合成多层材料,它的合成方法及它的用途技术

技术编号:1678824 阅读:177 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
合成多层材料,它具有包括以下摩尔关系的组成: X↓[2]O↓[3]∶(n)YO↓[2] 其中n低于约35,X是三价元素,Y是四价元素,该材料进一步的特征在于,对于1,3,5-三甲基苯的吸着容量为至少约35μl/g煅烧合成材料,初期吸收15mg2,2-二甲基丁烷/g煅烧合成材料的时间短于20秒,和煅烧材料的X-射线衍射图谱在12.4±0.2,9.9±0.3,6.9±0.1,6.2±0.1,3.55±0.07和3.42±0.07埃处有d-间距最大值。(*该技术在2014年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
合成多层材料MCM-56,它的合成方法及它的用途本专利技术涉及合成多层材料MCM-56,涉及它的制备方法以及它作为有机化合物转化用的吸着剂或催化剂组分的用途。多孔无机固体已经用作供工业上使用的催化剂和分离介质。它们的微结构开合程度能让分子进入这些材料的较大的表面区域,以增强它们的催化和吸着活性。当今使用的多孔材料可被分成三大类,使用材料微结构的细节作为分类基础。这些类别是无定形和次晶载体,结晶体分子筛和改性多层材料。在这些材料的微结构中的细节差别,预示着它们本身在材料的催化和吸着性能方面的重大差异,以及在用来表征它们的各种可观察性能中的差异,如它们的表面积、孔隙尺寸和这些尺寸的可变性,存在或不存在X-射线衍射图谱和此类图谱的细节,以及当它们的微结构由透射电子显微技术和电子衍射方法进行研究时材料的外观。无定形和次晶材料代表了多年来用于工业应用的重要类别的多孔无机固体。这些材料的典型实例是通常用于催化剂配方的无定形氧化硅类和用作固体酸催化剂和石油重整催化剂载体的次晶过渡元素氧化铝类。术语“无定形”本文用来指长程无序的材料,并多少有些被误解,因为几乎所有的材料在某种程度上均有序,至少局部规模上是如此。用来表述这些材料的另一术语是“X-射线无差异”。氧化硅类微结构由100~250埃的致密无定形氧化硅的颗粒组成(kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical-->Technology,第三版,20卷,John Wiley & Sons,New York,P.766~781,1982),具有取决于颗粒间空隙产生的孔隙度。由于在这些材料中长程无序,孔趋向于在相当大的范围内分布。有序性的缺乏还可在X-射线衍射图谱中表现出来,它通常是非特征的。次晶材料如过渡元素矾土类也具有宽的孔径分布,但较清晰的X-射线衍射图谱通常由几个宽峰组成。这些材料的微结构由凝聚氧化铝相的微晶区组成,材料的孔隙度取决于这些区域之间的不规则空隙(K.Wefers and Chanakya Misra,“Oxides andHydroxides of Aluminum(铝的氧化物和氢氧化物))”,TechnicalPaper(技术论文)No.19修订版,Alcoa Research Laboratories(阿尔科研究实验室),P.54~59,1987)。由于在每种材料的情况下,没有长程有序地控制材料中的孔径,孔径的可变性一般是相当高的。在这些材料中的孔径落在称作中孔范围的范围内,包括,例如在15~200埃范围内的孔。与这些在结构上不确定的固体形成强烈对比的是孔径分布非常窄的材料,因为它由精确重复材料微结构的晶体性质所控制。例如沸石是有序的,多孔晶体材料(一般是硅铝酸盐)具有如X-射线衍射方法所测定的一定晶体结构,在其中有大量的小空穴,它们由许多较小的通道或孔互相连通。在特定沸石材料中,这些空穴和孔的尺寸是均匀的。由于这些孔的尺寸能够确保吸附某种尺寸的分子,而同时排斥较大尺寸的分子,这些材料已知是“分子筛”,并以各种方式利用,以充分利用这些性能。现有技术已经制成了许多种合成沸石。这些沸石中的许多都已经由字母或其它简便符号表示,比如表示方式为沸石A(USP-->2,882,243);X(USP2,882,244);Y(USP3,130,007);ZK-5(USP3,247,195);ZK-4(USP3,314,752);ZSM-5(USP3,702,886);ZSM-11(USP3,709,979);ZSM-12(USP3,832,449);ZSM-20(USP3,972,983);ZSM-35(USP4,016,245);ZSM-23(USP4,076,842);MCM-22(USP4,954,325);MCM-35(USP4,981,663);MCM-49(WO92/22498);和PSH-3(USP4,439,409)。