使用胶体硅铝酸盐制备cha 型分子筛的方法
【专利说明】使用胶体硅铝酸盐制备CHA型分子筛的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及使用含一或多种适用于合成CHA型分子筛的结构导向剂的胶体硅铝 酸盐组合物制备CHA型分子筛的方法。
[0002] 发明背景
[0003] 分子筛是商业上重要的一类结晶材料。通过不同的X-射线衍射图案显示它们有 不同的具有有序孔结构的晶体结构。晶体结构界定了具有不同种类特征的穴和孔。
[0004] 由国际沸石协会（IZA)标识的结构代码CHA的分子筛是众所周知的。例如，熟知的 SSZ-13分子筛是一种已知的晶体CHA材料，其公开于1985年10月1日授权Zones的美国 专利4544538中。在该专利中，SSZ-13分子筛是在N-烷基-3-奎核醇阳离子、N，N，N-三 烷基-1-金刚烷铵阳离子和/或N，N，N-三烷基-2-外氨基降崁烷作为导向剂（SDA)存在 下制备的。
[0005] 2007年12月13日公布的Cao等人的美国专利公布号2007-0286798中公开了使 用各种SDA制备CHA型分子筛的方法，所述SDA包括N，N，N-三甲基-2-金刚烷铵阳离子。
[0006] 然而，用于制备CHA材料的SDA很复杂，且商业规模上生产CHA材料的产量需求达 不到。另外，一直有将反应混合物中SDA的浓度减少到绝对最小值的需求。这样的话，反应 废料流中过量SDA物料可以消除或减少到不再需要焚烧废料流的低浓度。因此，希望找到 一种在CHA型分子筛合成过程中减少这些SDA量的方法。
[0007] 现已发现，若CHA材料是使用含至少一种环状含氮阳离子结构导向剂的胶体硅铝 酸盐来制备的话，则可用较已知制备方法更少量的SDA来制备CHA型分子筛。
[0008] 发明概述
[0009] 按照本发明，提供一种通过在结晶条件下将（1)含至少一种环状含氮阳离子的胶 体硅铝酸盐组合物、（2)选自元素周期表第1和2族的元素的至少一个来源和（3)氢氧离 子进行接触来制备CHA型分子筛的方法。
[0010] 本发明还包括通过下述步骤制备CHA型分子筛的方法：
[0011] (a)制备包含（1)含至少一种环状含氮阳离子的胶体硅铝酸盐组合物、（2)选自元 素周期表第1和2族的元素的至少一个来源、（3)氢氧离子和（4)水的反应混合物；和
[0012] (b)将反应混合物置于足以形成CHA型分子筛晶体的结晶条件下。
[0013] 当所形成的分子筛为中间体材料时，本发明方法包括进一步结晶后工艺以获得目 标分子筛（例如通过合成后杂原子晶格取代法或酸浸法）。
[0014] 本发明还提供一种CHA型分子筛，其在合成后原样和无水状态下的摩尔比组成如 下：
[0015]
【主权项】
1. 制备CHA型分子筛的方法，包括： (a) 制备包含（1)含至少一种环状含氮阳离子的胶体硅铝酸盐组合物、（2)选自元素周 期表第1和2族的元素的至少一个来源、（3)氢氧离子和（4)水的反应混合物；和 (b) 将反应混合物置于足以形成CHA型分子筛晶体的结晶条件下。
2. 权利要求1的方法，其中所述环状含氮阳离子选自具有如下结构的阳离子及其混合 物：
其中R1-R49各自独立地选自C「C3烷基。
3. 权利要求2的方法，其中R4-R49各自为甲基。
4. 权利要求2的方法，其中R1-R2^ R29-R49各为甲基，R28为乙基。
5. 权利要求2的方法，其中所述至少一种环状含氮阳离子包括N，N，N-三甲基-1-金刚 烷铵（ADA)阳离子和三甲基环己铵阳离子。
6. 权利要求1的方法，其中所述分子筛是由包括具有如下摩尔比组成的反应混合物来 制备的：
其中： (1) M为至少一种选自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q为至少一种环状含氮阳离子。
7. 权利要求1的方法，其中所述分子筛是由包括具有如下摩尔比组成的反应混合物来 制备的： 其中：
(1) M为至少一种选自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q为至少一种环状含氮阳离子。
8. 权利要求1的方法，其中所述分子筛具有包含如下摩尔比的合成原样及无水状态下 的组成： 其中： (1) M为至少一种选自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q为至少一种环状含氮阳离子。
9. 权利要求1的方法，其中所述分子筛具有包含如下摩尔比的组成： 其中：
(1) M为至少一种选自元素周期表的第1和2族的元素； (2) Q为至少一种环状含氮阳离子。
【专利摘要】本发明涉及使用含适合用作合成CHA型分子筛的结构导向剂的至少一种环状含氮阳离子的胶体硅铝酸盐组合物制备CHA型分子筛的方法。
【IPC分类】C01B39-48
【公开号】CN104870369
【申请号】CN201380067926
【发明人】T·M·达维斯, S·A·埃勒玛丽, S·I·佐恩斯
【申请人】雪佛龙美国公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】CA2892052A1, EP2922788A1, US20140147378, WO2014081607A1