使用膠體硅鋁酸鹽制備cha 型分子篩的方法
【專利說明】使用膠體硅鋁酸鹽制備CHA型分子篩的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及使用含一或多種適用于合成CHA型分子篩的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的膠體硅鋁 酸鹽組合物制備CHA型分子篩的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 分子篩是商業(yè)上重要的一類結(jié)晶材料。通過不同的X-射線衍射圖案顯示它們有 不同的具有有序孔結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)界定了具有不同種類特征的穴和孔。
[0004] 由國際沸石協(xié)會（IZA)標識的結(jié)構(gòu)代碼CHA的分子篩是眾所周知的。例如，熟知的 SSZ-13分子篩是一種已知的晶體CHA材料，其公開于1985年10月1日授權(quán)Zones的美國 專利4544538中。在該專利中，SSZ-13分子篩是在N-烷基-3-奎核醇陽離子、N，N，N-三 烷基-1-金剛烷銨陽離子和/或N，N，N-三烷基-2-外氨基降崁烷作為導(dǎo)向劑（SDA)存在 下制備的。
[0005] 2007年12月13日公布的Cao等人的美國專利公布號2007-0286798中公開了使 用各種SDA制備CHA型分子篩的方法，所述SDA包括N，N，N-三甲基-2-金剛烷銨陽離子。
[0006] 然而，用于制備CHA材料的SDA很復(fù)雜，且商業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)CHA材料的產(chǎn)量需求達 不到。另外，一直有將反應(yīng)混合物中SDA的濃度減少到絕對最小值的需求。這樣的話，反應(yīng) 廢料流中過量SDA物料可以消除或減少到不再需要焚燒廢料流的低濃度。因此，希望找到 一種在CHA型分子篩合成過程中減少這些SDA量的方法。
[0007] 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，若CHA材料是使用含至少一種環(huán)狀含氮陽離子結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的膠體硅鋁 酸鹽來制備的話，則可用較已知制備方法更少量的SDA來制備CHA型分子篩。
[0008] 發(fā)明概述
[0009] 按照本發(fā)明，提供一種通過在結(jié)晶條件下將（1)含至少一種環(huán)狀含氮陽離子的膠 體硅鋁酸鹽組合物、（2)選自元素周期表第1和2族的元素的至少一個來源和（3)氫氧離 子進行接觸來制備CHA型分子篩的方法。
[0010] 本發(fā)明還包括通過下述步驟制備CHA型分子篩的方法：
[0011] (a)制備包含（1)含至少一種環(huán)狀含氮陽離子的膠體硅鋁酸鹽組合物、（2)選自元 素周期表第1和2族的元素的至少一個來源、（3)氫氧離子和（4)水的反應(yīng)混合物；和
[0012] (b)將反應(yīng)混合物置于足以形成CHA型分子篩晶體的結(jié)晶條件下。
[0013] 當(dāng)所形成的分子篩為中間體材料時，本發(fā)明方法包括進一步結(jié)晶后工藝以獲得目 標分子篩（例如通過合成后雜原子晶格取代法或酸浸法）。
[0014] 本發(fā)明還提供一種CHA型分子篩，其在合成后原樣和無水狀態(tài)下的摩爾比組成如 下：
[0015]
【主權(quán)項】
1. 制備CHA型分子篩的方法，包括： (a) 制備包含（1)含至少一種環(huán)狀含氮陽離子的膠體硅鋁酸鹽組合物、（2)選自元素周 期表第1和2族的元素的至少一個來源、（3)氫氧離子和（4)水的反應(yīng)混合物；和 (b) 將反應(yīng)混合物置于足以形成CHA型分子篩晶體的結(jié)晶條件下。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述環(huán)狀含氮陽離子選自具有如下結(jié)構(gòu)的陽離子及其混合 物：

其中R1-R49各自獨立地選自C「C3烷基。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中R4-R49各自為甲基。
4. 權(quán)利要求2的方法，其中R1-R2^ R29-R49各為甲基，R28為乙基。
5. 權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一種環(huán)狀含氮陽離子包括N，N，N-三甲基-1-金剛 烷銨（ADA)陽離子和三甲基環(huán)己銨陽離子。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中所述分子篩是由包括具有如下摩爾比組成的反應(yīng)混合物來 制備的：
其中： (1) M為至少一種選自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q為至少一種環(huán)狀含氮陽離子。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中所述分子篩是由包括具有如下摩爾比組成的反應(yīng)混合物來 制備的： 其中：
(1) M為至少一種選自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q為至少一種環(huán)狀含氮陽離子。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中所述分子篩具有包含如下摩爾比的合成原樣及無水狀態(tài)下 的組成： 其中： (1) M為至少一種選自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q為至少一種環(huán)狀含氮陽離子。
9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述分子篩具有包含如下摩爾比的組成： 其中：
(1) M為至少一種選自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q為至少一種環(huán)狀含氮陽離子。
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用含適合用作合成CHA型分子篩的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的至少一種環(huán)狀含氮陽離子的膠體硅鋁酸鹽組合物制備CHA型分子篩的方法。
【IPC分類】C01B39-48
【公開號】CN104870369
【申請?zhí)枴緾N201380067926
【發(fā)明人】T·M·達維斯, S·A·埃勒瑪麗, S·I·佐恩斯
【申請人】雪佛龍美國公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年11月14日
【公告號】CA2892052A1, EP2922788A1, US20140147378, WO2014081607A1