形成c5二烯的方法_3

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些实施方式中,粘合剂是无定形的氧化硅和氧化铝,包括y-、0-和9-氧化铝。粘合剂可 与多种不同催化剂一起使用,包括需要机械负载的各种形式的沸石和非沸石催化剂。
[0058] 碱件或中件沸石纳米材料
[0059] 沸石可往往仅具有微孔,或者仅具有介孔,多数情况下仅具有微孔。微孔定义为直 径约小于2微米的孔。介孔定义为直径约为2-50微米的孔。微孔一般限制外部分子到达 微孔内部的催化活性位点,或者减慢外部分子扩散到催化活性位点的速度。
[0060] 本发明的实施方式可使用纳米尺寸的沸石。本文所用的术语"纳米尺寸的沸 石"是指粒度小于l〇〇〇nm(l微米)的沸石材料。例如,粒径可小于例如lOOOnm,或小于 300nm,或小于lOOnm,或小于50nm,或小于25nm。在一种或多种实施方式中,粒径是例如 l.Onm-lOOOnm,或 10nm_500nm,或 25nm_300nm,或 50nm_100nm 或 50nm_75nm。本文所用 的"粒度"是指沸石材料的每个孤立晶体(即晶体)的尺寸,或者沸石材料内部颗粒聚集体 (即微晶)的尺寸。纳米尺寸的沸石颗粒也可称作纳米颗粒。
[0061] 纳米尺寸的沸石材料可包括基于硅酸盐的沸石,如八面沸石和丝光沸石。基于硅 酸盐的沸石可由交替的SiOjP M0 x四面体构成,其中M是选自元素周期表第1-16族的元 素。具有此种构成的沸石可具有例如4、6、8、10或12元氧环孔道。八面沸石的示例是X型 和Y型沸石。纳米尺寸的沸石材料的Si/Al比例可为1. 0或更大。在一种实施方式中,Si/ A1比例可为1.0-200。在替代实施方式中,Si/Al比例可为1.0-100。在替代实施方式中, Si/Al比例可为1. 0-50。在替代实施方式中,Si/Al比例可为1. 0-25。
[0062] 任选的载体材料可包括例如二氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝、氧化钛、氧化锆 及其组合。一种任选的载体材料可以是较大晶体尺寸的八面沸石,例如常规尺寸的沸石,其 可负载纳米尺寸的沸石。
[0063] 例如,在最终的催化剂中,所述催化剂通常包含1重量% -99重量%,或者3重 量% -90重量%,或者4重量% -80重量%的纳米尺寸的沸石。在一种实施方式中,纳米尺 寸的沸石为5重量% -50重量%,任选地为5重量% -30重量%。在一种或多种实施方式 中,在最终的催化剂中,催化剂包括例如5重量% -20重量%,或5重量% -15重量%,或 7重量% -12重量%的载体材料。
[0064] 在一个或多个实施方式中,与非纳米尺寸的沸石材料相比,纳米尺寸的沸石可具 有例如增大的表面积/体积比。例如,与非纳米尺寸的沸石材料相比,纳米尺寸的沸石材 料可具有高至少50 %的表面积/体积比,任选地高至少100 %的比例,任选地至少高两倍 的比例,任选地至少高五倍的比例,任选地至少高十倍的比例。
[0065] 纳米尺寸的沸石可用本领域技术人员已知的任意方法负载或添加。在一种实施方 式中,这些方法可包括初湿浸渍法。在替代实施方式中,所述纳米尺寸的沸石可以与载体材 料混合。在其他实施方式中,纳米尺寸的沸石可原位地使用载体材料负载或挤出。在另一 个实施方式中,可以通过将纳米尺寸的沸石喷涂在载体材料上,从而对纳米尺寸的沸石进 行负载。还可想到,这种负载方法可包括例如将纳米尺寸的沸石层叠到载体材料上,如下文 所述的载体材料,或者任选的聚合物球,如聚苯乙烯球。还可想到,这种负载方法可包括例 如利用沸石膜。
[0066] 在一个具体的实施方式中,用载体材料负载纳米尺寸的沸石,通过初期湿法浸渍 将纳米尺寸的沸石添加到载体材料上。在一个实施方式中,该方法包括将纳米尺寸的沸石 分散在稀释剂中(稀释剂的非限制性例子包括例如甲醇或甲苯),制得独立分散的晶体,或 者独立分散的纳米颗粒。然后,可将载体材料加入溶液,混合至干。在一种实施方式中,纳 米尺寸的沸石的纳米颗粒在溶液中的分散是自然分散的或可通过搅拌来辅助分散。可采用 任何合适的搅拌方式。在一个【具体实施方式】中,所述搅拌包括超声处理。
[0067] 在所述初期湿法浸渍法中,纳米颗粒可能相互间具有亲合性,可以在基材的孔内 形成聚集体。这些聚集体可能会结合在载体材料之内,导致纳米尺寸的沸石被载体材料所 负载。但是纳米颗粒在基材孔内的聚集不是纳米颗粒被基材负载的必要条件。
