AEI沸石合成制造技术

提供了一种合成AEI沸石的新方法，其得到按二氧化硅和结构导向剂计的高总相对产率。

【技术实现步骤摘要】
AEI沸石合成本申请是基于申请号为201410601423.9、申请日为2014年10月31日、专利技术名称为“AEI沸石合成”的中国专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及一种合成具有AEI骨架的分子筛的方法。本专利技术还涉及由该方法生产的独特的分子筛，以及该分子筛作为催化剂的用途。专利技术背景沸石是晶体或准晶体铝硅酸盐，由重复的SiO4和AlO4四面体单元构成。这些单元连接在一起来形成具有规则的结晶内腔和分子尺寸通道的骨架。已经合成了多种类型的合成沸石，并且每个具有基于其四面体单元的特定排列的独特骨架。通常，各骨架类型被国际沸石协会(IZA)赋予唯一的三字母代码(例如“AEI”)。沸石具有多种工业应用，并且已知某些骨架的沸石例如AEI是用于处理工业应用中的燃烧废气的有效催化剂，所述工业应用包括内燃机、燃气轮机、燃煤发电站等。在一个例子中，废气中的氮氧化物(NOx)可以通过所谓的选择性催化还原(SCR)方法来控制，由此使废气中的NOx化合物与还原剂在沸石催化剂存在下接触。合成AEI沸石使用结构导向剂(SDA)来生产，其也被称作“模板”或者“模板剂”。SDA典型地是络合有机分子，其引导或导向了沸石骨架的分子形状和图案。通常，SDA充当了模具，在其周围形成沸石晶体。在晶体形成后，将SDA从该晶体内部结构中除去，留下分子的多孔铝硅酸盐笼。在典型的合成技术中，固体沸石晶体从反应混合物中沉淀出来，所述反应混合物包含骨架反应物(例如二氧化硅源和氧化铝源)、氢氧根离子源(例如NaOH)和SDA。这种合成技术通常需要几天(取决于例如结晶温度的因素)来实现期望的结晶。当结晶完成时，过滤出含有沸石晶体的固体沉淀物，并且丢弃其余的母液。该丢弃的母液包含未使用的SDA，其经常由于苛刻的反应条件而降解。用于AEI沸石合成的已知SDA相对昂贵，并且构成了沸石制造成本的主要部分。另外，用于合成沸石AEI的常规方法在二氧化硅(所述反应混合物的关键组分)上具有相对差的产率，其也影响制造成本。因此，令人期望的是降低该合成方法的成本，优选通过对环境影响较小的手段。本专利技术尤其满足这种需求。
技术实现思路
申请人已经发现了某些手段，用于在AEI沸石合成方法中增加按二氧化硅和/或SDA计的相对产率。作为此处使用的，涉及化学反应物的术语“相对产率”表示混入到期望的产物中的反应物(或其衍生物)的量占在该化学方法中引入的反应物总量的比例。因此，反应物的相对产率可以如下来计算：(相对产率)R＝(RP)/(RT)其中R是反应物，RP是混入到期望的产物中的反应物R(或其衍生物)的总重量，和RT是在该化学方法中引入的反应物R的总重量。这里，相对产率用于度量使用所述反应物的化学方法的效率。术语“总相对产率”表示用于化学方法的整体的相对产率，包括例如多个顺序沸石合成批量反应。因此，按二氧化硅计的总相对产率代表了混入到遍及一个或多个顺序批量的所生产的沸石总量中的二氧化硅的总量(相对于残留在丢弃的母液中的二氧化硅的量)相对于总体上引入该方法中的二氧化硅的总量。同样，按SDA计的总相对产率代表了遍及一个或多个顺序批量的构成沸石骨架中直接使用的SDA的量(相对于保留在丢弃的母液中的SDA的量)相对于总体上引入该方法中的二氧化硅的量。这些材料的总量典型地对应于所述材料的总重量。在本专利技术的某些方面，AEI沸石合成方法中二氧化硅和/或SDA的相对产率通过在沸石结晶反应结束时回收母液和将该母液重新用于随后的沸石结晶反应来增加。作为此处使用的，“母液”是反应混合物的非沉淀部分，其在结晶后保留。在一些实施方案中，母液是所述反应混合物在滤掉或以其他方式分离了沸石晶体之后的剩余部分。因此，母液仅包含一部分原始溶质，并且剩余的大部分被混入到沉淀物中。通过常规AEI沸石合成方法所产生的母液包含降解的SDA，并且通常无法再用。但是，本专利技术人已经发现某些SDA是耐降解的，因此可重新用于随后的沸石合成批量。