结晶状分子筛制造技术

技术编号:1677186 阅读:208 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术描述了结晶状分子筛的一个新家族,其具有如图1所示的特征性的X-射线衍射图(XRD),并且在2θ(CuK#-[α])为8.82、12.44和23.01处具有三个尖形衍射峰。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
结晶状分子筛本专利技术涉及结晶状分子筛家族、更具体地讲是沸石家族、其生产方法以及它们在有机化合物的分离和转化中的应用。术语“沸石”通常用于指基于硅和铝的结晶状分子筛,但是在本领域中已认识到,硅可以被全部或部分取代,尤其是被锗取代,并且铝类似地也可以被全部或部分取代,尤其是被硼、镓、铬和铁取代,含有这类取代晶格元素的材料也被称作沸石,并且在本说明书中可以在更宽的意义上使用该术语。不管是天然的还是合成的结晶状分子筛在分离有机化合物混合物的组分以及将一种类型的有机化合物催化转化成另一种类型的过程中均有各种各样的应用。沸石或者是结晶学纯净的物相,或者是无序的结构如两种或多种晶相的多型性共生。β沸石(*BEA晶形)和FAU/EMT的多型性共生是后一种情况的例子。将这样的相关结构的多型性共生称作“家族”。在第一方面,本专利技术提供了结晶状分子筛家族,所述的家族的每一成员都具有特征性的X-射线衍射图(XRD),其在2θ(CuKα)为8.82±0.1、12.44±0.5和23.01±0.1处具有三个尖形衍射峰作为在5至23.5的2θ(CuKα)区域内仅有的尖形衍射峰。虽然这一家族中的所有成员的特征都在于在它们的XRD谱图中存在相同的这三个尖形衍射峰,但是一些沸石在2θ(CuKα)为25.02±0.1处还有第四个尖形衍射峰。这些是在5至23.5的2θ(CuKα)区域内仅有的尖形衍射峰。在23.01处的尖形衍射峰通常伴有非分辨的衍射峰的重叠,在25.02处的衍射峰也是如此。该分子筛家族的XRD光谱的其它特征列于下表1中。-->表1    2θ(CuKα)    强度    6至8.7    w/m    8.82±0.1    s    12.44±0.5    m    14至16    m    20.4至21.2    w    23.01±0.1    非常强    22.5至24.5    m/s    25.02±0.1    可变的--或许存在或许不存在    25.5至27    m            w=弱    m=中等    s=强图1显示了所合成的本专利技术的具有代表性的沸石家族成员的XRD谱图。该家族成员在25.02±0.1处具有第四个尖形衍射峰。图1的衍射峰的性质记载于表2中。表2  2θ  强度  性质  6至8.7  w/m  非分辨的宽峰系列  8.82±0.1    s  尖形  12.44±0.5  m  尖形  14至16  m  非分辨的宽峰系列  20.4至21.2  w  宽峰  23.01±0.1  非常强  尖形  22.5至24.5  m/s  非分辨的宽峰系列  25.02±0.1  s  尖形  25.5至27  m  非分辨的宽峰系列-->在整个说明书包括权利要求内,使用铜的Kα辐射,使用具有Bragg-Brentano几何的X-射线粉末衍射仪获得XRD数据。作为对比,可以注意到,美国专利4448675所述的ZSM-48的XRD在5至25.5的2θ区域内在7.48、8.67、21.06和22.83处具有主峰,而如EP-A-174 121所述的ZSM-57以及如美国专利6136290所述的IM-5在该区域内具有许多个主峰。在不希望受到任何理论的限制的前提下,据信本专利技术的分子筛的骨架在分子水平上可以表示为一系列基本平行的平面层,这些层基本上相同,每一层为位于其下面的分子筛通道的上半部以及为位于其上面的通道的下半部提供了骨架原子。所述层的原子可以以许多不同的方式连接到相邻层的原子上。在稍大的规模上,许多这样的层可以形成几个纳米厚的薄片,并且相邻的薄片可以具有不同的晶体结构和取向,这些结构相互关联,所以共生成为可能,数个薄片形成薄片状微粒。因此,该家族成员的给定产物的结构是无序的,但是呈相对系统的方式。这一点反映在产物的XRD中,其具有有限数目的尖形衍射峰,代表着所有的家族成员共有的晶体结构部分,和许多非分辨的宽峰系列,每一个衍射峰代表着根据相邻的层和薄片的连接方式进行变化的晶体结构部分。本专利技术分子筛的合成的以及煅烧的样品的透射电子显微镜检测(TEM)证实了薄片的存在,并且显示了薄片内结晶层的各种各样的内部堆积不规则性。TEM显微图通过将样品包埋在丙烯酸树脂(LondonResin Company生产的LR White Hard Grade),使用真空浸渍然后在80℃下热固化来得到。利用超微切片机将包埋的物质切成薄片。TEM分析利用Philips CM-12T TEM在120kV下进行。图2是显示薄片型的微粒的煅烧样品的TEM显微图。晶格边缘表明该薄片是结晶状的。形成晶格边缘的晶体面有时被切开或变弯曲。图3还是显示薄片型的微粒的煅烧样品的TEM显微图。该照片显示了两个不同的晶格边缘结构,如示意图(b)和(c)所表示的那样。这表明该薄片由具有不同的晶体结构或不同的晶体取向的两层构成。-->图4是显示薄片型的微粒的煅烧样品的TEM显微图。