[发明专利]在单晶中具有突出的大孔隙度的沸石材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种包括沸石单晶的沸石材料以及制造这种沸石材料的方法，所述单晶分别具有孔系统，该孔系统包括至少一个微孔系统和至少一个大孔系统，在所述方法中，多孔的氧化物颗粒在存在有机模板和水蒸气的情况下转变为沸石材料。

本申请为2015年8月21日提交的申请号为201580044408.1且发明名称为“在单晶中具有突出的大孔隙度的沸石材料及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有晶内大孔和微孔的分级沸石材料及其制造方法。

背景技术

沸石或者类沸石材料(‘沸石类型’)在石油加工和石化工业中属于最重要的催化材料[Marcilly等人，“OilGas Science and Technology”，56(2001)499；Primo等人，“Chem.Soc.Rev.(2014)DOI:10.1039/C3CS60394F”]。沸石作为催化剂在不同产品的制造中的广泛应用主要归因于其可调节的酸度和完美地结构化的微孔[Martinez等人，“Coordination Chemistry Reviews”，255(2011)1580]。直径为分子量级的微孔的存在导致了在各种利用沸石催化的方法中出色的形状选择性[Martinez等人，“CoordinationChemistry Reviews”，255(2011)1580]。然而，由于这些小孔也产生了更多的要求。这些要求包括：(i)不同化学试剂进出活性中心的缓慢输送；(ii)因碳化致使催化剂失活加速；和(iii)限制了对小分子利用沸石的催化反应[Chen等人，“J.Mater.Chem.”，22(2012)17381；Li等人，“ChemCatChem”，6(2014)46]。

为了改善沸石在不同反应中的功效和耐用时间，研发出了各种策略[Serrano等人，“Chem.Soc.Rev.，42(2013)4004”]。这些策略要么基于减小各个沸石晶体的尺寸，要么基于制造分级沸石[Chen等人，“J.Mater.Chem.”，22(2012)17381，Serrano等人，“Chem.Soc.Rev.”，42(2013)4004]。第一种策略的实际应用由于在热液合成之后要繁琐地回收纳米晶体而变得困难[Hartmann等人，“Angew.Chem.”，116(2004)6004]。第二种策略涉及制备分级沸石，无论在工业方面还是从研究的角度来看，该策略都引起了很大的关注。与传统的(纯微孔的)沸石相比，分级沸石的特点是，物质传送更有效，由此使得在众多的反应中催化剂的寿命更长久[Li等人，“ChemCatChem”，6(2014)46]。带有分级孔结构的沸石具有多于一种级别的孔隙度。按照IUPAC，有三个不同级别的孔隙度；这些孔隙度级别包括微孔(孔直径dp小于2nm)、中孔(dp为2～50nm)和大孔(dp大于50nm)[Haber等人，IUPAC，“Pureand Appl.Chem.”63(1991)1227]。分级沸石可以要么具有微孔和中孔，要么具有微孔和大孔，要么具有所有三个孔隙度级别[Chen等人，“J.Mater.Chem.”，22(2012)17381]，其中，层级的关键标准是现有的孔隙度级别之间的交联。