[发明专利]EMM-28新型合成结晶材料、其制备和用途

说明书

新型合成结晶材料EMM‑28可以在选自式(I)、式(II)的一种或多种下列双阳离子的有机结构导向剂(Q)存在下合成。EMM‑28可用于有机化合物转化反应和吸附工艺。

领域

本发明涉及新型合成结晶材料EMM-28及其制备方法。本发明还涉及多孔形式的EMM-28在有机转化和吸附工艺中的用途。

背景

沸石材料已知具有作为吸附剂的用途并且对各种类型的烃转化反应具有催化性质。某些沸石材料是具有如通过X-射线衍射测定的明确结晶结构的有序多孔结晶材料，其内存在大量较小空腔，它们可通过许多更小的通道或孔隙互连。在特定沸石材料内这些空腔和孔隙的尺寸一致。由于这些孔隙的尺寸适合接收特定尺寸的吸附分子，同时排阻更大尺寸的那些，这些材料已被称作“分子筛”并以各种方式使用以利用这些性质。

天然和合成的此类分子筛包括多种多样的含正离子的结晶硅酸盐和取代硅酸盐，其中硅部分或完全被其它四价元素替代。这些硅酸盐可被描述为SiO₄四面体和任选三价元素氧化物如AlO₄和/或BO₄的四面体的刚性三维骨架，其中这些四面体通过共享氧原子交联，由此总三价元素和硅原子与氧原子的局部比率为1:2。含三价元素的四面体的电价通过在该晶体中包含阳离子(例如碱金属或碱土金属阳离子)平衡。这可表示为其中三价元素如铝与各种阳离子如Ca/2、Sr/2、Na、K或Li的数量的比率等于1。一种类型的阳离子可利用离子交换技术以常规方式与另一类型的阳离子完全或部分交换。借助这样的阳离子交换，可以通过阳离子的合适选择改变给定硅酸盐的性质。

可用于催化的分子筛包括任何天然或合成的结晶分子筛。这些分子筛的实例包括大孔沸石、中间孔径沸石和小孔沸石。这些沸石和它们的同型描述在Atlas of ZeoliteFramework Types,eds.Ch.Baerlocher,L.B.McCusker,D.H.Olson,Elsevier,第六修订版,2007中，其经此引用并入本文。大孔沸石通常具有至少的孔径并包括LTL、VFI、MAZ、FAU、OFF、*BEA和MOR骨架型沸石(IUPAC Commission of Zeolite Nomenclature)。大孔沸石的实例包括针沸石、菱钾铝矿、沸石L、VPI-5、沸石Y、沸石X、ω和β。中间孔径沸石通常具有大约至小于的孔径并包括例如MFI、MEL、EUO、MTT、MFS、AEL、AFO、HEU、FER、MWW和TON骨架型沸石(IUPAC Commission of Zeolite Nomenclature)。中间孔径沸石的实例包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、MCM-22、silicalite-1和silicalite-2。小孔径沸石具有大约至小于的孔径并包括例如CHA、ERI、KFI、LEV、SOD和LTA骨架型沸石(IUPACCommission of Zeolite Nomenclature)。小孔沸石的实例包括ZK-4、SAPO-34、SAPO-35、ZK-14、SAPO-42、ZK-21、ZK-22、ZK-5、ZK-20、沸石A、菱沸石、沸石T和ALPO-17。

许多沸石在有机结构导向剂，如有机氮化合物存在下合成。例如，ZSM-5可以在四丙基铵阳离子存在下合成且沸石MCM-22可以在六亚甲基亚胺存在下合成。也已知在双季铵(diquaternary)导向剂存在下合成沸石和相关分子筛。例如，美国公开专利申请No.2010/0178241公开了在六甲铵阳离子存在下合成EU-1。

根据本发明，现在使用在1,3-位置(间位)或在1,4-位置(对位)具有通过式(CH₂)₃的线型聚亚甲基连接到苯基环上的N-甲基吡咯烷鎓基团的新型diquat作为有机结构导向剂合成被称作EMM-28并具有独特X-射线衍射图谱的新型沸石结构。

概述