[发明专利]使用N;N-二甲基有机模板合成沸石材料

说明书

本发明提供了制备具有包含YO₂和X₂O₃的结构的沸石材料的方法，其中所述方法包括如下步骤：(1)提供混合物，所述混合物包含一种或多种其铵阳离子具有式(I)[R¹R²NR³R⁴]⁺(I)的铵化合物，且进一步包含一种或多种YO₂料源和一种或多种X₂O₃料源；(2)使步骤(1)中提供的混合物结晶；其中Y为四价元素且X为三价元素，且其中铵化合物优选为衍化或非衍化N,N‑二甲基吡咯烷化合物、N,N‑二甲基哌啶化合物、N,N‑二甲基六氢氮杂化合物及其混合物，且其中步骤(1)中提供且在步骤(2)中结晶的混合物中具有式(I)的铵阳离子与Y的摩尔比为等于或大于0.25。

本申请是2012年9月6日提交的申请号为“201280054309.8”的、发明名称为“使用N,N-二甲基有机模板合成沸石材料”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及制备沸石材料的方法以及可由该方法得到的沸石材料。此外，本发明涉及可由该方法得到的沸石材料的用途。

引言

分子筛由国际沸石协会结构委员会(Structure Commission of theInternational Zeolite Association)根据沸石命名的IUPAC委员会(IUPAC Commissionon Zeolite Nomenclature)的规则分类。根据该分类，将已建立其结构的骨架型沸石和其它结晶微孔分子筛指定为三字母代码并描述于沸石骨架类型图册(the Atlas of ZeoliteFramework Types)，第5版，Elsevier，London，英国(2001)中。

很好研究了菱沸石和插晶菱沸石作为沸石材料的实例，其中菱沸石为具有CHA骨架结构的沸石材料类的经典代表，且插晶菱沸石部分为具有LEV骨架结构的沸石材料类的经典代表。两种化合物和具有给定骨架结构的相关材料用于多种应用中，特别是用作多种反应如甲醇至烯烃催化和氮氧化物NO_x的选择性催化还原中的非均相催化剂，以指定多数重要应用中的某两种。CHA和LEV骨架类型的沸石材料为包含双6环(D6R)和笼的三维8元环(8MR)孔/通道体系。两种结构之间的差别源于双6环和笼的堆叠。

合成菱沸石和CHA型沸石借助结构导向剂，通常使用外来有机模板如金刚烷基铵基化合物合成。同样适用于合成插晶菱沸石和LEV型沸石，其通常也使用外来结构导向剂如奎宁环基有机模板制备。尽管发现目前较低成本的有机模板如二乙基二甲基氢氧化铵用于合成LEV型沸石，这仍不是合成菱沸石和具有CHA型骨架的相关材料的情况。因此，仍然保留了问题，特别是关于合成菱沸石和具有CHA型骨架结构的相关材料的问题，即成本密集型有机模板材料必须用于其制备程序中。

此外，所述问题通过这一事实强调：用作结构导向剂的成本密集型材料被捕集在由模板合成得到的沸石材料中。因而，它们的脱除是必须的以打开实际使用，例如用作分子筛或用于催化中的材料的孔体积。然而，结构导向剂的完全脱除是困难的且通常仅通过在高温下煅烧实现，所述高温煅烧是极大提高生产成本的程序，因为有机模板在方法中被破坏，因此不能再循环。

Campbell等人，Chem.Commun.1998，16，1725-1726公开了除沸石ERS-7外，N,N-二甲基哌啶在合成具有MOR、MTW、LEV和NON型骨架结构的沸石材料中作为结构导向剂的用途。