[0068] 在另一种实施方式中,可通过使用载剂(carrier)辅助将纳米颗粒添加到载体。 在一个实施方式中,该方法包括将纳米尺寸的沸石分散在稀释剂中(稀释剂包括例如甲醇 或甲苯),制得独立分散的晶体,或者独立分散的纳米颗粒。然后,可将载体材料加入溶液, 并进行混合。可在混合时的任意时间点,将载剂添加到溶液。在一种实施方式中,在添加 纳米尺寸的沸石之前,将载剂添加到稀释剂。在另一种实施方式中,在添加纳米尺寸的沸 石之后且在添加载体材料之前,将载剂添加到稀释剂。在另一个实施方式中,在将纳米尺 寸的沸石和载体材料添加到稀释剂之后,添加载剂。在一个方面,在沸石材料接触催化活性 促进剂之前,可任选使沸石材料、催化活性促进剂、载体材料或其组合接触载剂。这可以通 过在负载步骤之后进行的离子交换或者其他添加步骤来进行。这种载剂适合用来例如帮助 催化活性促进剂结合到沸石材料中。在一个或多个实施方式中,所述载剂是纳米尺寸载剂, 或者是纳米载剂(纳米尺寸载剂的定义类似于上述纳米尺寸沸石的定义)。在一个实施方 式中,所述载剂可以包含铝。在更具体的实施方式中,含铝的载剂包括勃姆石(boehmite) 氧化铝。在一个实施方式中,所述纳米载剂包括能够通过库仑相互作用吸引纳米颗粒的材 料。
[0069] 在一个实施方式中,纳米尺寸沸石可通过以下方式形成:用载剂将纳米尺寸沸石 输送至载体材料的孔中。在一个实施方式中,所述载剂包括勃姆石氧化铝。此时,可以将所 述载体加入包含甲苯或甲醇的溶液中。勃姆石氧化铝是粒度约为10-15纳米的纳米尺寸的 晶体。这些纳米颗粒具有可粘附小颗粒例如纳米沸石的高表面电荷,对于将沸石运输进入 氧化硅载体材料的孔中而言,这可以是有益的。然后可以对形成的沸石进行干燥,进行热处 理。在热处理过程中,二氧化硅和氧化铝可以结合,将沸石保持在笼状结构的组合体之内, 以提供催化活性。在另一个实施方式中,在接触纳米尺寸沸石之前,可使载剂与溶剂混合。
[0070] 在一个实施方式中,通过将纳米尺寸的沸石以物理方式加入沸石载体,从而对纳 米尺寸的沸石进行负载。在另一个实施方式中,通过以下方式对纳米尺寸的沸石进行负载: 使用载体材料和纳米尺寸的沸石一起形成可挤出的材料,从而形成挤出物和/或小片。
[0071] 可以对纳米尺寸的沸石进行化学改性,从而使其接枝在载体上。在一种实施方式 中,纳米尺寸的沸石通过以下方式进行负载:对纳米尺寸的沸石进行表面改性,然后将改 性的纳米尺寸的沸石接枝到载体上。在一种实施方式中,载体选自下组:氧化娃、氧化错、 整体件结构及其组合。在另一种实施方式中,通过包括下述步骤的方法负载纳米尺寸的沸 石:使用接枝分子例如硅烷(具有官能团的氧化硅)对纳米尺寸的沸石进行表面改性来得 到表面改性的纳米尺寸的沸石,其中该表面改性的纳米尺寸的沸石具有端部反应性官能 团,其可有助于将纳米尺寸的沸石接枝到载体上。
[0072] 在一个实施方式中,通过任意合适的方式在载体上沉积纳米尺寸的沸石,例如这 些方式的非限制性例子选自下组:浸涂、喷涂和外涂、及其任意组合。例如,可以将所述纳米 尺寸的沸石外涂在整体型载体或惰性结构化的载体上。
[0073] 所述纳米尺寸的沸石可以用载体材料原位负载。在一种实施方式中,使用载体材 料原位地形成纳米尺寸的沸石颗粒。在另一种实施方式中,使用载体材料同时原位地形成 和负载纳米尺寸的沸石颗粒。
[0074] 本文所述的催化剂可以提高反应物的有效扩散,从而提高了反应物向所需产物的 转化。此外,利用所述催化剂得到的方法与利用常规沸石材料的方法相比,前者具有改进的 产物选择性。此外,这种方法的活性因活性位的可达性提高而提高,因此,相比于更大的非 纳米尺寸的沸石,纳米尺寸沸石每单位催化剂重量的有效活性位数量增加。
[0075] 在一种实施方式中,通过以下方法将催化活性元素,例如催化活性金属,结合到纳 米尺寸沸石中:例如,沸石材料的离子交换或浸渍,或者将活性元素结合到用于制备沸石材 料的合成材料中。本文所述的术语"结合到沸石材料中"是指结合到沸石材料的骨架中,结 合到沸石材料的孔道中(即包藏),或者上述情况的组合。
[0076] 催化活性元素可以是例如金属形式,与氧结合(例如金属氧化物),或者包括下 述化合物的衍生物。合适的催化活性的金属取决于其中催化剂所预期使用的工艺,并通 常包括但不限于:例如碱金属(例如,Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)、稀土 〃镧系(la
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