阳离子聚合物和多孔材料的制作方法

文档序号:15207169发布日期:2018-08-21 10:16阅读:146来源:国知局
本申请要求2015年10月21日提交的美国临时专利申请序列第62/244,388号的优先权,所述专利的全部内容以引用的方式并入。本公开大体上涉及阳离子聚合物和多孔材料,并且更具体来说涉及可用于合成多孔材料的阳离子聚合物。
背景技术
::微孔结构(如沸石)可用于许多石化工业应用。举例来说,这类微观结构可用作在多种反应中的催化剂。技术实现要素:根据本公开的一个实施例,阳离子聚合物可包含随后在本公开中包括的化学结构#3或化学结构#8中描绘的结构。根据本公开的另一个实施例,在化学结构#3中描绘的阳离子聚合物可通过包含以下步骤的方法形成:由二烯丙基胺形成具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子,使二烯丙基甲基铵盐酸盐聚合以形成聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah),由聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)形成聚(二烯丙基甲基胺)(pdma),通过使三烷基胺与二卤代烷反应形成具有卤阴离子的铵卤化物阳离子;并且通过使pdma与铵卤化物阳离子反应形成在化学结构#3中描绘的化学组成。根据本公开的又一实施例,催化剂可通过利用在化学结构#3中描绘的阳离子聚合物作为结构导向剂形成。根据本公开的又一实施例,中孔沸石可包含含有直径小于或等于2纳米(nm)的多个微孔的微孔骨架和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔。中孔沸石可包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料,中孔沸石可包含大于350平方米/克(m2/g)的布鲁诺-埃梅特-特勒(brunauer-emmett-teller;bet)表面积,并且中孔沸石可包含大于0.3立方厘米/克(cm3/g)的孔体积。贯穿本公开,表面积是指沸石结构的bet表面积。根据本公开的又一实施例,中孔沸石可通过包含以下的方法制造:将阳离子聚合物和一种或多种前体材料组合以形成包含微孔的中间体材料,并且煅烧中间体结构形成中孔沸石。阳离子聚合物可充当用于形成微孔的结构导向剂。阳离子聚合物包含含有通过烃链连接的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体。根据本公开的又一实施例,多孔材料可包含含有微孔结构的沸石核部分,所述微孔结构包含直径小于或等于2nm的多个微孔,其中核部分包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料。多孔材料还可包含含有铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料并且包围核部分的中孔沸石壳部分。壳部分可包含含有直径小于或等于2nm的多个微孔的微孔骨架和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔。根据本公开的又一实施例,包含核部分和壳部分的核/壳沸石可通过包含以下的方法制造:围绕核晶种材料形成壳部分中间体材料,壳部分中间体材料包含微孔,并且煅烧核/壳多孔材料以形成核/壳沸石,其中壳部分包含中孔沸石。阳离子聚合物充当用于形成壳部分中间体的微孔的结构导向剂。阳离子聚合物包含含有通过烃链隔开的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体。在本公开中所公开的技术的额外特征和优点将在以下具体实施方式中阐述,并且将部分地由所属领域的技术人员根据所述描述而容易地了解或通过实践如在本公开中所描述的技术(包含以下具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。附图说明以下对本公开的具体实施例的详细描述当连同以下附图阅读时可最好地理解,其中用相似的参考标号指示相似的结构并且其中:图1根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘形成聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三丙基己烷-1,6-溴化二铵)(pdamab-tmhab)的反应路径;图2根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘mfi骨架类型微观结构的示意图;图3根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘如在实例1中合成的pdamab-tmhab的质子核磁共振(h-nmr)波谱;图4根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例3的沸石和常规zsm-5沸石(没有中孔)的n2吸着等温线;图5根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘所合成的并且接着煅烧的实例3的沸石的x射线绕射(xrd)图;图6根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘在实例3的沸石中的中孔大小的分布曲线;图7根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例3的沸石的透射电子显微镜(tem)图像;图8根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例3的沸石的高分辨率透射电子显微镜(hrtem)图像;图9根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘在图8中示出的所选择区的快速傅里叶变换(fastfouriertransform)(fft)图像;图10根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例3的沸石的暗场扫描透射电子显微镜(stem)图像;图11根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘制备的具有不同si/al摩尔比的实例6的沸石的xrd图;图