USP4,439,409针对命名为PSH-3的物质的晶体分子筛和从一种反应混合物合成它的方法,该反应混合物含有六亚甲基亚胺和一种有机化合物,该化合物用作合成本专利技术多层MCM-56的导向剂。在EP293,032中讲述了似乎与USP4,439,409的PSH-3相同的物质的组合物,但具有附加的结构组分。六亚甲基亚胺也被指出用于合成USP4,954,325中的晶体分子筛MCM-22;USP4,981,663中的MCM-35;在WO92/22498中的MCM-49;和在USP5,021,141中的ZSM-12。在USP4,826,667和EP231,860中,讲述了称作沸石SSZ-25的物质的分子筛组合物,该沸石是从含有金刚烷季铵离子的反应混合物合成的。含有一些能被溶胀剂间隔开的各层的某些多层材料,可被支撑而获得具有较大孔隙度的材料。此类多层材料的例子包括粘土类。这类粘土可用水溶胀,从而粘土的层被水分子间隔开。其它多层材料虽不能用水溶胀,但可以用某些有机溶胀剂如胺类和季铵化合物溶胀。这类水不溶胀的多层材料的例子在USP4,859,648中有叙述,且包括多层硅酸盐,麦羟硅钠石,水羟硅钠石,三钛酸盐和钙钛矿。水不溶胀但可用某些有机溶胀剂溶胀的多层材料的另一例子,是正如在USP4,831,006中所描述的含有空位的钛-->金属酸盐(titanometallate)材料。一旦多层材料溶胀,该材料通过在间隔开的各层之间插入热稳定性物质如氧化硅而被支撑。例如,前述USP4,831,006和USP4,859,648描述了将其中所述的水不溶胀的多层材料支撑的方法。有关将多层材料支撑的方法和支撑的产品的其它专利包括USP4,216,188;4,248,739;4,176,090;和4,367,163;和EP205,711。支撑的多层材料的X-射线衍射图谱可以显著地变化,这取决于对通常本已非常有序的多层微结构的溶胀和支撑破坏程度。在某些支撑的多层材料中微结构的规则性被如此糟糕地破坏,以致于在X-射线衍射图谱上在低角度区域中仅观察到一个峰,该峰位于与在支撑材料中层间重复相对应的d-间距处。轻度破坏的材料在这一区域中显示有几个峰,它们一般是这一基本重复的有序性体现。有时还能观察从这些层的晶体结构的X-射线反射现象。在这些支撑的多层材料中的孔径分布,比在无定形和次晶材料中的孔径分布窄,但比在晶体骨架材料中的孔径分布宽。本专利技术针对一种合成多层材料,本文称作MCM-56,它具有包括以下摩尔关系的组成:X2O3∶(n)YO2其中n低于约35,X是三价元素,和Y是四价元素,该材料的进一步特征在于对于1,3,5-三甲苯的吸着容量是至少约35μl/g煅烧合成材料,初期吸着15mg2,2-二甲基丁烷/g煅烧合成材料的时间短于20秒,以及煅烧材料的X-射线衍射图谱在12.4±0.2,9.9±0.3,6.9±0.1,6.2±0.1,3.55±0.07,和3.42±0.07埃处有d-间距最大值。-->本专利技术的MCM-56与许多晶体骨架材料,主要是MCM-22和MCM-49,和与某些其它多层材料有区别,但表现出某些相似性。MCM-56的平均晶胞c-参数为约25.5埃,而不形成层间桥。当所合成的MCM-56在例如540℃下煅烧时,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.合成多层材料,它具有包括以下摩尔关系的组成:      X2O3∶(n)YO2其中n低于约35,X是三价元素,Y是四价元素,该材料进一步的特征在于,对于1,3,5-三甲基苯的吸着容量为至少约35μl/g煅烧合成材料,初期吸收15mg2,2-二甲基丁烷/g煅烧合成材料的时间短于20秒,和煅烧材料的X-射线衍射图谱在12.4±0.2,9.9±0.3,6.9±0.1,6.2±0.1,3.55±0.07和3.42±0.07埃处有d-间距最大值。2.权利要求1的合成材料,其中X选自铝、硼、铁和镓和Y选自硅和锗。3.权利要求1的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·L·A·冯S·L·劳顿W·J·罗思
申请(专利权)人:美孚石油公司
类型:发明
国别省市:

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