[发明专利]沸石合成和导向剂

说明书

可在水热合成条件下使用不包括金属原子的导向剂形成沸石UTD‑1。合成沸石UTD‑1的方法可包括：在水性介质中合并至少硅原子源和具有下式(I)结构的导向剂，在水性介质在水热合成条件下形成沸石，以使所述沸石具有骨架硅酸盐和吸留在骨架硅酸盐的孔或通道内的导向剂的阳离子部分；和从水性介质中分离沸石。所述沸石的粉末x‑射线衍射图具有至少下列2θ散射角：对于硼硅酸盐形式的沸石6.0±0.12、7.6±0.1、14.66±0.15、19.7±0.15、21.27±0.15、22.13±0.15、22.61±0.15和24.42±0.10，或对于铝硅酸盐形式的沸石6.0±0.12、7.6±0.15、14.55±0.15、19.64±0.15、21.01±0.20、21.90±0.20、22.34±0.20和24.38±0.20。

技术领域

本公开涉及使用导向剂的沸石合成。

背景技术

沸石是具有规则无机骨架结构和限定在其中的许多固定尺寸的孔或通道的一类多孔材料。孔或通道尺寸随不同沸石而变并决定了可进入特定沸石内部的分子的宽度。由于它们的具有限定尺寸的微孔性和由其获得的分子特异性，沸石经常在吸附、离子交换、气体分离和催化剂应用中找到特定用途。The Structure Commission of theInternational Zeolite Association认可的各种沸石骨架结构可见于可由http://www.iza-structure.org/databases/访问的结构数据库中。

沸石的理想化无机骨架结构是骨架硅酸盐，其中所有四面体原子通过氧原子与四个次近邻四面体原子连接。本文所用的术语“硅酸盐”是指至少含有彼此交替键合的硅和氧原子(即-O-Si-O-Si-)并任选在无机骨架结构内包括其它原子(包括如硼、铝或其它金属(例如过渡金属，如钛、钒或锌)之类的原子)的物质。骨架硅酸盐中的非硅和氧的原子占据在“全二氧化硅(all-silica)”骨架硅酸盐中原本被硅原子占据的一部分晶格格位。因此，本文所用的术语“骨架硅酸盐”是指包含硅酸盐、硼硅酸盐、镓硅酸盐、铁硅酸盐、铝硅酸盐、钛硅酸盐、锌硅酸盐、钒硅酸盐等的任一种的原子晶格。

给定沸石内的骨架硅酸盐的结构决定了其中存在的孔或通道的尺寸。孔或通道尺寸可能决定给定沸石适用的工艺的类型。目前，多于200种独特的沸石骨架硅酸盐结构是已知的并被Structure Commission of the International Zeolite Association认可，因此界定了一系列孔几何和取向。沸石的骨架硅酸盐通常以它们的环尺寸表征，其中环尺寸是指与氧原子成圈地四面体配位以界定沸石内部的孔或通道的硅原子(或替代原子，如上列那些)的数量。例如，“8元环”沸石是指具有由8个交替的四面体原子和8个氧原子成圈界定的孔或通道的沸石。在给定沸石内界定的孔或通道可以是对称或不对称的，这取决于特定骨架硅酸盐中存在的各种结构限制。

最常见的沸石具有在大约的尺寸范围内的中或大孔或通道。具有接近的超大孔或通道的沸石相对少见，尽管可能希望的是生产这样的沸石以用于催化反应或需要对较大分子的尺寸特异性的其它类型的工艺。

UTD-1是在一个维度中具有达到的孔尺寸的14元环沸石。图1显示UTD-1沸石中的骨架硅酸盐的结构的图。各顶点代表与四个氧原子四面体配位的硅原子(或替代原子)。这些硅原子(或替代原子)界定了含有14个各自与四个氧原子四面体配位的原子的环。UTD-1沸石1中的孔2以的维度L₁和的维度L₂为特征。孔2界定了一系列一维通道，互相平行地延伸到图1中的页面的平面中。