12根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例5的硅质岩材料的hrtem图像;图13根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例4的钛硅酸盐材料的tem图像;图14根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例4的钛硅酸盐材料的xrd图;和图15a-15d根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘zsm-5核/zsm-5壳多孔结构的tem图像,其中图15a描绘核(即,晶种)材料,图15b描绘壳厚度为约40nm的核壳结构,图15c描绘壳厚度为约100nm的核壳结构,并且图15d描绘壳厚度为约150nm的核壳结构;图16a和16b根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘沸石y核/中孔zsm-5壳多孔结构的tem图像,其中图16a的图像具有晶种沸石y晶种材料并且图16b为图像具有核/壳多孔结构;图17a根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘合成中孔β沸石的tem图像,图17b描绘合成中孔β沸石的xrd图,并且图17c描绘合成中孔β沸石的n2吸附等温线;图18a和18b根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘β核/中孔β壳多孔结构的tem图像;图19a根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例6的沸石的tem图像,图19b描绘实例6的沸石的电子绕射(ed)图,图19c描绘实例6的沸石的高分辨率tem图像,并且图19d描绘实例6的沸石的重建电子断层体积数据;图20a根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘实例6的沸石的xrd数据,图20b描绘实例6的沸石的吸附/脱附等温线数据,图20c描绘实例6的沸石的热重分析数据,并且图20d描绘实例6的沸石的nh3-程序升温脱附(tpd)特性曲线;图21a根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出用作用于甲醇到芳香族化合物反应的催化剂的多种常规和中孔沸石的芳香族化合物的转化百分比和选择性,并且图21b示出用作用于菜籽油的裂解反应的催化剂的多种常规和中孔沸石的烯烃的转化百分比和产率;和图22根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出中孔zsm-5沸石负载的pt纳米晶体的高角环形暗场扫描透射电子显微术图像;图23根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘在三种沸石催化剂上酸位点的2,6-二叔丁基吡啶(dtbp)碱滴定;图24a和24b根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘常规沸石的tem图像;图25a根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘在离心之前中孔zsm-5沸石和纳米zsm-5常规沸石的ptcl42-吸附的照片,并且图25b描绘在离心之后中孔zsm-5沸石和纳米zsm-5常规沸石的ptcl42-吸附的照片;图26a-26e根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘具有纳米zsm-5常规沸石核和中孔zsm-5沸石壳的核/壳沸石的图像;图27a-27d根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出β核/中孔β壳多孔结构的图像;图28根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出用具有不同分子量的sda聚合物制备的沸石的n2吸附等温线;图29根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出中孔zsm-5沸石粒子的tem图像和对应的ed图;图30a-30d根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出以不同入射角拍摄的突起倒置的丝光沸石骨架(mfi)的tem图像;图31根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出具有一种或多种交错晶体结构的中孔zsm-5沸石的简化示意图;图32a-32d根据在本公开中所描述的一个或多个实施例示出由纳米zsm-5常规沸石核材料/晶种和具有不同壳厚度的中孔zsm-5沸石壳制备的核/壳结构的sem图像、xrd数据和n2吸附等温线;和图33a和33b根据在本公开中所描述的一个或多个实施例描绘在大体积常规沸石β晶体上生长的中孔zsm-5沸石的tem图像。现将更详细参考各种实施例,其中一些实施例在附图中示出。只要可能,贯穿附图,相同的参考标号将用于指相同或类似的零件。具体实施方式本公开涉及可用作用于制造中孔沸石材料的结构导向剂(sda)的阳离子聚合物的各种实施例。如贯穿本公开所使用,“沸石”是指具有规则晶内空腔和分子尺寸的通道的含微孔无机材料。沸石的微孔结构(例如0.3nm到1nm孔径)可显现大表面积和期望大小-/形状-选择性,这可有利于催化。描述的中孔沸石可包括铝硅酸盐、钛硅酸盐或纯硅酸盐。在实施例中,描述的沸石可包括微孔(存在于沸石的微观结构中),并且另外包括中孔。如贯穿本公开所使用,微孔是指在直径小于或等于2nm并且大于或等于0.1nm的结构中的孔,并且中孔是指在直径大于2nm并且小于或等于50nm的结构中的孔。阳离子聚合物可用作用于合成中孔沸石的双官能团模板,意指所述阳离子聚合物同时充当用于制造微孔的模板和充当用于制造中孔的模板。在实施例中,通过使用阳离子聚合物作为sda制造的中孔沸石可包含微观结构(其包括微孔),其特征为倒置的丝光沸石骨架(mfi)骨架类型或bea骨架类型。举例来说,描述的中孔沸石的特征可为zsm-5(即,具有铝硅酸盐mfi骨架类型)、ts-1(即,具有钛硅酸盐mfi骨架类型)或硅质岩-i(即,具有纯硅酸盐mfi骨架类型)。