[发明专利]具有SZR-类型晶体结构的JMZ-5和JMZ-6沸石及其制备方法和用途

说明书

描述了一种具有SZR骨架类型和海胆类型形态的铝硅酸盐JMZ‑5。还描述了由JMZ‑5形成的煅烧产品JMZ‑5C。描述了一种具有SZR骨架类型和针状聚集体形态的铝硅酸盐JMZ‑6。还描述了一种由JMZ‑6形成的煅烧产品JMZ‑6C。还描述了制备这些沸石和它们的含金属的对应煅烧产品的方法以及在处理废气中应用这些沸石和它们的含金属的对应煅烧产品的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月9日提交的美国临时申请No.62/385,288的权益和优先权，该申请在此作为参考引入。

技术领域

本发明涉及JMZ-5(具有SZR类结构和海胆类型形态的铝硅酸盐分子筛)和由JMZ-5形成的煅烧产品(JMZ-5C)。本发明还涉及JMZ-6(具有SZR-类型晶体结构和针状聚集体类型形态的铝硅酸盐分子筛)和由JMZ-6形成的煅烧产品(JMZ-6C)。本发明还涉及包含这些材料的组合物和制品、它们的制备方法和它们作为催化剂的用途。

背景技术

沸石是由重复的TO₄四面体单元(或四面体单元的组合)构成的结晶态或准结晶态铝硅酸盐，其中T最通常为Si、Al或P。这些单元连接在一起形成分子大小的具有规则的晶体内空穴和/或通道的骨架。已经合成了多种类型的合成沸石，和每种均具有基于四面体单元独特排布的独特骨架。规则上，每一种拓扑类型均被国际沸石协会(IZA)指定有独特的三字母代号(例如“SZR”)。

沸石具有多种工业用途，和已知某些骨架的沸石如CHA是工业应用(包括内燃机、气轮机、燃煤电站等)中用于处理燃烧废气的有效催化剂。在一个实例中，废气中的氮氧化物(NOx)可以通过所谓的选择性催化还原(SCR)过程来控制，从而废气中的NOx化合物在沸石催化剂存在下与还原剂接触。

当按铝硅酸盐组合物制备时，应用结构导向剂(SDA)产生SZR拓扑类型的合成沸石，所述结构导向剂也称为“模板”或“模板剂”。在铝硅酸盐SZR拓扑类型材料的制备中应用的SDA通常为复杂的有机分子，其引导或指引沸石骨架的分子形状和形式。通常，SDA可以被认为是沸石晶体围绕它形成的模具。在晶体形成后，SDA从晶体内部结构中脱除，通常通过在空气中加热来实施，留下分子内多孔的铝硅酸盐材料。

SUZ-4沸石首先由S.A.Barri US 5,118,483(1992)记载。在典型的合成技术((1)Gao,S.；Wang,X.；Chu,W.The first study on the synthesis of uniform SUZ-4zeolitenanofiber.Microporous and Mesoporous Materials 2012,159,105-110；(2)Gao,S.；Wang,X.；Wang,X.；Bai,Y.Green synthesis of SUZ-4zeolite controllable inmorphology and SiO₂/Al₂O₃ratio.Microporous and Mesoporous Materials 2013,174,108-116；和(3)Vongvoradit,P.；Worathanakul,P.Fast Crystallization of SUZ-4zeolite with Hydrothermal Synthesis:Part I Temperature and TimeEffect.Procedia Engineering 2012,32,198-204)中，由包含骨架组分(例如二氧化硅源和氧化铝源)、氢氧根离子源(如NaOH或KOH)和SDA的反应混合物中沉淀出固体沸石晶体。这种合成技术通常花几天时间(取决于各种因素如结晶温度)达到理想的结晶。当结晶完成时，将含沸石晶体的固体沉积物与母液分离，后者废弃。这种废弃的母液包含且通常劣化了的没有应用的SDA和未反应的二氧化硅。