[发明专利]AEI沸石合成

说明书

提供了一种合成AEI沸石的新方法，其得到按二氧化硅和结构导向剂计的高总相对产率。

本申请是基于申请号为201410601423.9、申请日为2014年10月31日、发明名称为“AEI沸石合成”的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种合成具有AEI骨架的分子筛的方法。本发明还涉及由该方法生产的独特的分子筛，以及该分子筛作为催化剂的用途。

发明背景

沸石是晶体或准晶体铝硅酸盐，由重复的SiO₄和AlO₄四面体单元构成。这些单元连接在一起来形成具有规则的结晶内腔和分子尺寸通道的骨架。已经合成了多种类型的合成沸石，并且每个具有基于其四面体单元的特定排列的独特骨架。通常，各骨架类型被国际沸石协会(IZA)赋予唯一的三字母代码(例如“AEI”)。

沸石具有多种工业应用，并且已知某些骨架的沸石例如AEI是用于处理工业应用中的燃烧废气的有效催化剂，所述工业应用包括内燃机、燃气轮机、燃煤发电站等。在一个例子中，废气中的氮氧化物(NO_x)可以通过所谓的选择性催化还原(SCR)方法来控制，由此使废气中的NO_x化合物与还原剂在沸石催化剂存在下接触。

合成AEI沸石使用结构导向剂(SDA)来生产，其也被称作“模板”或者“模板剂”。SDA典型地是络合有机分子，其引导或导向了沸石骨架的分子形状和图案。通常，SDA充当了模具，在其周围形成沸石晶体。在晶体形成后，将SDA从该晶体内部结构中除去，留下分子的多孔铝硅酸盐笼。

在典型的合成技术中，固体沸石晶体从反应混合物中沉淀出来，所述反应混合物包含骨架反应物(例如二氧化硅源和氧化铝源)、氢氧根离子源(例如NaOH)和SDA。这种合成技术通常需要几天(取决于例如结晶温度的因素)来实现期望的结晶。当结晶完成时，过滤出含有沸石晶体的固体沉淀物，并且丢弃其余的母液。该丢弃的母液包含未使用的SDA，其经常由于苛刻的反应条件而降解。

用于AEI沸石合成的已知SDA相对昂贵，并且构成了沸石制造成本的主要部分。另外，用于合成沸石AEI的常规方法在二氧化硅(所述反应混合物的关键组分)上具有相对差的产率，其也影响制造成本。因此，令人期望的是降低该合成方法的成本，优选通过对环境影响较小的手段。本发明尤其满足这种需求。

发明内容

申请人已经发现了某些手段，用于在AEI沸石合成方法中增加按二氧化硅和/或SDA计的相对产率。作为此处使用的，涉及化学反应物的术语“相对产率”表示混入到期望的产物中的反应物(或其衍生物)的量占在该化学方法中引入的反应物总量的比例。因此，反应物的相对产率可以如下来计算：

(相对产率)_R＝(R_P)/(R_T)

其中R是反应物，R_P是混入到期望的产物中的反应物R(或其衍生物)的总重量，和R_T是在该化学方法中引入的反应物R的总重量。这里，相对产率用于度量使用所述反应物的化学方法的效率。术语“总相对产率”表示用于化学方法的整体的相对产率，包括例如多个顺序沸石合成批量反应。因此，按二氧化硅计的总相对产率代表了混入到遍及一个或多个顺序批量的所生产的沸石总量中的二氧化硅的总量(相对于残留在丢弃的母液中的二氧化硅的量)相对于总体上引入该方法中的二氧化硅的总量。同样，按SDA计的总相对产率代表了遍及一个或多个顺序批量的构成沸石骨架中直接使用的SDA的量(相对于保留在丢弃的母液中的SDA的量)相对于总体上引入该方法中的二氧化硅的量。这些材料的总量典型地对应于所述材料的总重量。