[发明专利]硅增强的新型结晶氧化铝

说明书

氧化铝是众所周知的催化剂载体和催化剂。人们还熟知氧化铝的性能可以通过不同途径加以改进，例如利用氧化硅的共凝胶作用形成氧化硅-氧化铝的方法改进。例如，US-A-4,758,330中披露出一种氧化硅一氧化铝载体，该载体是利用形成一种氧化铝的水溶胶，然后在这种水溶胶内加入碱金属硅酸盐的方法制备，此外，US-A-4,806,513介绍了一种表面有氧化硅涂层而且还用氟处理过的氧化铝的制备。

与该已知方法不同，本申请人已制备出这样一种组合物，其中某些铝原子从氧化铝的晶格上被除去并且在此组合物中加入一些硅原子。申请人还发现，可以将所说的硅结合在氧化铝的骨架结构之中。另外还进一步发现原始氧化铝的基本结构在所述硅增强的氧化铝(SEAL)中得以保持。最后，所述SEAL组合物还含有氟。

本发明的SEAL组合物制备方法如下：使氧化铝和氟硅酸盐在反应条件下接触，以便能除去一些铝原子再用硅增强所述的氧化铝。虽然所述已有技术披露过使用氟硅酸盐，但却是有关处理沸石的。因此，US-A-4,576,711披露使Y型沸石与六氟硅酸铵的水溶液接触。US-A-4,503,023也类似地披露过沸石(此专利中是LZ-210)的脱铝作用。其它有关的现有技术还包括：

US-A-4,753,910中披露，在除铝步骤期间或之后使用水溶性氟化物，以便使除铝(脱铝步骤)期间产生的氟化铝增溶。

US-A-4,711,770中披露，硅原子插入硅铝酸盐沸石的晶格中，是在大约pH＝3～7下以一定速率使沸石与氟硅酸盐接触，以便使沸石的结晶度至少保存60％。此专利还披露出一些骨架中有缺陷位点的材料。

US-A-4,597,956披露出一种通过使硅铝酸盐与硫酸铝之类可溶性铝化合物接触除去氟化铝付产物的方法。

但是，在这些参考文献中无一提到过通过用氟硅酸盐处理结晶氧化铝制备结晶SEAL组合物的问题。申请人首次合成了这样的新型组合物。

本发明涉及硅增强的结晶氧化铝(SEAL)及其制备方法。因此，本发明的一种实施方案是一种非均匀结晶的硅增强氧化铝(SEAL)，其整体经验式为： A1_2-xSi_xO₃F_x，式中X在0.01-0.5之间变化，所述SEAL的特点在于：它具有孔径为20-300A的三维孔结构；具有氧化铝晶体结构的特征：以及SEAL表面上的硅浓度高于其内部。

本发明的另一实施方案是这样一种结晶的SEAL，其整体经验式为Al_2-xSi_xO₃F_y，式中X在0.01-0.5之间变化，y在0.01-X之间变化，所述SEAL的特点在于它有强酸和弱酸位点，具有氧化铝的晶体结构特点。而且还具有孔径为20～300A°的三维孔结构，以及SEAL表面上的硅浓度高于SEAL内部。

本发明另一实施方案是一种制备经验式为Al₂-xSixO₃Fx，(式中X在0.01～0.5之间变化)的非均匀结晶的SEAL方法，其中包括结晶的氧化铝和氟硅酸盐溶液在一定温度和时间下接触，以便有效地产生这样一种SEAL，它具有孔径为20-300A°的三维孔结构，具有结晶氧化铝的晶体结构特点以及其表面上的硅浓度高于其内部。

本发明是一种制备整体经验式为Al_2-xSi_xO₃F_y，(式中X在0.01～0.5之间变化，y在0.01～x之间变化)的非均匀结晶的硅增强氧化铝(SEAL)的方法，其中包括结晶氧化铝与氟硅酸盐溶液在一定温度和时间下接触，以便有效地产生一种结晶的硅增强产物，并在一定的温度和时间下煅烧所述产物可形成所述的SEAL组合物。所述SEAL的特点在于：具有孔径为20～300A°的三维孔结构，具有强酸和弱酸位点以及具有结晶氧化铝的晶体结构特点。此外，SEAL表面上的硅浓度高于其内部。

至于本发明的其它目的和实施方案，对本发明作更详细描述之后会更加清楚。

本发明涉及一种硅增强的结晶氧化铝以及制备所述硅增强的结晶氧化铝的方法。作为原料使用的氧化铝，可以是本领域中众所周知的任何氧化铝，例如勃姆石，假勃姆石、γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝和α-氧化铝。