[發明專利]具有改進形態的ZSM-58晶體的合成

有效

• 申請號: 201380063451.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104822628A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: I·D·約翰遜;N·A·赫利岑科;B·卡斯滕森;M·M·W·梅爾騰斯;B·恩格斯
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚研究工程公司
• 主分類號: C01B39/48
• 分類號: C01B39/48;C01B37/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 唐秀玲;林柏楠

發明領域

描述了具有改進形態的沸石，及其制備方法。

發明背景

發現沸石晶體結構廣泛用于精煉方法以及用于操作石油料流的其它方法中。一些沸石應用在性質上是催化，而其它應用聚焦于沸石選擇性吸附氣流內的分子的能力。

潛在適于分子的選擇性吸附的沸石的一個實例為ZSM-58。ZSM-58為具有8-元環結構的DDR型沸石。美國專利No.4,698,217描述了使用甲基托品(methyltropinium)鹽作為導向劑合成ZSM-58的方法。

發明概述

一方面，提供包含具有圓盤形態的ZSM-58晶體的組合物，所述晶體具有1.1或更小的軸比，軸比為頂點-頂點距離與邊-邊距離的比，深度尺寸小于頂點-頂點距離和邊-邊距離，ZSM-58晶體具有單峰體積相對于晶體尺寸分布，其中小于10體積％的ZSM-58晶體具有約5μm或更小的特征尺寸，ZSM-58晶體具有至少約90％的純度。

另一方面，提供合成DDR骨架型沸石的方法。該方法包括形成能夠形成結晶DDR骨架型材料如ZSM-58晶體的反應混合物，所述混合物包含水、氧化硅、堿或堿土氫氧化物和甲基托品鹽結構導向劑，混合物具有約12至約25的水:氧化硅摩爾比、約0.01至約1.0的氫氧化物:氧化硅摩爾比、約0.01至約1.0的堿或堿土金屬:二氧化硅摩爾比、約0.01至約1.0的結構導向劑:二氧化硅摩爾比和相對于混合物中二氧化硅的重量至少約0.05重量％的晶種；和回收具有1.1或更小的軸比的DDR骨架型晶體(例如ZSM-58晶體)，軸比為頂點-頂點距離與邊-邊距離的比，深度尺寸小于頂點-頂點距離和邊-邊距離。

又一方面，提供合成DDR骨架型沸石的方法。該方法包括形成能夠形成結晶DDR骨架型材料如ZSM-58晶體的反應混合物，所述混合物包含水、二氧化硅、堿或堿土氫氧化物和甲基托品鹽結構導向劑，混合物具有約0.01至約1.0的氫氧化物:二氧化硅摩爾比、約0.01至約1.0的堿或堿土金屬:二氧化硅摩爾比、約0.01至約1.0的結構導向劑:二氧化硅摩爾比和相對于混合物中二氧化硅的重量為至少約0.05重量％的晶種；和回收具有單峰體積相對于晶體尺寸分布的DDR骨架型晶體(例如ZSM-58晶體)，其中小于10體積％的DDR骨架型晶體(例如ZSM-58晶體)具有約5μm或更小的特征尺寸，體積相對于晶體尺寸分布中峰的晶體尺寸為約15μm至約40μm，且具有1μm組寬(bin?width)的體積相對于晶體尺寸圖中的峰高為至少約10體積百分比。

附圖簡述

圖1A示意性地顯示SEM顯微照片中用于測定晶體的軸比的距離的一個實例。

圖1B和1C顯示具有六角形形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片。

圖1D顯示ZSM-58晶體的尺寸分布。

圖2A和2B顯示具有六角形形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片和尺寸分布。

圖3A和3B顯示具有圓盤形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片和尺寸分布。

圖4A和4B顯示具有圓盤形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片和尺寸分布。

圖5顯示具有六角形形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片。

圖6顯示具有圓盤形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片。

圖7a和7b顯示具有圓盤形態的ZSM-58晶體的SEM顯微照片。

實施方案詳述

綜述

ZSM-58為具有DDR晶體結構的8-元環晶體，并認為其中涉及ZSM-58結晶材料的形成的方法容易轉化成其它DDR骨架型結晶材料的形成。DDR/ZSM-58的可能用途包括在氣體分離中的用途。例如，由于DDR/ZSM-58的孔徑尺寸，該晶體可適于將分子如N₂和CO₂與低分子量烴如CH₄分離。ZSM-58慣例地被認為形成昂貴的晶體結構。這可能部分地由于典型結構導向劑甲基托品鹽如碘化物形式的高成本，以及高H₂O:SiO₂比和/或常規合成技術的低產量。