[发明专利]具有加强的大孔选择性的沸石SSZ‑57

说明书

发明领域

本发明涉及具有加强的大孔选择性的硼铝硅酸盐(alumino-borosilicate)SSZ-57沸石。本发明的硼铝硅酸盐SSZ-57沸石的特征在于基本上它的所有铝原子位于形成12环通道的沸石结构区域内。

发明背景

沸石是商业上重要的一组结晶材料。它们具有独特的晶体结构和有序的孔结构，这通过独特的X-射线衍射(XRD)图案来证明。该晶体结构确定了不同物种特性的腔室(cavity)和孔。

小孔沸石通常具有最多8元环(8-MR)结构和小于(0.5nm)的平均孔径，而中孔沸石通常具有10元环(10-MR)和约(0.5nm)-约(0.7nm)的平均孔径。大孔沸石通常具有至少12元环(12-MR)结构和大于约(0.7nm)的平均孔径。

在沸石的孔内，烃的转化反应例如烷属烃的异构化、烯烃骨架或双键的异构化、歧化、烷基化和芳烃的烷基转移反应受到沸石通道尺寸施加的约束的控制。当一部分原料太大，以致于无法进入孔内反应时，出现反应物的选择性；同时当一些产物不可能离开通道或者后续不能反应时出现产物的选择性。也可通过其中一些反应不可能发生的过渡状态的选择性来改变产物分布，因为反应的过渡状态太大，以致于无法在孔内形成。形状选择性也可来自于对扩散的结构约束，其中分子的尺寸接近孔的尺寸。

沸石SSZ-57是一种已知的沸石，且首先公开于2003年4月8日授权Elomari的美国专利No.6,544,495中。在2011年，SSZ-57被国际沸石学会(Structure Commission of the International Zeolite Association)(IZA)结构委员会确定为框架类型编码*SFV。

最近，C.Baerlocher等人(Science 333,1134-1137(2011))拆分(resolve)了SSZ-57的结构，且特征在于具有描述为受干扰的ZSM-11(MEL)结构的框架类型。该干扰是12-环通道，所述12环通道以有序的方式取代16个10环通道中的1个。被12-元环通道扰乱导致具有分离的三维10-元环通道系统的大口袋(pockets)的框架。

现已发现，可通过用铝取代硼硅酸盐形式的沸石中的硼，提高大孔选择性，得到硼铝硅酸盐材料，其中基本上所有它的铝原子位于形成12环通道的沸石结构区域内。

发明概述

根据本发明，提供硼铝硅酸盐SSZ-57，其特征在于基本上所有它的铝位于形成12环通道的沸石结构区域内。

本发明还包括通过下述步骤，制备硼铝硅酸盐SSZ-57分子筛的方法，

(a)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(1)至少一种氧化硅源；(2)至少一种氧化硼源；(3)至少一种选自周期表中第1和2族中的元素源；(4)氢氧根离子；(5)选自正丁基-正环己基吡咯烷鎓阳离子，正丙基-N-环庚基吡咯烷鎓阳离子，正丁基-正环辛基吡咯烷鎓阳离子及其混合物中的结构导向剂(“SDA”)；和(6)水；

(b)在足以形成硼硅酸盐SSZ-57晶体的结晶条件下，维持该反应混合物；

(c)将硼硅酸盐SSZ-57晶体置于煅烧条件下；和

(d)用铝替代煅烧过的硼硅酸盐SSZ-57骨架的12-环通道内的至少一部分硼以提供硼铝硅酸盐SSZ-57，其特征在于基本上所有它的铝位于形成12环通道的沸石结构区域内。

附图简述

图1示出了实施例1中合成的硼铝硅酸盐SSZ-57沸石的粉末X-射线衍射分析结果。

详细说明

引言

在说明书通篇中使用下述术语且具有下述含义，除非另有说明。

“活性源”是指试剂或前体，它能以可反应并掺入到沸石结构内的形式供应元素。术语“源”和“活性源”在本文中可互换使用。