在其它实施例中,描述的中孔沸石的特征可为β(即,具有铝硅酸盐bea骨架类型)。公开的阳离子聚合物可包含各自包含多个阳离子官能团(如季铵阳离子或季鏻阳离子)的一种或多种单体。单体的阳离子官能团可通过烃链连接。在不受理论束缚的情况下,据相信,阳离子官能团可形成或至少部分辅助形成中孔沸石的微观结构(例如mfi骨架类型或bea骨架类型),并且聚合物的烃链和其它烃官能团可形成或至少部分辅助形成中孔沸石的中孔。阳离子聚合物可包含用作用于制造沸石微观结构的sda的官能团。这类官能团(被认为形成沸石微观结构)包括季铵阳离子和季鏻阳离子。季铵大体上在化学结构#1中描绘,并且季鏻大体上在化学结构#2中描绘。●化学结构#1-通用季铵阳离子●化学结构#2-通用季鏻阳离子如贯穿本公开所使用,环绕的加符号(“+”)示出阳离子带正电荷中心。r基团(包括r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13)表示化学成分。多种r基团中的一种或多种可结构上相同或可结构上彼此不同。在化学结构#1和化学结构#2中,r1、r2、r3和r4可包括氢原子或任选地包含一个或多个杂原子的烃,如烃链。如贯穿本公开所使用,“烃”是指包含氢和碳的化学物质或化学部分。举例来说,烃链可为支链或非支链的,并且可包含烷烃链、烯烃链或炔烃链,包括环状或芳香族部分。在一些实施例中,r1、r2、r3或r4中的一种或多种可表示氢原子。如贯穿本公开所使用,杂原子为非碳和非氢原子。在实施例中,季铵和季鏻可存在于环状部分中,如五原子环、六原子环或包含不同数目原子的环。举例来说,在化学结构#1和化学结构#2中,r1和r2成分可为同一环状部分的一部分。在一个或多个实施例中,两个阳离子部分可与阴离子形成离子键。涵盖多种阴离子化学物质,包括cl-、br-、f-、i-、oh-、1/2so42-、1/3po43-、1/2s2-、alo2-。在一些实施例中,可利用负电荷大于1-,如2-、3-或4-的阴离子,并且在那些实施例中,单个阴离子可与阳离子聚合物的多个阳离子配对。如贯穿本公开所使用,在阴离子组合物之前列出的分数意指阴离子与多于一个阳离子配对,并且可例如与等于其负电荷的数目的阳离子配对。在一个或多个实施例中,单体的两个阳离子可通过烃链彼此分离。烃链可为支链或非支链的,并且可包含烷烃链、烯烃链或炔烃链,包括环状或芳香族部分。在一个实施例中,烃链的长度(以在直接连接两个阳离子的链中碳的数目测量)可为1到10,000个碳原子,这类1到20个碳原子烷烃链。在本公开中所描述的阳离子聚合物大体上为非表面活性剂。表面活性剂是指通常通过包括亲水性头部和疏水性尾部降低在两种液体之间或在液体和固体之间的表面张力(或界面张力)的化合物。非表面活性剂不含这类疏水性和亲水性区域,并且在含有极性材料和非极性材料的混合物中不形成胶束。在不受理论束缚的情况下,据相信,描述的聚合物为非表面活性剂,因为包括通过烃链接合的两个或更多个阳离子部分。这类布置在单体的每一端上或其附近具有极性电荷,并且这类布置不包括来自聚合物的疏水性链段,并且因此不包括表面活性剂行为(在溶液中自组装)。在原子尺度上,据相信,在聚合物上官能团(例如季铵)导向形成沸石结构;在中尺度上,聚合物简单地用作“致孔剂”而不是在常规意义上的sda。与表面活性剂的情况相反,非表面活性剂聚合物不自组装形成有序中观结构,这继而有利于沸石的结晶,制造特征为具有高度互连晶内中孔的三维(3d)连续沸石骨架的新类别的分层沸石。对于其中沸石的结构完整性为重要的而中孔的次序不为重要的应用,这类材料优于其表面活性剂模板化对应物。在一个实施例中,阳离子聚合物可包含在化学结构#3中描绘的通用结构:●化学结构#3-通用阳离子聚合物化学结构#3描绘阳离子聚合物的单个单体,其通过包括括号表明,其中n为在聚合物中重复单体的总数。在一些实施例中,阳离子聚合物可为包含两种或更多种单体结构的共聚物。化学结构#3的x-和y-表示阴离子。应理解,在本申请中描述的阳离子聚合物的一种或多种单体(如在化学结构#3中示出)可彼此不同。举例来说,多种单体单元可包括不同r基团。参考化学结构#3,a可表示氮或磷并且b可表示氮或磷,r5可为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链,如2到20个碳烷烃,x-可为阴离子并且y-可为阴离子,并且r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13可为氢原子或任选地包含一个或多个杂原子的烃。参考化学结构#3,在一个或多个实施例中,a可表示氮或磷并且b可表示氮或磷。在一个实施例中,a和b可为氮,并且在另一个实施例中,a和b可为磷。举例来说,化学结构#3的a可包含季铵阳离子或季鏻阳离子。如在化学结构#3中所示,a可为环结构(如五边环)的一部分。在一个或多个实施例中,x-和y-为阴离子。举例来说,x-可选自cl-、br-、f-、i-、oh-、1/2so42-、1/3po43-、1/2s2-、alo2-,并且y-可选自cl-、br-、f-、i-、oh-、1/2so42-、1/3po43-、1/2s2-、alo2-。在实施例中,可存在负电荷大于1-(如2-、3-或4-)的阴离子,并且在那些实施例中,单个阴离子可与阳离子聚合物的多个阳离子配对。仍参考化学结构#3,r5表示支链或非支链烃链。烃链可为支链或非支链,并且可包含烷烃链、烯烃链或炔烃链。烃链的长度(以在将a直接连接到b的链中碳的数目测量)可为1到10,000个碳原子(如1到1,000个碳原子、1到500个碳原子、1到250个碳原子、1到100个碳原子、1到50个碳原子、1到25个碳原子、1到20个碳原子、1到15个碳原子、1到10个碳原子、2到10,000个碳原子、3到10,000个碳原子、4到10,000个碳原子、5到10,000个碳原子、6到10,000个碳原子、8到10,000个碳原子、10到10,000个碳原子、15到10,000个碳原子、20到10,000个碳原子、25到10,000个碳原子、50到10,000个碳原子、100到10,000个碳原子、250到10,000个碳原子、500到10,000个碳原子、2到100个碳原子、3到30个碳原子、4到15个碳原子或5到10个碳原子,如6个碳原子。r5可包含一个或多个杂原子,但是r1的一些实施例仅包括碳和氢。在化学结构#3中,r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13可分别为氢原子或任选地包含一个或多个杂原子的烃。