[发明专利]沸石SSZ-31的合成

说明书

提供了一种使用2‑乙基‑N，N，N‑三甲基丁‑1‑铵阳离子作为结构导向剂合成沸石SSZ‑31的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月11日提交的美国临时申请号62/444,909的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开涉及合成沸石SSZ-31的方法。

背景

过去已经证明天然和合成的分子筛材料可用作吸附剂并对各种类型的烃转化反应具有催化性能。某些分子筛，例如沸石、铝磷酸盐和中孔材料，是通过X射线衍射(XRD)测定的具有确定结晶结构的有序多孔结晶材料。在结晶分子筛材料内，存在大量的腔，其可以通过多个通道或孔互连。这些空腔和孔在特定分子筛材料内的尺寸均匀。因为这些孔的尺寸使得能够接受某些尺寸的吸附分子，同时排除较大尺寸的分子，因此被称为“分子筛”，并被用于各种工业过程中。

高二氧化硅沸石SSZ-31是具有一维12元环孔的高度缺陷的分子筛材料，孔尺寸为约SSZ-31的骨架结构由国际沸石协会结构委员会指定为三字母代码*STO。

美国专利号5,106,801公开了SSZ-31的组成和表征粉末X射线衍射图，该专利还描述了在选自一种或多种结构导向剂的情况下硼硅酸盐形式的沸石的合成，所述结构导向剂选自N，N，N-三甲基铵-8-三环[5.2.1.0]癸烷、4-三甲基铵-2,2,6,6-四甲基哌啶、N，N-二甲基-3-氮鎓双环[3.2.2]壬烷、N，N，N-三甲基铵-2-双环[3.2.1]辛烷、N，N-二甲基-6-氮鎓-1,3,3-三甲基双环[3.2.1]辛烷、和N,N,3,5,5-五甲基氮鎓环庚烷。使用N，N，N-三甲基铵-8-三环[5.2.1.0]癸烷作为结构导向剂合成全二氧化硅形式的SSZ-31。

由于SSZ-31的孔径非常大，具有结合到沸石骨架结构中的铝的SSZ-31形式对于形状选择性催化是有意义的，例如相对庞大的芳族化合物的烷基化。

硅铝酸盐SSZ-31(Al-SSZ-31)可以通过杂原子晶格取代技术间接地由硼硅酸盐SSZ-31(B-SSZ-31)制备，如美国专利No.5,106,801中所述。

美国专利No.6,471,940公开了使用选自六亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)、七亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)、八亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)、九亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)和十亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)的结构导向剂通过干凝胶转化法直接合成Al-SSZ-31。

R.K.Ahedi等.(J.Mater.Chem.2001,11,2922-2924)报道了使用六亚甲基双(三乙基铵氢氧化物)作为结构导向剂，通过水热途径从Al-BEA前体直接合成Al-SSZ-31。

根据本发明，现已发现2-乙基-N，N，N-三甲基丁-1-铵阳离子在直接合成全二氧化硅和硅铝酸盐形式的沸石SSZ-31中作为结构导向剂是有效的。

概述

在一个方面，提供了合成具有SSZ-31结构的沸石的方法，所述方法包括：(a)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(1)二氧化硅源；(2)任选地，氧化铝源；(3)包含2-乙基-N，N，N-三甲基丁-1-铵阳离子的结构导向剂；(4)氢氧根离子；和(5)水；以及(b)使所述反应混合物经受足以形成所述沸石的晶体的结晶条件。

另一方面，提供了一种沸石，其具有SSZ-31的结构并且在其孔内包含2-乙基-N，N，N-三甲基丁-1-铵阳离子。

在其合成后原样且无水形式下，所述沸石具有包含以下摩尔关系的化学组成：