[其他]复合晶体硅酸铝的制备方法及其作为催化剂(载体)的应用

说明书

本发明涉及一种制备复合晶体硅酸铝的方法，具体地说是涉及制备这类晶体的一种液热法。

晶体硅酸铝可用其X-射线粉末衍射图中某些特征线相互区分。它们可用液热法制备，即通过保持一种含水的碱性起始混合物于较高的温度，直到生成晶体硅酸铝之后，由母液中分离出晶体硅酸铝，通常还要加上洗涤和干燥步骤。上述原料混合物含有一种或一种以上的硅化合物，一种或一种以上的铝化合物，一种或一种以上的碱金属化合物以及一种或一种以上的有机氮化合物。

正确选择组成含水混合物的反应成分和它们的摩尔比，对于制备所需要的晶体硅酸铝是最重要的。

大家知道，用以进行上述液热过程的起始混合物中存在的有机氮化合物影响着合成沸石的微观结构（例如晶体形状，大小，光滑度以及最后的晶体的聚集程度）。

在不引入机械能时（即没有搅拌的情况），于100至200℃之间的温度下，用保持含水的起始混合物于一定的温度来制备复合晶体硅酸铝的方法也是大家所知道的。上述含水混合物含有一种或一种以上的硅化合物，一种或一种以上的铝化合物，一种或一种以上的碱金属氢氧化物，一种或一种以上的无机酸的碱金属盐以及一种吡啶。

当以（半一）工业规模生产大量复合晶体硅酸铝时，非常希望达到性质和组成恒定的硅酸盐，这意味着由相当数量化合物组成的反应混合物最好保持在不断地或间歇地运动中（例如通过搅拌），以便使混合物的组成在整个容积中保持适当的均匀程度。

业已发现，如果初始混合物中的各种化合物按某种特殊的摩尔比存在的话，（这是本发明方法的关键要求）则从一种含水的碱性起始混合物能够重复制备复合晶体硅酸铝，此晶体的X射线粉末衍射图包含两种硅酸盐特征线。且上述初始混合物中含有作为有机氮化合物的某种吡啶和某种有机季铵化合物。

因此本发明涉及一种复合晶体硅酸铝的制备方法，此法包括保持一种含水的碱性起始混合物于较高温度，直到生成复合晶体硅酸铝之后，由母液中分离出结晶硅酸盐。上述混合物包含一种或一种以上的硅化合物，一种或一种以上的铝化合物，一种或一种以上的元素周期表的Ⅰa族的金属化合物（MX）以及有机氮化合物。在起始混合物中各种化合物按下列摩尔比存在：

RN∶R₄NY＝6-3，000，

SiO₂∶R₄NY＝200-10，000，

SiO₂∶Al₂O₃＝60-250，

SiO₂∶MX＜10，和

H₂O∶SiO₂＝5-65，RN代表一种吡啶，而R₄NY代表一种有机季铵化合物。

所参考的元素周期表在“物理与化学手册”，第55版（CRC    Press，Ohio，USA（1975）中阐述。

此处使用的“一种吡啶”（a    pyridine）一词不包括季铵化合物。

RN适宜于表示由下述组中选择的一种化合物，该组包含吡啶，烷基吡啶和（取代的烷基）吡啶，其中烷基基团最好包含1-4个碳原子以及氨基吡啶;RN最好表示吡啶。

在R₄NY中R基适宜于由相同的或不同的四个烷基和/或取代烷基，如烷基含有一个羟基和/或一个囟素取代基（如溴）组成;这些烷基通常包含1-20个碳原子，最好有1-4个碳原子。在R₄NY中符号Y适宜代表一个无机酸的阴离子或一个氢氧离子。R₄NY最好表示氢氧化四丙铵，另一个适用的是溴化四乙铵。

上面规定的有机氮化合物RN和R₄NY以适宜的摩尔比25-600，最好是40-450存在于起始混合物中。SiO₂和R₄NY存在起始混合物中摩尔比的适宜量是300-2000，最好是450-1500。

在初始混合物中化合物MX最好是表示至少一种M_nZ和至少一种MOH，其中M表示碱金属离子，而Z表示一种无机酸阴离子（n满足化合物M_nZ的电中性）;最好M表示钠离子，化合物SiO₂和MOH以合适的摩尔比5.2-7.8，最好为5.6-7.0存在于起始混合物中。在任何情况下含水起始混合物都具有碱性，这意味着混合物的PH值大于7。