可用于本专利技术的SDA包括阳离子N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶鎓，N,N-二甲基-2-(2-羟乙基)哌啶鎓，N,N-二甲基-2-乙基哌啶鎓和2,2,4,6,6-五甲基-2-氮杂二环[3.2.1]辛烷。令人惊讶地，这些SDA保持了它们的有效性，甚至在部分母液已经重新使用几次后也是如此。因此，提供了一种沸石合成方法，其包括步骤：(a)由AEI合成过程形成AEI沸石反应混合物，其包含母液或其部分，其中该母液或其部分包含AEI结构导向剂；(b)在结晶条件下使该混合物反应，来形成一个批量的具有AEI骨架的沸石晶体和后成母液；和任选地(c)将具有AEI骨架的沸石晶体与后成母液分离；和(d)使用后成母液或其一部分来合成一个或多个顺序批量的具有AEI骨架的沸石晶体。优选地，在一系列顺序AEI沸石合成批量反应中重新使用母液使得按二氧化硅计的总相对产率是至少约60％，和/或按结构导向剂计的总相对产率是至少约40％。在本专利技术的另一方面，提供了一种在AEI沸石合成方法中实现按二氧化硅计的高总相对产率的方法，其包括步骤：(a)制备混合物，其包含(i)至少一种铝源，(ii)至少一种二氧化硅源，(iii)至少一种氢氧根离子源，和(iv)AEI结构导向剂(SDA)；和(b)使该混合物在结晶条件下反应，来形成具有AEI骨架并且二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约8-约50的沸石晶体，以及母液，其中该反应得到按二氧化硅计至少约60％的总相对产率。在本专利技术的又一方面，提供了一种新的具有AEI骨架的铝硅酸盐沸石晶体，长径比(L/D)小于约3，和任选地二氧化硅与氧化铝之比是约8-50。附图说明图1A-C显示了本专利技术的一个实施方案，其使用了母液再循环；和图2显示了本专利技术的一个实施方案，其具有一系列多个沸石合成反应。具体实施方式在一方面，本专利技术是一种用于合成AEI沸石的改进的方法。优选地，本专利技术包括使用某些反应物，来改进相比于使用常规反应物的按二氧化硅和/或SDA计的相对产率。在一个例子中，总相对产率可以通过选择可以有效再循环的SDA来改进，因此降低了顺序多批次AEI合成方法所需的SDA总量。在某些实施方案中，该方法包括顺序步骤：(a)从AEI合成过程来形成包含母液的AEI沸石反应混合物，其中该母液包含AEI结构导向剂；和(b)使该混合物在结晶条件下反应，来形成一个批量的具有AEI骨架的沸石晶体和后成母液。优选通过任何常规技术例如过滤来将该沉淀的沸石晶体与后成母液分离。为了改进该方法的总效率，将该后成母液或其一部分用于合成一个或多个顺序批量的具有AEI骨架的沸石晶体。作为此处使用的，术语“AEI”指的是由国际沸石协会(IZA)结构委员会认可的AEI型骨架，术语“AEI沸石”表示主结晶相是AEI的铝硅酸盐。在某些实施方案中，其他结晶相例如FAU也可以存在，但是主结晶相包含至少约90重量％的AEI，优选至少约95重量％的AEI，和甚至更优选至少约98或至少约99重量％的AEI。分子筛可以包含少量FAU，优选小于5重量％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.活化涂层，其包含平均长径比(L/D)小于或等于约3的铝硅酸盐AEI沸石晶体。/n

【技术特征摘要】
20131031 US 61/898,155;20131122 US 61/907,6151.活化涂层，其包含平均长径比(L/D)小于或等于约3的铝硅酸盐AEI沸石晶体。


2.根据权利要求1所述的活化涂层，其中该铝硅酸盐AEI沸石晶体的平均长径比(L/D)小于或等于2.0。


3.根据权利要求1所述的活化涂层，其中该铝硅酸盐AEI沸石晶体的平均结晶尺寸是约0.05-约5μm。


4.根据权利要求1所述的活化涂层，其中该铝硅酸盐AEI沸石晶体的平均结晶尺寸是约1-约1.5μm。


5.根据权利要求1所述的活化涂层，其中该铝硅酸盐AE...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·杨，J·L·卡希，D·朗，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB