活性剂、至少一部分所述碱、至少30重量％的来自所述第一混合物的所述液体以及碱处理的沸石材料；以及(d)从所述第三混合物回收至少一部分所述碱处理的沸石材料，从而形成所述介孔沸石材料。本专利技术的一个或多个实施方案涉及用于制备包含介孔沸石的材料的方法。所述方法包括：(a)使初始沸石与酸接触以产生酸处理的沸石，其中步骤(a)的所述接触在包含第一固相和第一液相的第一浆料中进行；以及(b)在步骤(a)之后，使所述酸处理的沸石与碱和表面活性剂接触，从而提供碱处理的沸石，其中步骤(b)的所述接触在包含第二固相和第二液相的第二浆料中进行，其中至少30重量％的所述第一液相也存在于所述第二液相中，所述碱处理的沸石的至直径介孔体积大于所述初始沸石的所述介孔体积，并且所述第二液相的pH高于所述第一液相的pH。具体实施方式本专利技术的各种实施方案涉及用于制备含有介孔沸石材料的材料的方法。更具体地，本专利技术总体上涉及可以更有效地将介孔性纳入沸石材料中的方法。不同于现有的介孔形成方法，其通常在其各种反应物的添加之间使用过滤步骤，本文所述的方法可以不包括这些过滤步骤中的一个或多个。因此，本文所述的方法可以允许更有效的方法，其可以不包括不必要的处理步骤，同时保持或增加介孔沸石材料的所得产率。在某些实施方案中，本文所述的方法中的每个步骤可以在相同的反应器和/或浆料中进行，除了最终的固体/液体分离以回收介孔沸石以外，不需要额外的过滤。在各种实施方案中，所述方法可以涉及使初始沸石材料以特定顺序经受酸处理、碱处理和表面活性剂处理，并且在这些处理之间不进行任何过滤处理。本专利技术的方法可涉及多个处理步骤，包括但不限于酸处理步骤、表面活性剂处理步骤和碱处理步骤，所述处理步骤可以任何顺序发生和/或分开发生或同时发生。此外，取决于待处理的初始沸石材料和在介孔产物中要获得的所需性质，可排除或修改上述处理步骤中的一个或多个。在下面的描述中进一步描述本专利技术的方法及其各种实施方案。本专利技术的各种实施方案所预期的介孔纳入方法(例如，在沸石中引入介孔性)通常可包括以下步骤：1.任选地在表面活性剂存在下，在各种时间和温度条件下，使含有初始沸石材料的浆料与酸接触以形成酸处理的沸石。2.任选地使含有酸处理的沸石的经处理的浆料与表面活性剂接触以产生表面活性剂处理的沸石，其中经处理的浆料在接触表面活性剂之前未经受纯化或过滤步骤。3.任选地在表面活性剂存在下使包含酸处理的沸石和/或表面活性剂处理的沸石的经处理的浆料与碱接触以产生碱处理的沸石，其中经处理的浆料在接触碱之前未经受纯化或过滤步骤。4.例如通过煅烧(移除)和/或化学提取(回收)来移除和/或回收表面活性剂(如果存在)。5.对所得材料进行化学改性(例如，通过与稀土的离子交换；与粘合剂、基质和添加剂共混；以及成型(例如，成珠、球粒和FCC微球))。在一个或多个实施方案中，可以使用美国专利第7,589,041号中描述的任何试剂和任何条件进行介孔形成过程，所述专利的全部公开内容以引用方式并入本文中。为了便于参考，下文将该方法描述为以特定顺序发生。尽管以下描述出于描述的目的描述了处理步骤的特定顺序，但本领域技术人员应理解，可以改变本文所述的各种处理步骤的时限、频率和利用。例如，可以组合某些处理步骤(例如，表面活性剂处理和碱处理)或者从下面描述的顺序改变酸处理步骤、表面活性剂处理步骤和碱处理步骤中的一个或多个的顺序，只要没有在这些步骤之间实施过滤和/或纯化步骤。如上所述，初始沸石材料可用于形成本文所述的介孔沸石材料。在一个或多个实施方案中，初始沸石材料可以是非介观结构的沸石材料。在其它各种实施方案中，初始沸石材料可以是非介孔沸石材料。如本文所用，术语“非介孔”应表示至直径介孔的总体积小于0.05cc/g的组合物。在一个或多个实施方案中，初始沸石材料的至直径介孔的总体积可以小于0.01cc/g。另外，合适的初始沸石材料的至微孔总体积可以为至少0.3cc/g。在各种实施方案中，初始沸石材料可具有一维、二维或三维孔结构。另外，初始沸石材料本身可表现出长期结晶度。具有长期结晶度的材料包括具有一个或多个具有重复结构的相的所有固体，所述重复结构称为晶胞，其在空间中重复至少10nm。长期结晶沸石材料结构可具有例如单一结晶度、单结晶度或多结晶度。此外，在各种实施方案中，初始沸石材料可以是完全结晶的。另外，初始沸石材料可以是单相混合材料。适合用作初始沸石材料的沸石材料的实例包括但不限于金属氧化物、沸石、类沸石、铝磷酸盐、硅铝磷酸盐、镓磷酸盐、锌磷酸盐和钛磷酸盐。两种或更多种类型的这些沸石材料的组合也可以用作初始沸石材料。另外，沸石材料可以是沸石样材料，其代表不断成长的无机和有机/无机分子筛家族。在一个或多个实施方案中，初始沸石材料包括沸石。适合用作初始沸石材料的沸石的实例包括但不限于沸石A、八面沸石(也称为沸石X和Y；“FAU”)、丝光沸石(“MOR”)、CHA、ZSM-5(“MFI”)、ZSM-12、ZSM-22、β沸石、合成镁碱沸石(ZSM-35)、合成丝光沸石以及其两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备包含介孔沸石的材料的方法，所述方法包括：(a)使初始沸石材料与酸接触以产生酸处理的沸石材料，其中步骤(a)的所述接触在包含第一固相和第一液相的第一浆料中进行；以及(b)在步骤(a)之后，使所述酸处理的沸石材料与碱接触，从而提供碱处理的沸石材料，其中步骤(b)的所述接触在包含第二固相和第二液相的第二浆料中进行，其中至少30重量％的所述第一液相也存在于所述第二液相中，其中所述碱处理的沸石材料的

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 US 62/090,6801.一种用于制备包含介孔沸石的材料的方法，所述方法包括：(a)使初始沸石材料与酸接触以产生酸处理的沸石材料，其中步骤(a)的所述接触在包含第一固相和第一液相的第一浆料中进行；以及(b)在步骤(a)之后，使所述酸处理的沸石材料与碱接触，从而提供碱处理的沸石材料，其中步骤(b)的所述接触在包含第二固相和第二液相的第二浆料中进行，其中至少30重量％的所述第一液相也存在于所述第二液相中，其中所述碱处理的沸石材料的至直径介孔体积大于所述初始沸石材料的介孔体积，其中所述第二液相的pH高于所述第一液相的pH。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使表面活性剂与所述初始沸石材料、所述酸处理的沸石材料和/或所述碱处理的沸石材料中的至少一种接触。3.根据权利要求2所述的方法，其中与所述初始沸石材料、所述酸处理的沸石材料和/或所述碱处理的沸石材料接触的所述表面活性剂的量在每克干沸石材料0.01克至0.2克表面活性剂的范围。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面活性剂与所述初始沸石材料和/或所述酸处理的沸石材料接触。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面活性剂与所述酸处理的沸石材料接触。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面活性剂和所述酸同时与所述初始沸石材料接触。7.根据权利要求1所述的方法，其中至少90重量％的所述第一液相也存在于所述第二液相中。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在步骤(b)之后，将所述第二固相与所述第二液相分离，其中分离的第二固相包含所述碱处理的沸石材料。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述分离的第二液相包含小于5,000ppmw的量的表面活性剂。10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在所述分离之后，将所述碱处理的沸石材料的氧化钠含量降低至小于5重量％。11.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在所述分离之后，使所述分离的第二固相与酸接触。12.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)和(b)在单个连续搅拌釜反应器内的共同反应区中进行。13.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)和(b)在连续流动管反应器中的多个反应区中进行。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液相的最终pH在1.5至4的范围。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二液相的最终pH在5至11的范围。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液相和所述第二液相各自包含至少50重量％的水。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一浆料和所述第二浆料各自具有范围为5重量％至60重量％的固体含量。18.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱处理的沸石材料的至直径介孔体积比所述初始沸石材料的介孔体积大至少20％。19.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始沸石材料包括八面沸石。20.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始沸石材料包括包含沸石的复合成型制品。21.一种用于形成介孔沸石材料的方法，所述方法包括：(a)使初始沸石材料与酸接触，从而形成包含至少一部分所述酸、酸处理的沸石材料和液体的第一混合物；(b)使所述第一混合物与表面活性剂接触，从而形成第二混合物，所述第二混合物包含至少一部分所述表面活性剂、至少一部分所述酸、至少30重量％的来自所述第一混合物的所述液体以及表面活性剂处理的沸石材料；(c)使所述第二混合物与碱接触，从而形成第三混合物，所述第三混合物包含至少一部分所述酸、至少一部分所述表面活性剂、至少一部分所述碱、至少30重量％的来自所述第一混合物的所述液体以及碱处理的沸石材料；以及(d)从所述第三混合物回收至少一部分所述碱处理的沸石材料，从而形成所述介孔沸石材料。22.根据权利要求21所述的方法，其中至少一部分的步骤(a)的所述接触和步骤(b)的所述接触同时发生。23.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·布尔斯，李昆浩，
申请(专利权)人：瑞弗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US