举例来说,r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的一些可结构上彼此相同,并且r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的一些可结构上彼此不同。举例来说,r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的一种或多种可为氢或烷基,如甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。在实施例中,r6、r7、r8和r9中的一种或多种可为氢。在实施例中,r10、r11、r12和r13中的一种或多种可为烷基。举例来说,r10可为甲基、乙基、丙基或丁基,并且r11、r12和r13中的一种或多种可为甲基、乙基、丙基或丁基。在一个实施例中,r10为甲基并且r11、r12和r13为丙基。在一个实施例中,r11、r12和r13为甲基。在另一个实施例中,r11、r12和r13为甲基。在另一个实施例中,r11、r12和r13为丙基。在一个或多个实施例中,化学结构#3可为包含n个单体单元的聚合物,其中n可为10到10,000,000(如50到10,000,000、100到10,000,000、250到10,000,000、500到10,000,000、1,000到10,000,000、5,000到10,000,000、10,000到10,000,000、100,000到10,000,000、1,000,000到10,000,000、10到1,000,000、10到100,000、10到10,000、10到5,000、10到1,000、10到500、10到250或10到100。举例来说,n可为1,000到1,000,000。根据一个或多个实施例,阳离子聚合物包含聚(n1,n1-二烯丙基-n1-烷基-n6,n6,n6-三烷基烷烃-1,6-卤化二铵),如聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三烷基己烷-1,6-溴化二铵)。这类的实例为聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三丙基己烷-1,6-溴化二铵),被称作(pdamab-tphab)并且在化学结构#4中示出。●化学结构#4-pdamab-tphab在另一个实施例中,阳离子聚合物包含聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三乙基己烷-1,6-溴化二铵),被称作(pdamab-tehab)并且在化学结构#5中示出。●化学结构#5-pdamab-tehab在另一个实施例中,阳离子聚合物包含聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三甲基己烷-1,6-溴化二铵),被称作(pdamab-tmhab)并且在化学结构#6中示出。●化学结构#6-pdamab-tmhab在本公开中描述的阳离子聚合物(包括化学结构#3)可通过如在图1中示出的反应路径合成。具体来说,图1描绘用于合成pdamab-tphab的反应路径。然而,应理解,其它反应路径可用于合成pdamab-tphab或其它通用聚合物(如化学结构#3的聚合物)。此外,应理解,在图1中所描绘的反应方案可适于形成具有与pdamab-tphab不同结构的聚合物,如在通用化学结构#3中包括的一些聚合物(例如pdamab-tehab或pdamab-tehab。举例来说,在化学结构#3的阳离子基团a和b之间的烃链长度可通过利用在图1的方案中的不同反应物改变。参考图1,化学结构#3的阳离子聚合物可通过包含以下的方法形成:由二烯丙基胺形成具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子,使二烯丙基甲基铵盐酸盐聚合以形成聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah),由聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)形成聚(二烯丙基甲基胺)(pdma),通过使三烷基胺(如三丙基胺)与二卤代烷反应形成具有卤阴离子的铵卤化物阳离子,和通过使pdma与铵卤化物阳离子反应形成pdamab-tphab。在其它实施例中,三乙基胺或三甲基胺可用作三烷基胺。仍参考图1,根据一个或多个实施例,具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子可通过使二烯丙基胺与甲酸、甲醛和hcl接触形成。在其它实施例中,二烯丙基甲基铵盐酸盐可通过与2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(aaph)接触聚合。在额外实施例中,聚(二烯丙基甲基胺)(pdma)可通过使聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)与甲烷和甲醇钠接触形成。根据另一个实施例,阳离子聚合物可为包含在化学结构#3中描绘的结构的单体和化学结构#7的单体的共聚物。●化学结构#7参考化学结构#7,在一个或多个实施例中,a可表示氮或磷。在一个实施例中,a可为氮,并且在另一个实施例中,a可为磷。举例来说,化学结构#7的a可包含季铵阳离子或季鏻阳离子。如在化学结构#7中所示,a可为环结构(如五边环)的一部分。可存在阴离子并且所述阴离子被吸引到a或b或这两者,举例来说,阴离子可选自cl-、br-、f-、i-、oh-、1/2so42-、1/3po43-、1/2s2-、alo2-。在实施例中,可存在负电荷大于1-(如2-、3-或4-)的阴离子,并且在那些实施例中,单个阴离子可与阳离子聚合物的多个阳离子配对。在化学结构#3中,r6、r7、r8、r9、r10分别可为氢原子或任选地包含一个或多个杂原子的烃。举例来说,r6、r7、r8、r9、r10中的一些可结构上彼此相同,并且r6、r7、r8、r9、r10中的一些可结构上彼此不同。举例来说,r6、r7、r8、r9、r10中的一种或多种可为氢或烷基,如甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。在实施例中,r6、r7、r8和r9中的一种或多种可为氢。在实施例中,r10可为烷基。举例来说,r10可为甲基、乙基、丙基或丁基。