[发明专利]结晶微孔材料制备方法

说明书

                  〔技术领域〕

本发明涉及一种制备结晶微孔材料的方法，更具体地说，本发明涉及一种适于在温和反应条件下和安全工作环境中，用简单设备制造多种结晶微孔材料的方法。用本发明得到的结晶微孔材料可用作吸附剂、催化剂载体等。

                  〔背景技术〕

自然界存在着多种结晶微孔材料如发光沸石(mordenite)、镁碱沸石(ferrierite)等。还已知多种人造结晶微孔材料如沸石-A，沸石-X，ZSM-Z5(见Japanese patent KokokuN0.46-10064)，以及ZSM-11(见Japanese patent KokokuNo.53-23280)等。

为了制备上述人造结晶微孔材料，人们使用一种通常称作“水热合成法”的方法，它包括一个混合步骤，用以得到含二氧化硅(SiO₂)、氧化铝和有机铵盐的碱性混合液，和一个后续的结晶步骤，该步骤使用高压加压法使结晶微孔材料在无机材料混合液中结晶出来。

也就是说，根据该水热法，人们确信，在制备出混合液之后，使用加热的结晶步骤需要在固体混合成分存在于液体中的情况下进行。于是，为得到结晶需要的高温、高压条件，必须将液体状态的混合液置于高压加热容器(高压釜)中，然后将它加热。

使用上述常规水热合成方法，高压加热容器很贵。而且，由于无机混合液含有碱金属氧化物或碱土金属氧化物作为其中的氧化物或氢氧化物成分，故液体是强碱性的。所以，为防止由于强碱造成的腐蚀，必须将高压加热容器做成，例如不锈钢的或用含氟树脂进行表面处理。这样一来，该方法涉及许多因制备装置而增加生产成本的因素。此外，处理上述如此强的碱性混合液时，必须采取一些适当的和足够的措施以保证从事该项操作的工人的安全。所以，再从设备的安全角度出发考虑，该方法也被认为是非常昂贵的合成方法。

而且，根据该水热合成方法，其结晶步骤需要苛刻的反应条件，即要将混合液在很高的温度，通常为70℃至200℃下加热，在某些情况下甚至还要高，时间长至几天甚至10天以上。这又进一步增加了生产成本。

再者，在如此高的温度和压力条件下使用强碱混合液，不容许使用普通的玻璃容器，小规模研究和开发中也是如此。所以，需要一种能在比较温和的条件下，廉价地合成结晶微孔材料的改进方法。

除上所述，由水热合成得到的结晶微孔材料以微细粒子状态存在，根据其用途需加以成型。但是，微细粒子状态的结晶微孔材料不具有粘结力或粘结性。于是，必须将该材料在极高温度下烧结或掺入粘结剂进行成型。为此，在很高温度下烧结可导致结晶表层的熔融，而使用粘结剂会造成孔结构封闭。因此，在每种情况下，都引起成型材料中存在的结晶微孔结构比例下降，即，单位重量成型材料的孔结构比例将会下降。因此，由多孔结构提供的所得成型材料的吸附活性、催化活性等性质会恶化。

考虑到本技术的上述状况，本发明的主要目的是提供一种可在较温和的反应条件下廉价合成结晶微孔材料的改进方法。进一步的目的是提供一种由该方法得到的廉价结晶微孔材料或结晶微孔成型产品。本发明更进一步的目的是提供一种在多种用途中可达到优异性能的结晶微孔材料。

                    〔发明内容〕

为达到上述目的，根据本发明的特征，一种制备结晶微孔材料的方法包括以下步骤：

一个获得碱性混合液的混合步骤，该混合液含有：至少一种选自铵离子(R₄N⁺：R中至少有一个是选自氢，含10个或10个以下碳原子的烷基或芳基)，鏻离子(R₄P⁺：R中至少有一个是选自氢，含10个或10个以下碳原子的烷基或芳基)和胺的结晶调节剂；和二硅酸氢钠(canemite)(理想组成分子式：NaHSi₂O₅)的微细粒子。

一个固-液分离步骤，它接在混合步骤之后，用以从该无机材料混合液中分离在混合液中沉积的固体微细粒子成分；和

一个结晶步骤，它用加热方法将固-液分离得到的固体成分进行结晶(此后，该方法称为“制备方法A”)。

在本发明中，所说结晶调节剂最好至少有一种是选自下列物质：

四-正-丁基铵离子((n-C₄H₉)₄N⁺)，