[发明专利]阳离子聚合物和多孔材料

说明书

根据一个或多个实施例，可制造出包括含有阳离子的一种或多种单体的阳离子聚合物。这类阳离子聚合物可用作形成中孔沸石的结构导向剂。所述中孔沸石可包括微孔以及中孔，并且表面积可大于350m²/g并且孔体积可大于0.3cm³/g。还描述核/壳沸石，其中至少壳部分包括中孔沸石材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月21日提交的美国临时专利申请序列第62/244,388号的优先权，所述专利的全部内容以引用的方式并入。

技术领域

本公开大体上涉及阳离子聚合物和多孔材料，并且更具体来说涉及可用于合成多孔材料的阳离子聚合物。

背景技术

微孔结构(如沸石)可用于许多石化工业应用。举例来说，这类微观结构可用作在多种反应中的催化剂。

发明内容

根据本公开的一个实施例，阳离子聚合物可包含随后在本公开中包括的化学结构#3或化学结构#8中描绘的结构。

根据本公开的另一个实施例，在化学结构#3中描绘的阳离子聚合物可通过包含以下步骤的方法形成：由二烯丙基胺形成具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子，使二烯丙基甲基铵盐酸盐聚合以形成聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(PDMAH)，由聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(PDMAH)形成聚(二烯丙基甲基胺)(PDMA)，通过使三烷基胺与二卤代烷反应形成具有卤阴离子的铵卤化物阳离子；并且通过使PDMA与铵卤化物阳离子反应形成在化学结构#3中描绘的化学组成。

根据本公开的又一实施例，催化剂可通过利用在化学结构#3中描绘的阳离子聚合物作为结构导向剂形成。

根据本公开的又一实施例，中孔沸石可包含含有直径小于或等于2纳米(nm)的多个微孔的微孔骨架和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔。中孔沸石可包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料，中孔沸石可包含大于350平方米/克(m²/g)的布鲁诺-埃梅特-特勒(Brunauer-Emmett-Teller；BET)表面积，并且中孔沸石可包含大于0.3立方厘米/克(cm³/g)的孔体积。贯穿本公开，表面积是指沸石结构的BET表面积。

根据本公开的又一实施例，中孔沸石可通过包含以下的方法制造：将阳离子聚合物和一种或多种前体材料组合以形成包含微孔的中间体材料，并且煅烧中间体结构形成中孔沸石。阳离子聚合物可充当用于形成微孔的结构导向剂。阳离子聚合物包含含有通过烃链连接的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体。

根据本公开的又一实施例，多孔材料可包含含有微孔结构的沸石核部分，所述微孔结构包含直径小于或等于2nm的多个微孔，其中核部分包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料。多孔材料还可包含含有铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料并且包围核部分的中孔沸石壳部分。壳部分可包含含有直径小于或等于2nm的多个微孔的微孔骨架和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔。

根据本公开的又一实施例，包含核部分和壳部分的核/壳沸石可通过包含以下的方法制造：围绕核晶种材料形成壳部分中间体材料，壳部分中间体材料包含微孔，并且煅烧核/壳多孔材料以形成核/壳沸石，其中壳部分包含中孔沸石。阳离子聚合物充当用于形成壳部分中间体的微孔的结构导向剂。阳离子聚合物包含含有通过烃链隔开的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体。

在本公开中所公开的技术的额外特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且将部分地由所属领域的技术人员根据所述描述而容易地了解或通过实践如在本公开中所描述的技术(包含以下具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。

附图说明