在一个实施例中,r10为甲基。包含在化学结构#3中描绘的结构的单体和化学结构#7的单体的阳离子聚合物的实施例在化学结构#8中描绘。化学结构#8如在化学结构#8中所描绘,共聚物可包括在“m”部分中的化学结构#3的单体组分和在“o”部分中的化学结构#7的单体组分。根据实施例,m/(o+m)的比率可等于0%到100%。举例来说,当m/(o+m)=0%时,阳离子聚合物可仅包括在化学结构#7中描绘的单体组分,并且当m/(o+m)=100%时,阳离子聚合物可仅包括在化学结构#3中描绘的单体组分。在额外实施例中,m/(o+m)可等于0%到25%、25%到50%、50%到75%或75%到100%。在一些实施例中,m/(o+m)可等于25%到75%或60%到70%。在一个或多个实施例中,化学结构#7可为包含(o+m)个单体单元的共聚物,其中(o+m)可为10到10,000,000(如50到10,000,000、100到10,000,000、250到10,000,000、500到10,000,000、1,000到10,000,000、5,000到10,000,000、10,000到10,000,000、100,000到10,000,000、1,000,000到10,000,000、10到1,000,000、10到100,000、10到10,000、10到5,000、10到1,000、10到500、10到250或10到100。举例来说,(o+m)可为1,000到1,000,000。现在参考图1,在一个实施例中,化学结构#8的单体可通过供应较小摩尔量的铵卤化物阳离子,使得仅pdma的一部分与铵卤化物阳离子反应形成。在这类实施例中,非阳离子取代的pdma单体表示化学结构#7的单体,并且阳离子取代的单体表示化学结构#3的单体。根据一个或多个实施例,在本公开中描述的中孔沸石可通过利用在本公开中描述的阳离子聚合物作为结构导向剂制造。中孔沸石可包含中孔和微孔。描述的中孔沸石大体上为含二氧化硅材料,如铝硅酸盐、纯硅酸盐或钛硅酸盐。中孔沸石的表面积和孔体积可大于常规制造的沸石的表面积和孔体积。在本公开中,“常规沸石”或“常规制造的沸石”是指基本上不包含中孔的沸石(例如小于0.5%的沸石孔体积被表征为中孔)。根据多个实施例,在本公开中描述的中孔沸石可通过形成包含阳离子聚合物结构导向剂(sda)(如pdamab-tphab)和将形成中孔沸石的结构的一种或多种前体材料的混合物制造。前体材料可含有形成多孔结构的材料,如用于铝硅酸盐沸石的氧化铝和二氧化硅、用于钛硅酸盐沸石的二氧化钛和二氧化硅,和用于纯二氧化硅沸石的二氧化硅。举例来说,前体材料可为含硅材料、含钛材料,和含铝材料中的一种或多种。举例来说,至少naalo2、正硅酸四乙酯,和阳离子聚合物可在水溶液中混合以形成将变成中孔铝硅酸盐沸石的中间体材料。应了解,可利用包括二氧化硅、二氧化钛或氧化铝的其它前体材料。举例来说,在其它实施例中,可将正硅酸四乙酯和阳离子聚合物组合以形成将变成硅酸盐中孔沸石的中间体材料;或可将正硅酸四乙酯、正钛酸四丁酯和阳离子聚合物组合以形成将变成钛硅酸盐中孔沸石的中间体材料。任选地,可加热组合的混合物以形成中间体材料,并且可在高压釜条件下结晶。中间体材料可包含微孔,并且阳离子聚合物可在结晶期间在形成微孔时充当结构导向剂。中间体材料仍可含有在阳离子聚合物去除之后可至少部分限定中孔的间隙的所述阳离子聚合物。可将产物离心、洗涤和干燥,并且最后可通过煅烧步骤去除聚合物。煅烧步骤可包含在至少约400摄氏度(℃)、500℃、550℃或甚至更高的温度下加热。在不受理论束缚的情况下,据相信,去除聚合物形成中孔沸石的中孔的至少一部分,其中中孔存在于曾经由聚合物占据的间隙。混合物的材料确定中孔沸石的材料组成,如铝硅酸盐、钛硅酸盐或纯硅酸盐。铝硅酸盐中孔沸石可包含大于或等于10并且小于10,000、大于或等于25并且小于10,000、大于或等于50并且小于10,000、大于或等于100并且小于10,000、大于或等于200并且小于10,000、大于或等于500并且小于10,000、大于或等于1,000并且小于10,000,或甚至大于或等于2,000并且小于10,000的si/al的摩尔比。在纯硅酸盐沸石中,存在可忽略的量或不存在铝,并且si/al摩尔比理论上接近无穷大。如本文所用,“纯硅酸盐”是指包含至少约99.9重量%(wt%)的硅和氧原子的材料。纯二氧化硅中孔沸石可通过仅利用含硅材料并且没有铝形成。钛硅酸盐多孔结构可包含大于或等于30并且小于10,000、大于或等于40并且小于10,000、大于或等于50并且小于10,000、大于或等于100并且小于10,000、大于或等于200并且小于10,000、大于或等于500并且小于10,000、大于或等于1,000并且小于10,000,或甚至大于或等于2,000并且小于10,000的si/ti的摩尔比。已发现,当与二氧化硅和氧化铝前体材料一起使用时,可利用pdamab-tphab形成中孔zsm-5沸石,当与二氧化硅和二氧化钛前体一起使用时,形成中孔ts-1沸石,并且当与二氧化硅前体一起使用时,形成中孔硅质岩-i沸石。还已发现,当与二氧化硅和氧化铝前体一起使用时,可利用pdamab-tmhab形成中孔β沸石。形成的中孔沸石可包含特征为mfi骨架类型的微孔,其在图2中示意性地描绘。mfi骨架类型包含直径小于或等于2nm的微孔。然而,涵盖其它微孔沸石结构,例如bea、fau、lta骨架类型。形成的中孔沸石还包含中孔。据相信,由在煅烧聚合物期间创建的空隙形成中孔。本发明所公开的中孔沸石的中孔的平均大小可为4nm到16nm、6nm到14nm、8nm到12nm或9nm到11nm。常规制备的沸石可具有孔径为约6nm或更小的中孔。在一些实施例中,大部分中孔可大于8nm、大于9nm或甚至大于10nm。描述的中孔沸石的中孔的范围可为2nm到40nm,并且中值孔径可为8到12nm。在实施例中,中孔沸石的中孔结构可为纤维状,其中中孔为通道类。在不受理论束缚的情况下,据相信,公开的中孔沸石由于sda的聚合物结构具有增强的中孔特征,当煅烧时,所述sda离开在中孔沸石中的多个互连通道。在本公开中描述的中孔沸石可具有增强的催化活性。在不受理论束缚的情况下,据相信,微孔结构提供描述的中孔沸石的大部分催化功能。高的中孔隙允许更大催化功能性,因为更大的微孔可用于与在催化反应中的反应物接触。中孔允许较好进入在中孔沸石上的微孔催化位点。