[發明專利]使用芐基類結構導向劑制備沸石的方法及其制備的沸石

有效

• 申請號: 201780086312.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN110291041B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 趙盛畯;李寬榮;樸順熙;李承官
• 申請（專利權）人: 全南大學校產學協力團;高麗大學校產學協力團
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B01J29/76;B01D53/94
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張曉;劉燦強

本發明涉及一種使用芐基類結構導向劑制備沸石的方法及其制備的沸石，更具體地講，涉及一種通過使用包含各種芐基的結構導向劑和以各種SiO₂/Al₂O₃摩爾比包含氧化鋁和二氧化硅的原料來制造具有各種效果的沸石的方法。

技術領域

本發明涉及一種使用含芐基的結構導向劑合成沸石的方法和由其合成的沸石，更具體地，涉及通過使用含芐基的結構導向劑合成的沸石，其通過使用含芐基的結構導向劑可獲得諸如降低原料成本和降低工藝成本的效果。

背景技術

沸石是一種具有能夠使分子進入的規則分布的孔的三維硅鋁酸鹽礦物，并且最早由瑞典礦物學家克朗斯提發現。當他對天然沸石礦加熱時，他通過起泡觀察到沸騰現象并且將其命名為意為“沸騰的石頭”的“沸石”。

沸石通常在納米尺寸的孔中填充有水分子。沸石通過加熱或減壓從孔中解吸水分子而基本不引起沸石結構的任何實質性變化，并且當將沸石留在空氣中時，沸石再次吸收水分子。因為特殊的特性，沸石已經成為礦物學家和化學家研究的課題。

沸石的一般結構是由SiO₄^4-和AlO₄^5-組成的四面體單元通過氧交聯連接。在這種結構中，Si具有+4形式電荷，但是Al僅具有+3形式電荷，所以在Al存在的任何位點都容納一個負電荷。因此，存在用于電荷補償的陽離子，陽離子位于孔內，并且剩余的空間通常填充有水分子。

由于沸石的獨特的晶體結構，沸石具有吸附和離子交換能力，并且具有工業上有用的物理化學性質。沸石在礦物之中具有最好的陽離子交換能力，并且依據沸石的類型展現出選擇性陽離子交換特性。由于組成沸石結構的Si具有+4形式電荷并且Al具有+3形式電荷，所以需要陽離子來中和由Al引起的電荷差。因為陽離子在沸石結構中不被固定在特定位點處而是在負電荷附近帶電，所以陽離子可以與其他陽離子交換。例如，當將具有A⁺陽離子的沸石放入到具有B⁺陽離子的水溶液中時，A⁺陽離子被引入到水溶液中，并且B⁺陽離子進入沸石。如上所述，包含在沸石中的陽離子和包含在溶液中的陽離子互相交換的現象被稱為陽離子交換。沸石的陽離子交換受陽離子的種類、陽離子的尺寸和電荷數量、陽離子交換的溫度、溶液中影響陽離子的陰離子的種類和沸石的結構特性的影響。

近年來，作為在汽車尾氣中用于選擇性還原氮氧化物的催化劑，用Cu浸漬的沸石已經引起了關注。然而，為了工業地使用，必須具有足夠的離子交換容量或固體酸度，并且作為吸附劑或催化劑載體必須具有耐久性。

例如，當傳統的沸石作為吸附劑或催化劑載體使用時，耐久性和耐熱性低并且沸石結構在水熱處理期間被破壞。

因此，需要克服在水熱處理工藝中破壞沸石結構的問題的新型沸石合成方法和由其制造的沸石。

發明內容

【技術問題】

本發明的一方面在于提供一種通過使用含芐基的結構導向劑合成沸石的方法。

本發明的另一方面在于提供一種通過使用含芐基的結構導向劑合成的沸石。

【技術方案】

本發明的一方面提供了一種通過使用含芐基的結構導向劑合成沸石的方法。所述方法包括：準備水凝膠，該水凝膠具有含芐基的第一結構導向劑、沸石原料、堿性物質以及蒸餾水；對水凝膠進行水熱合成，其中，沸石原料包括氧化鋁和二氧化硅源，含芐基的第一結構導向劑從由具有芐基三甲基銨離子、芐基三乙基銨離子、芐基三丙基銨離子或芐基三丁基銨離子作為陽離子的氫氧化物、鹵化物、碳酸鹽和硫酸鹽組成的組中選擇。

根據本發明的一個實施例，水凝膠還可以包括第二結構導向劑，其中，第二結構導向劑包括從由含具有下式的陽離子的氫氧化物、鹵化物、碳酸鹽和硫酸鹽組成的組中選擇的至少一種，