该图显示了三个不同的晶格图像结构,如示意图(b)、(c)和(d)所表示的那样。这表明该薄片由具有不同的晶体结构或不同的晶体取向的三层构成。X-射线衍射观测和TEM观测都说明该物质的薄片型微粒由几个纳米厚的层构成。层内的结构是高度有序的并且是结晶状的。这导致了X-射线衍射图中所观察到的尖形衍射峰,并且导致了TEM显微图中所观察到的层内的有序结构图象。不同取向或不同结构的层可以进行堆积以形成薄片。这导致了X-射线衍射图中所观察到的宽峰,并且导致了TEM显微图中所观察到的图象结构的变化。虽然各层可以具有不同的内部晶体结构,但是所述结构是相关的,以至于不同层的共生是可能的。这样的相关层的不同堆积顺序将导致不同的材料,尽管相互关联。因此,将该材料适当地描述为晶体结构的家族。将本专利技术的分子筛家族指定为COK-5。本专利技术的第二方面提供了精制约束指数CI0为2.5至3、EC8标准为2至3的结晶状分子筛。精制约束指数的测定记载于P.A.Jacobs和J.A.Martens,Pure & Applied Chem.,1986,58,1329,EC8的测定记载于J.A.Martens,M.Tielen,P.A.Jacobs和J.Weitkamp,Zeolites 1984,4,98。有利地是,结晶状分子筛还具有大于5的维数指数。一些家族成员的维数指数为17至19。维数指数定义于M.M.Olken和J.M.Garces,Proc.9th Intern.Zeolite C0nference,Montreal,1992,ed.R.Von Ballmoos等人,Vol.II,559。本专利技术的第三方面提供了具有第一方面定义的特征以及还具有第二方面定义的特征的结晶状分子筛。有利地是,当呈硅铝酸盐的形式时,本专利技术的所有方面的结晶状分子筛的SiO2∶Al2O3的摩尔比率为20至70∶1,优选30至60∶1。如上所述,硅可以被锗全部或部分地取代,并且铝也同样可以被-->取代,优选被镓取代。本专利技术还提供了生产本专利技术的结晶状分子筛的方法,该方法包括将组成在如下摩尔范围内的合成混合物和有机结构指示剂(模板剂)进行水热处理:15至90SiO2∶Al2O320至6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结晶状分子筛,其具有特征性的X-射线衍射图(XRD),其在2θ(CuK↓[α])为8.82±0.1、12.44±0.5和23.01±0.1处具有三个尖形衍射峰作为在5至23.5的2θ(CuK↓[α])区域内仅有的尖形衍射峰。

【技术特征摘要】
EP 2000-12-8 00310924.6;EP 2001-4-25 01303760.1;GB1、一种结晶状分子筛,其具有特征性的X-射线衍射图(XRD),其在2θ(CuKα)为8.82±0.1、12.44±0.5和23.01±0.1处具有三个尖形衍射峰作为在5至23.5的2θ(CuKα)区域内仅有的尖形衍射峰。2、根据权利要求1所述的结晶状分子筛,其在2θ(CuKα)为8.82±0.1、12.44±0.5、23.01±0.1和25.02±0.1处具有四个尖形衍射峰作为在5至25.5的2θ(CuKα)区域内仅有的尖形衍射峰。3、一种结晶状分子筛,其具有如下面的表1所示的特征性的X-射线衍射图(XRD)。                         表1    2θ(CuKα)    强度    6至8.7    w/m    8.82±0.1    s    12.44±0.5    m    14至16    m    20.4至21.2    w    23.01±0.1    非常强    22.5至24.5    m/s    25.02±0.1    可变的--或许存在或许不存在    25.5至27    m           w=弱    m=中等    s=强4、根据权利要求1至3中的任何一项所述的分子筛,其是SiO2∶Al2O3的摩尔比率为20至70∶1、优选30至60∶1的硅铝酸盐。5、根据权利要求1至4中的任何一项所述的分子筛,它是氢型的。6、根据权利要求1至5中的任何一项所述的分子筛,它是催化形式的。7、根据权利要求1至6中的任何一项所述的分子筛,其精制约束指数为2.5至3,EC8为2至3。8、根据权利要求7所述的分子筛,其精制约束指数约为2.7,EC8约为2.5。9、根据权利要求7或权利要求8所述的分子筛,其维数指数大于5。10、根据权利要求9所述的分子筛,其维数指数为17至19。11、一种结晶状分子筛,其精制约束指数为2.5至3,EC8为2至3。12、根据权利要求11所述的分子筛,其精制约束指数约为2.7,EC8约为2.5。13、根据权利要求11或权利要求12所述的分子筛,其维数指数大于5。14、根据权利要求13所述的分子筛,其维数指数为17至19。15、一种生产权利要求1或权利要求11所定义的结晶状分子筛的方法,该方法包括将组成在如下摩尔范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员:MM默腾斯JA马腾斯R拉维山卡CEA科什霍克PA雅各布斯AJ邦斯WJ莫提亚
申请(专利权)人:埃克森美孚化学专利公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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