在实施例中,中孔沸石的表面积可大于或等于300m2/g、大于或等于350m2/g、大于或等于400m2/g、大于或等于450m2/g、大于或等于500m2/g、大于或等于550m2/g、大于或等于600m2/g、大于或等于650m2/g,或甚至大于或等于700m2/g,并且小于或等于1,000m2/g。在一个或多个其它实施例中,中孔沸石的孔体积可大于或等于0.2cm3/g、大于或等于0.25cm3/g、大于或等于0.3cm3/g、大于或等于0.35cm3/g、大于或等于0.4cm3/g、大于或等于0.45cm3/g、大于或等于0.5cm3/g、大于或等于0.55cm3/g、大于或等于0.6cm3/g、大于或等于0.65cm3/g,或甚至大于或等于0.7cm3/g,并且小于或等于1.5cm3/g。在另外的实施例中,由中孔贡献的表面积的部分可大于或等于20%、大于或等于25%、大于或等于30%、大于或等于35%、大于或等于40%、大于或等于45%、大于或等于50%、大于或等于55%、大于或等于60%,或甚至大于或等于65%,如在20%和70%之间的总表面积。在额外实施例中,由中孔贡献的孔体积的部分可大于或等于20%、大于或等于30%、大于或等于35%、大于或等于40%、大于或等于45%、大于或等于50%、大于或等于55%、大于或等于60%、大于或等于65%、大于或等于70%,或甚至大于或等于75%,如在20%和80%之间的总孔体积。表面积和孔体积分布可通过在77开尔文(k)下进行的n2吸附等温线测量(如用micrometricsasap2020系统)。描述的中孔沸石可形成为在形状上可大体上为球形或不规则球状(即,非球形)的粒子。在实施例中,粒子具有以在位于单个沸石粒子上的两个点之间的最大距离测量的“粒度”。举例来说,球形粒子的粒度应为其直径。在其它形状中,粒度以在同一粒子的两个最远的点之间的距离测量,其中这些点可位于粒子的外表面。粒子的粒度可为25nm到500nm、50nm到400nm、100nm到300nm,或小于900nm、小于800nm、小于700nm、小于600nm、小于500nm、小于400nm、小于300nm,或小于250nm。粒径可在显微镜下视觉检查。描述的中孔沸石可在单晶结构中形成,或如果不为单晶,那么可由有限数目的晶体组成,如2、3、4或5。中孔沸石的结晶结构可具有带有高度互连晶内中孔的支链、纤维状结构。这类结构在其中沸石的结构完整性为重要的而中孔的次序不为重要的应用中可为有利的。根据另一个实施例,可形成包含核部分和壳部分的中孔沸石,其中壳部分大体上包围核部分。这类材料在本公开中描述为“核/壳沸石”。核部分可为包含微孔的中孔沸石,如一些常规沸石,并且可任选地包含在一定程度上的中孔。壳部分包含含有如先前描述的中孔和微孔的中孔沸石,并且可通过将在本公开中所描述的阳离子聚合物用作sda形成。在一些实施例中,核部分可包含微孔,如mfi骨架类型,但基本上不包含中孔。在这类实施例中,核部分可基本上不包含中孔,并且壳部分可包含中孔(或替代地,壳部分可包含比核部分较高程度的中孔)。核/壳沸石可通过与用于合成包含先前描述的微孔和中孔的中孔沸石的方法类似的方法制造。如先前描述,包含微孔和中孔的这类中孔沸石可通过利用阳离子聚合物(如化学结构#3的聚合物或化学结构#8的聚合物)制造。为了形成核/壳沸石实施例,将晶种材料(其将变成核部分)添加到包含sda聚合物和前体材料的混合物。晶种材料可为预制造的起结晶晶种作用的沸石,中孔沸石(含有中孔和微孔)在所述结晶晶种上生长。围绕晶种形成中孔沸石,并且形成核/壳结构。举例来说,结晶中间体材料可围绕包括微孔的核形成,并且在随后步骤中通过煅烧去除聚合物以产生中孔。核部分(其可具有与晶种材料相同的组成和微孔结构)可包含沸石,如mfi骨架类型沸石,例如zsm-5沸石。然而,核部分可包含其它材料,如硅酸盐沸石和钛硅酸盐沸石,或具有不同微孔骨架类型的沸石(如y-沸石)。晶种材料的长度可为25nm到500nm,如50nm到300nm或75nm到200nm。晶种材料的大小确定核/壳沸石的核部分的大小。壳部分可具有在本公开中先前描述的中孔沸石的组成和结构。举例来说,先前描述的mfi-结构化或bea-结构化中孔沸石的组合物的表面积、孔体积和材料可与壳材料的表面积、孔体积和材料相同。在不受理论束缚的情况下,据相信,壳部分和核部分的材料在两种材料的界面处通过si-o-si共价键互连。壳部分的厚度可为10nm到300nm,如20nm到200nm、20nm到50nm、50nm到100nm、100nm到150nm或150nm到200nm。一般来说,壳部分的厚度可基于添加到混合物的晶种的量变化,因为较少的晶种可产生较厚的壳,并且较多的晶种可产生较薄的壳。在一些实施例中,核和壳具有相同微观结构,这可允许形成单晶核/壳主体。如果核和壳具有不同微观结构,那么壳可在核的外表面上的缺陷位点处生长。然而,核和壳材料的微观结构骨架的匹配可产生增强的核/壳实施例。在一些实施例中,核/壳结构通过核和壳沸石的骨架类型的匹配至少部分增强。在一个或多个实施例中,非表面活性剂聚合物类模板不限于创建在沸石晶体中的互连中孔。举例来说,不同于小分子,聚合物链可容易地与官能团接枝。预期,如果含有除sda基团以外的额外官能团的聚合物用于合成沸石,那么对应的官能团(例如吸附能力、催化活性、分子识别能力、荧光特性)可“携带”到所得分层沸石中以显现多功能材料。举例来说,在合成期间可通过官能化具有特殊基团的聚合物模板实现胶态纳米晶体(如金属或氧化物纳米晶体)直接并入到分层沸石粒子中,所述特殊基团与纳米晶体具有特定相互作用。举例来说,pdamab-tphab沿聚合物链具有高密度的季铵基团,其一小部分起用于zsm-5的结晶的sda的作用,留下大量未使用的铵基团。这些还原剂铵可作为吸附阴离子的吸附位点获得。在本公开中描述的中孔沸石可应用于许多工业上有用的方法。这些方法包括流化方法(如流化催化裂解(fcc)、深度催化裂解(dcc),和高苛刻度流化催化裂解(hsfcc))、脱氢方法、异构化方法、甲醇到烯烃方法(mto)和重整方法。表1概括在石化工业中沸石和其它多孔催化材料的一些工业应用。本发明中孔沸石和核/壳结构可代替这些催化剂或与这些催化剂组合使用。此外,核/壳实施例可特别适合于促进沸石与聚合物共轭以制造没有用于分离或催化的界面缺陷的高品质复合膜,其中分子可通过在壳中的中孔在其进入微孔核之前预对准,产生不寻常的传输特性。具有不同催化活性的壳和核可形成用于多步反应的串连催化剂。表1实例将通过以下实例进一步阐明用于形成中孔沸石和核/壳沸石的方法和系统的各种实施例。实例本质上为说明性的,并且不应理解为限制本公开的主题。贯穿各个实例,粉末x射线绕射(xrd)图使用cukα辐射记录在brukerd8advance绕射仪上。