[发明专利]CHA型沸石材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种制备具有包含YO₂和X₂O₃的CHA型骨架结构的沸石材料的方法，其中所述方法包括：(1)提供包含一种或多种YO₂的来源、一种或多种X₂O₃的来源、一种或多种含四烷基铵阳离子R¹R²R³R⁴N⁺的化合物和一种或多种含四烷基铵阳离子R⁵R⁶R⁷R⁸N⁺的化合物作为结构导向剂的混合物；(2)使(1)中获得的混合物结晶，以获得具有CHA型骨架结构的沸石材料，其中Y是四价元素且X是三价元素，其中R¹、R²、R³、R⁵、R⁶和R⁷彼此独立地表示烷基，其中R⁴表示C_nH_2nOH，其中n＝1‑6，和其中R⁸表示环烷基。此外，本发明还涉及一种根据本发明方法可获得和/或获得的具有CHA型骨架结构的合成沸石材料以及所述材料的用途。

技术领域

本发明涉及一种采用一种或多种含环烷基和一种或多种含C_nH_2nOH的四烷基铵化合物作为结构导向剂制备具有CHA型骨架结构的沸石材料的方法，其中n＝1-6。此外，本发明还涉及一种根据本发明方法可获得和/或获得的具有CHA型骨架结构的合成沸石材料以及本发明沸石材料的用途，特别是作为催化剂的用途。

引言

分子筛由国际沸石协会的结构委员会根据lUPAC沸石命名委员会的规则分类。根据该分类，结构已经确定的骨架类型沸石和其他结晶微孔分子筛被分配了三个字母的代码并描述于Atlas of Zeolite Framework Types，第5版，Elsevier，英国伦敦(2001)中。

在所述沸石材料中，菱沸石是一个经充分研究的实例，其中它是具有CHA骨架结构的沸石材料类别的经典代表。除了硅铝酸盐如菱沸石外，具有CHA骨架结构的沸石材料类别还包含大量已知的在骨架结构中进一步包含磷的化合物，该化合物相应地被称为硅铝磷酸盐(SAPO)。除所述化合物外，已知具有CHA结构类型的其他分子筛在其骨架中含有铝和磷，但几乎不含二氧化硅或不含二氧化硅，且相应地被称为铝磷酸盐(APO)。将属于具有CHA型骨架结构的分子筛类别的沸石材料用于各种应用，特别是作为非均相催化剂用于宽范围的反应中，例如在甲醇至烯烃的催化和氮氧化物NOx的选择性催化还原中以列举某两个最重要的应用。具有CHA骨架类型的沸石材料的特征在于含有双六环(D6R)和笼的三维八元环(8MR)孔/通道系统。

将具有CHA型骨架结构的沸石材料，特别是具有掺入的铜离子的菱沸石(Cu-CHA)广泛作为非均相催化剂用于汽车排放物中的NO_x级分的选择性催化还原(SCR)。基于小孔开口和CHA笼中铜离子的排列，这些催化剂系统具有独特的热稳定性，其在H₂O存在下耐受高于700℃的温度。

对于CHA的工业生产，在其他昂贵的有机模板中，成本密集型的1-金刚烷基三甲基铵氢氧化物通常作为结构导向剂用于其制备的合成程序中。例如，US 4,544,538涉及使用1N-烷基-3-奎宁环醇、N,N,N-四烷基-1-金刚烷铵或N,N,N-三烷基-外氨基降冰片烷作为结构导向剂生产SSZ-13，该SSZ-13沸石材料具有CHA型骨架结构。

另一方面，WO-A-2008/083048涉及一种在籽晶存在下使用特定的N,N,N-三甲基苄基季铵阳离子生产SSZ-13的方法。相似地，WO-A-2008/039742涉及一种生产SSZ-13的方法，其中采用N,N,N-三烷基苄基季铵阳离子和N,N,N-四甲基-1-金刚烷铵的混合物作为有机模板，努力通过试图减少在合成SSZ-13中通常采用的成本密集型N,N,N-四甲基-1-金刚烷铵的量来提高成本效益。