加速的铝硅酸盐沸石结晶制造技术

在本文中公开了用于将铝硅酸盐沸石结晶的方法，其包括步骤：制备含有二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂的混合物；加热所述混合物以形成加热的混合物；和将氧化铝源添加到所述加热的混合物中。本文中描述的方法步骤可提供与例如常规方法相比加速的铝硅酸盐沸石结晶方法。

Accelerated crystallization of aluminosilicate zeolite

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加速的铝硅酸盐沸石结晶本专利技术的
本公开涉及制备铝硅酸盐沸石晶体组合物的方法。更特别地，本公开涉及用于制备铝硅酸盐沸石晶体组合物的加速结晶法。专利技术背景结晶铝硅酸盐沸石材料广泛被使用并具有各种用途。生产结晶铝硅酸盐沸石材料的标准工业方法涉及由二氧化硅源、氧化铝源、矿化剂(例如碱)和有机结构导向剂(模板)构成的中间产物的制备。通常预先在压力容器中将所有材料混合在一起。然后以分批模式对压力容器施以水热条件并发生结晶过程。在本领域中需要开发在实现更高生产量和效率的同时产生具有与通过标准工业方法获得的那些类似的性质的结晶铝硅酸盐沸石的加速合成法。专利技术概述在本文中公开了用于制备铝硅酸盐沸石晶体组合物的加速沸石结晶法。这样的方法通常包括至少部分地在混合和/或加热各种其它组分后添加氧化铝源。在一些实施方案中，该沸石结晶法包括将氧化铝源添加到加热的混合物中使得添加的氧化铝源被消耗。在结晶和氧化铝源添加/消耗开始之前，该混合物可包含二氧化硅源、矿化剂和有机结构导向剂。在本专利技术的一个方面中提供了一种将沸石结晶的方法，其包括：制备包含二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和任选沸石晶体的混合物；加热所述混合物以形成加热的混合物；和将氧化铝源添加到所述加热的混合物中。在一些实施方案中，所述加热至少部分地在升高的压力下，例如在至少1大气压的压力下进行。在一些实施方案中，所述加热的混合物在所述添加步骤前包含基于在所述方法的过程中要添加的氧化铝源的总重量计大约75重量％或更少、大约50重量％或更少、大约25重量％或更少、大约10重量％或更少、或大约5重量％或更少的氧化铝源。在一些实施方案中，所述加热的混合物在所述添加步骤前不含除任选的沸石晶体中的氧化铝外的氧化铝源(和/或不含氧化铝)。在一些实施方案中，所述混合物包含任选的沸石晶体，且所述沸石晶体具有8环孔径。在一些这样的实施方案中，所述任选的沸石晶体是晶种。例如，所述混合物可包含任选的沸石晶体，其中所述任选的沸石晶体是具有8环孔径、具有选自AEI、AFX、CHA、LEV、AFT、EAB、KFI、SAT、TSC、SAV、ERI、LTA及其组合的骨架的铝硅酸盐沸石晶种。在具体实施方案中，所述任选的沸石晶体包含具有CHA骨架的沸石。添加氧化铝源的方法可变。例如，在一些实施方案中，氧化铝源以变化的流速连续添加。在一些实施方案中，氧化铝源以递增的流速连续添加。在一些实施方案中，氧化铝源以递减的流速连续添加。在一些实施方案中，氧化铝源瞬时添加。在一些实施方案中，所述方法在比对照方法中提供基本结晶产物所需的对比时期短的时期内提供基本结晶产物，所述对照方法包括合并大部分氧化铝源(例如基于要添加的氧化铝源的总量的重量计大约80重量％或更大的量)与二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和任选的沸石晶体。例如，在一些实施方案中，所述时期为对比时期的大约1/1.5，对比时期的大约1/2，或对比时期的大约1/3。在一些实施方案中，所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约80％或更大结晶度所需的时间，所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约85％或更大结晶度所需的时间，所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约85％或更大结晶度所需的时间，所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约90％或更大结晶度所需的时间，或所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约95％或更大结晶度所需的时间。在一些实施方案中，在所述时期的大约10％至大约100％的期间或在所述时期的大约30％至大约100％的期间进行所述添加步骤。在一些实施方案中，在所述时期的大约50％至大约100％的期间、在所述时期的大约70％至大约100％的期间或在所述时期的大约85％的期间进行所述添加步骤。所述时期(如上所述，所述方法经该时期提供基本结晶产物)在一些实施方案中可为大约1小时至大约96小时、大约2小时至大约72小时、大约3小时至大约48小时、大约5小时至大约36小时、大约6小时至大约24小时、大约7小时至大约12小时，或大约10小时。对比时期(对照方法经该时期提供基本结晶产物)在一些实施方案中可为大约3小时至大约168小时、大约10小时至大约96小时、大约15小时至大约72小时、大约20小时至大约48小时，或大约30小时。所公开的方法在一些实施方案中进一步包括煅烧以形成具有8环孔径的铝硅酸盐沸石晶体。所述铝硅酸盐沸石晶体可包含例如具有选自AEI、AFX、CHA、LEV、AFT、EAB、KFI、SAT、TSC、SAV、ERI、LTA及其组合的骨架的沸石。在某些实施方案中，所述铝硅酸盐沸石晶体包含具有CHA骨架的沸石。