电感耦合等离子体-光学发射光谱(icp-oes)在varian720-es光谱仪上进行。热重分析(tga)在netzschtg209f1设备上在以25毫升每分钟(ml/min)的速率和10开尔文每分钟(k/min)的恒定斜变速率的流动空气下进行。n2吸附-脱附等温线在77k下在micromeriticsasap2420分析器上收集。使用nh3作为探针分子的程序升温脱附(tpd)测量在micromeriticsautochemii2950设备上进行。在测量之前,将0.15g的样品在he气体(25ml/min)中在500℃下预处理1小时并且随后冷却到100℃。接下来,将样品暴露于20ml/min的混合气体(10摩尔%(mol%)nh3和90mol%he)流1小时以确保充分吸附nh3。在脱附之前,将样品在he气体中吹扫3小时。随后,在20ml/min的he流下以10摄氏度每分钟(℃/min)的加热速率在100℃-600℃的范围内进行nh3脱附。在300千伏(kv)下操作的fei-titanst电子显微镜上进行电子显微术成像和断层扫描,除在图19c中示出的在300kv下操作的jeoljem-3010显微镜处拍摄的图像外。对于tem断层扫描,首先对准以1°间隔的75度(°)到75°的电子断层扫描倾斜系列并且随后在feiinspect3d软件中使用sirt功能重建成3d体积。随后可通过avizo软件实现3d体积渲染、密度分段和分割。实例1-合成pdamab-tphab阳离子聚合物用于产生pdamab-tphab的通用反应顺序在图1中描绘。结合图1描述合成中的每个步骤。在第一步中,合成甲基胺单体。将二烯丙基胺(1份当量,0.1mol)缓慢添加到在500毫升(ml)圆底烧瓶中冷却到0℃的甲酸溶液(5当量,0.5mol)中。将甲醛溶液(37%溶液;3当量,0.3mol)添加到所得澄清溶液,并且将混合物在室温下搅拌1小时。随后,将烧瓶连接到回流冷凝器并且将反应混合物在110℃下加热过夜。之后,冷却溶液并且添加hcl水溶液(4n,2当量,0.9mol,225ml)。将粗反应产物减压蒸发到干燥。在第二步中,合成聚(二烯丙基甲基胺)(pdma)。具有3.2%引发剂2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(aaph)的单体二烯丙基甲基铵盐酸盐的50%水溶液用氮气吹扫20分钟(min)。然后,将反应在氮气氛围下在50℃下搅拌3小时,并且随后将反应提高到60℃再搅拌6小时。将产物聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)通过渗析纯化,并且在旋转蒸发器上减压去除水。随后,将pdmah(相对于单体单元1份当量)溶解于最小量的甲醇中并且放置在冰浴中。随后,添加溶解于最小量的甲醇中的甲醇钠(1份当量)。将反应在冷冻器中储存1小时。在用离心去除nacl之后获得pdma甲醇溶液。在第三步中,合成6-溴-n,n,n-三丙基己烷-1-溴化铵(btpab)。在磁力搅拌下在60℃下将三丙基胺(0.05mol)/甲苯混合物(1:1体积/体积(v/v))缓慢添加到1,6-二溴己烷(0.1mol)/乙腈(1:1v/v),并且在这一温度下保持24小时。在冷却到室温和溶剂蒸发之后,通过从混合物分离过量1,6-二溴己烷的乙醚-水体系萃取获得的btpab。在第四步中,合成pdamab-tphab。对于合成pdamab-tphab,于甲醇中的1份当量的pdma(相对于单体单元)用于乙腈/甲苯(40ml,v:v=1:1)中的1份当量的btpab溶解并且在磁力搅拌下在70℃下回流72小时。在冷却到室温并且随后溶剂蒸发之后,获得的pdamab-tphab通过渗析方法在水中进一步纯化。实例2-pdamab-tphab阳离子聚合物的h-nmr分析通过h-nmr分析在实例1中合成的pdamab-tphab聚合物。在实例1中制造的聚合物的h-nmr波谱在图3中描绘。h-nmr波谱示出在百万分之0.85(ppm)处或其附近、在1.3ppm处或其附近、在1.6ppm处或其附近、在2.8ppm处或其附近,和在3.05ppm处或其附近的峰。实例3-合成具有100si/al比率的中孔zsm-5沸石形成si/al摩尔比为100的中孔zsm-5沸石。首先,在搅拌下将0.1093克(g)的naalo2和0.2gnaoh溶解于14.4ml的水中0.5小时。当形成澄清溶液时,将0.497g的pdamab-tphab添加到溶液并且搅拌0.5小时。随后,在60℃下添加4.16g的正硅酸四乙酯。混合物的摩尔组成为1pdamab-tphab:20sio2:2.5na2o:0.1al2o3:800h2o。在60℃下搅拌10小时之后,将所得凝胶加热到100℃另外保持2小时。在150℃下在聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜(大小为25ml)中进行结晶48小时。将产物离心,用蒸馏水和甲醇洗涤,并且在100℃下干燥过夜。通过在550℃下煅烧5小时从所合成的材料去除聚合物模板。实例4-合成具有60si/ti比率的中孔ts-1沸石形成si/ti摩尔比为60的中孔钛硅酸盐沸石。首先,在搅拌下将0.2gnaoh溶解于14.4ml的水中10分钟。当形成澄清溶液时,将0.497g的pdamab-tphab添加到溶液并且搅拌0.5小时。随后,在60℃下添加具有si/ti摩尔比60的正硅酸四乙酯和正钛酸四丁酯的混合物(总量:4.16g)。混合物的摩尔组成为1pdamab-tphab:20sio2:0.33tio2:2.5na2o:800h2o。在60℃下搅拌10小时之后,将所得凝胶加热到100℃另外保持2小时。在150℃下在聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜(大小为25ml)中进行结晶48小时。将产物离心,用蒸馏水和甲醇洗涤并且,在100℃下干燥过夜。通过在550℃下煅烧5小时从所合成的材料去除聚合物模板。实例5-分析具有100si/al比率的中孔zsm-5沸石分析实例3的中孔zsm-5沸石。图5描绘所合成的并且接着煅烧的中孔zsm-5沸石的x射线绕射(xrd)图。根据xrd图确定实例3的沸石具有mfi型的沸石结构,其在通过煅烧去除聚合物模板之后很好地维持。举例来说,在图5中示出的那些处的xrd峰用于确定沸石具有mfi骨架类型微观结构。此外,测试实例3的中孔zsm-5沸石的孔隙度。