[发明专利]沸石SSZ-13的低压合成

说明书

描述了一种在环境压力下通过沸石间转化从FAU骨架型沸石合成铝硅酸盐CHA骨架型分子筛的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月3日提交的美国临时申请序列号62/909,609的优先权和权益。

技术领域

本公开涉及在环境压力下合成沸石SSZ-13。

背景技术

分子筛由国际沸石协会结构委员会(the Structure Commission of theInternational Zeolite Association)根据IUPAC沸石命名委员会(the IUPACCommission on Zeolite Nomenclature)的规则进行分类。根据该分类，结构已确定的骨架型沸石和其它结晶微孔分子筛被指定一个三字母代码，并在“沸石骨架类型图集(Atlas ofZeolite Framework Types)”中进行了描述(第六修订版, Elsevier, 2007)。

CHA骨架型分子筛材料，例如沸石SSZ-13，特征在于含有双六环(D6R)和笼的三维八元环(8MR)孔/通道系统。已知CHA骨架型分子筛在多种应用中有效地作为催化剂，例如用于处理燃烧废气(例如，控制氮氧化物NO_x的排放)和甲醇到烯烃的催化转化中等。

分子筛材料如CHA通常通过水热合成制备，其中水和反应物在密闭容器中在高温下加热指定时间，这导致结晶过程在自生压力下发生。高自感压力下的操作需要特殊的安全措施和昂贵的设备。

因此，需要在没有上述苛刻反应条件的情况下制造CHA骨架型分子筛的替代方法。

发明内容

在一个方面，提供了一种合成CHA骨架型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：(1)制备反应混合物，所述反应混合物包含：(a)硅和铝的来源，其中所述硅和铝的来源都是FAU骨架型沸石；(b)碱金属或碱土金属(M)的来源；(c) CHA结构导向剂(Q)；(d)氢氧根离子的来源；和(e)水；以及(2)在环境压力下和在50℃至90℃的温度下加热反应混合物直至形成分子筛的晶体。

具体实施方式

定义

术语“环境压力”是指0.9至1.1巴(bar) (90至110 kPa)范围内的压力。

如本文所用的术语“骨架型”具有在Ch. Baerlocher、L.B.McCusker和D.H. Olson的“沸石骨架类型图集”(第六修订版, Elsevier,2007)中描述的含义。

本文中的术语“不含(free)”或“不含(free of)”是指所提及的材料未作为有意的成分添加到反应混合物中。

术语“合成后的”在本文中用于指在结晶之后、在去除结构导向剂之前呈其形式的分子筛。

术语“无水”在本文中用于指基本上没有物理吸附水和化学吸附水的分子筛。

术语“敞开的容器”和“敞开的反应容器”意在涵盖任何通大气的容器。

术语“SiO₂/Al₂O₃摩尔比”可缩写为“SAR”。

分子筛的合成

一种合成CHA骨架型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：