所公开的方法在一些实施方案中可进一步包括例如在煅烧步骤前的过滤和/或洗涤。在一些实施方案中，所述铝硅酸盐沸石晶体(例如包含具有CHA骨架的沸石)具有大约200m2/g或更大的沸石BET表面积。在一些实施方案中，所述铝硅酸盐沸石晶体(例如包含具有CHA骨架的沸石)具有大约200m2/g至大约900m2/g的沸石BET表面积。在一些实施方案中，所述铝硅酸盐沸石晶体(例如包含具有CHA骨架的沸石)具有大约200m2/g至大约650m2/g的沸石BET表面积。在一些实施方案中，所述铝硅酸盐沸石晶体形成尺寸为大约50纳米至大约5微米的簇。所公开的方法中使用的试剂可变。在一些实施方案中，所述氧化铝源选自铝酸钠、Al(C3H7O)3、Al金属、水溶性铝盐、氧化铝、氢氧化铝、胶体悬浮液及其组合。在一些实施方案中，所述二氧化硅源选自胶体二氧化硅、热解法二氧化硅和原硅酸四乙酯(TEOS)、硅酸钠、沉淀二氧化硅及其组合。在一些实施方案中，所述矿化剂选自NaOH、KOH、F-、季铵氢氧化物及其组合。在一些实施方案中，所述有机结构导向剂选自季铵盐、金刚烷基、环己基、芳族取代基及其组合。在另一方面中，本公开提供了根据本文中概述的任一方法提供的铝硅酸盐沸石晶体。在再一方面中，本公开提供了通过将氧化铝源添加到包含二氧化硅源、矿化剂和有机结构导向剂的加热的混合物中使得添加的氧化铝源被消耗而制成的铝硅酸盐沸石晶体。在另一方面中，本公开提供了通过将氧化铝源添加到加热的混合物中使得添加的氧化铝源被消耗而制成的CHA沸石晶体，其中所述加热的混合物包含二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和CHA晶种，其中所述加热的混合物和氧化铝源在给定时期的期间基本结晶。在再一方面中，本公开提供了通过如下方法制成的铝硅酸盐沸石晶体：形成二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和铝硅酸盐沸石晶体的混合物；在升高的温度和压力下结晶所述混合物；和在达到升高的温度和压力后，经第一持续期间将氧化铝源添加到所述混合物(原位)中。在一些方面中，本文中提供的铝硅酸盐沸石晶体包含结晶簇。这样的结晶簇在某些实施方案中具有大约200m2/g或更大的沸石BET表面积。本公开进一步提供了包含本文所述的铝硅酸盐沸石晶体的制品。例如，在一个方面中，本公开提供了包含通过将氧化铝源添加到加热的混合物中使得添加的氧化铝源被消耗而制成的铝硅酸盐沸石晶体的制品，其中所述混合物包含二氧化硅源、矿化剂和有机结构导向剂。在另一方面中，本公开提供了包含通过将氧化铝源添加到加热的混合物中制成的CHA沸石晶体的制品，其中所述加热的混合物包含二氧化硅源、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将沸石结晶的方法，其包括：制备包含二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和任选沸石晶体的混合物；加热所述混合物以形成加热的混合物；和将氧化铝源添加到所述加热的混合物中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.08 US 62/431,5601.一种将沸石结晶的方法，其包括：制备包含二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和任选沸石晶体的混合物；加热所述混合物以形成加热的混合物；和将氧化铝源添加到所述加热的混合物中。2.权利要求1的方法，其中所述加热至少部分地在至少1大气压的压力下进行。3.权利要求1的方法，其中所述加热的混合物在所述添加步骤前不含除任选的沸石晶体中的氧化铝外的氧化铝。4.任一前述权利要求的方法，其中所述混合物包含所述任选的沸石晶体，且其中所述沸石晶体具有8环孔径。5.任一前述权利要求的方法，其中所述氧化铝源以恒定流速连续添加。6.权利要求1-5任一项的方法，其中所述方法在比对照方法中提供基本结晶产物所需的对比时期短的时期内提供基本结晶产物，所述对照方法包括合并基于要添加的氧化铝源的总量计大约80重量％或更大的量的氧化铝源与二氧化硅源、矿化剂、有机结构导向剂和任选的沸石晶体。7.权利要求6的方法，其中所述时期为对比时期的大约1/1.5。8.权利要求6的方法，其中所述时期为对比时期的大约1/2。9.权利要求6的方法，其中所述时期为对比时期的大约1/3。10.权利要求6-9任一项的方法，其中所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约80％或更大结晶度所需的时间。11.权利要求6-9任一项的方法，其中所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约85％或更大结晶度所需的时间。12.权利要求6-9任一项的方法，其中所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约90％或更大结晶度所需的时间。13.权利要求6-9任一项的方法，其中所述时期是由所述混合物和氧化铝源获得大约95％或更大结晶度所需的时间。14.权利要求6-13任一项的方法，其中在所述时期的大约10％至大约100％的期间进行所述添加步骤。15.权利要求6-13任一项的方法，其中在所述时期的大约30％至大约100％的期间进行所述添加步骤。16.权利要求6-15任一项的方法，其中所述时...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·昆克斯，A·莫伊尼，M·I·奥尔特加，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国,US