图5描绘实例3的沸石和常规制备的zsm-5沸石的n2吸着等温线,并且指示实例3的沸石具有比常规zsm-5沸石高的多的孔隙度。测量实例3的沸石的表面积为700m2/g,与此相对,常规zsm-5沸石的表面积为320m2/g。此外,测量实例3的沸石的总孔体积为0.71cm3/g,与此相对,常规zsm-5沸石的总孔体积为0.23cm3/g。在实例3的沸石中,57%的总表面积和68%的总孔体积由中孔贡献。此外,图6描绘在实例3的沸石中的中孔的分布曲线。中孔具有相对宽的大小分布,中心在10nm处或其附近,如图6所示。参考图7,描绘实例3的沸石的透射电子显微镜(tem)图像。tem表征示出实例3的沸石由均匀并且相对小的(大小为约200nm)但是高度中孔粒子组成。另外,图8描绘实例3的沸石的高分辨率透射电子显微镜图像(hrtem),图9描绘在图8中示出的所选择区的快速傅里叶变换(fft)图像,并且图10描绘实例3的沸石的暗场扫描电子显微镜(stem)图像。这些粒子的高结晶度用hrtem图像证实,同时hrtem图像的fft表明尽管存在大量的中孔,但是每个粒子具有单晶性质。图8的hrtem图像还揭示实例3粒子的沸石高度支化,并且每个分支厚度仅为3到4nm,对应于1到2单位单元。图10的stem图像示出由于较好的图像对比在粒子中的中孔结构更清晰。实例6-分析具有31的si/al摩尔比的中孔zsm-5沸石具有31的si/al摩尔比的中孔zsm-5沸石以与实例3(具有不同si与al比率的前体材料)类似的方法制备,其测量的表面积为655.6m2/g,测量的总孔体积为0.66cm3/g,并且测量的微孔体积为0.081cm3/g。图19a-19d描绘31摩尔比si/al中孔zsm-5沸石的图像。具体来说,图19a描绘低放大倍数tem图像。图19b描绘单个中孔zsm-5粒子的ed图和tem图像。ed图可被索引为具有约35度的平面内取向差的两组[010]投影的反射。图19c描绘在中孔zsm-5粒子的周边沿[010]方向拍摄的高分辨率tem图像,示出具有10-环通道的有序布置的纤维状结构。指示在纤维中的最薄区域(约3.5nm),连同用于比较的结构模型。在左下拐角处的插图为对应的低放大倍数tem图像,其中标记用于hrtem成像的区域。图19d描绘中孔zsm-5粒子的重建电子断层体积,和在体积的不同区域处交叉的三个切片。以彩虹颜色方案显现切片,其中空区为深蓝色。在切片ii和iii中,分散的斑点(其中的一些由箭头指示)表示突起纤维的横截面。比例尺表示50nm。具有31的si/al摩尔比的中孔zsm-5沸石与常规zsm-5沸石相比较。制备两种常规zsm-5沸石。制备“纳米zsm-5常规沸石”,平均粒度为约200nm(使用四丙基氢氧化铵(tpaoh)聚合物作为sda),其si/al摩尔比为26,测量的表面积为399.1m2/g,测量的总孔体积为0.24cm3/g,并且测量的微孔体积为0.099cm3/g。另外,制备“微米zsm-5常规沸石”,平均粒度为3-10微米(μm)(可商购自南开大学催化剂厂(catalystplantofnakaiuniversity)),其si/al摩尔比为25,测量的表面积为298.6m2/g,测量的总孔体积为0.15cm3/g,并且测量的微孔体积为0.092cm3/g。图20a-20d示出在常规zsm-5沸石和中孔zsm-5沸石之间的多种区别。图24a描绘纳米zsm-5常规沸石的tem图像,并且图24b描绘微米zsm-5常规沸石的tem图像。图20a描绘中孔zsm-5沸石和微米zsm-5常规沸石的粉末x射线绕射图。图20b描绘中孔zsm-5沸石和微米zsm-5常规沸石的n2吸附-脱附等温线。图20c描绘中孔zsm-5沸石和纳米zsm-5常规沸石的热重分析特性曲线。图20d描绘中孔zsm-5沸石和微米zsm-5常规沸石的nh3-tpd特性曲线。透射电子显微术(tem)示出中孔zsm-5沸石由大小为200-250nm并且大部分粒子具有细长形状的相对均匀粒子组成。相对于常规zsm-5沸石,中孔zsm-5沸石的x射线绕射(xrd)峰加宽表明所述中孔zsm-5沸石根据其在中尺度下的多孔结构而具有较小微晶大小,如通过tem揭示。通过tem和xrd观察到在中孔zsm-5沸石中不存在伴随的杂质相或无定形组分。通过吸附等温线证实在中孔zsm-5沸石中存在高的中孔隙,其中在p/p0>0.10的范围内的相对压力下吸附体积的连续提高指示高度开放和互连中孔系统。因此,中孔zsm-5沸石具有比常规zsm-5显著较大bet表面积(655m2/g对298m2/g)和总孔体积(0.66cm3/g对0.15cm3/g)。所合成的中孔zsm-5沸石的热重分析示出在200-650℃的区域中显著的重量损失(>40wt%),对应于pdamab-tphab的分解。相比而言,使用四丙基氢氧化铵作为sda合成的常规zsm-5沸石在相同范围的温度范围中示出约15wt%的重量损失。此结果证实在中孔zsm-5沸石中并入pdamab-tphab和其生成中孔的“致孔剂”的作用。根据一个或多个实施例,pdamab-tphab的分子量对中孔zsm-5沸石的质地特性几乎没有影响。图28示出使用pdamab-tphab合成的中孔zsm-5沸石样品的n2吸附等温线,所述pdamab-tphab比用于先前描述的合成的pdamab-tphab具有较小分子量(约130k对约390k)。通过控制聚合方法的温度和反应时间合成具有不同分子量的两种pdamab-tphab样品。通过凝胶渗透色谱法难以精确确定其分子量。因此,通过根据建立的方法在30℃下用cannonunnelohde粘度计测量其固有粘度(a.l.prajapat,p.r.gogate/《化学工程与工艺(chemicalengineeringandprocessing)》,2015,88,1)。使用分子量为100千道尔顿(kda)到200kda和400kda到500kda聚二甲基二烯丙基氯化铵作为参考,我们大致确定两种pdamab-tphab样品的平均分子量分别为390kda和130kda。前者用于在本公开中所描述的mfi型分层沸石的所有合成,而后者仅在此处出于比较目的使用。图19b展示典型中孔zsm-5沸石粒子的tem图像和电子绕射(ed)图。ed图含有两组[100]投影的反射,表明此粒子包含具有在bc面中其a轴对准并且约35度的取向差的两个单晶。值得注意地,一些中孔zsm-5沸石粒子比其余部分更薄,并且更多的中孔zsm-5沸石粒子的tem图像和对应的ed图细长,如在图19a中用白色箭头标记。在图29中示出的tem和ed结果示出这类粒子主要为单晶并且沿c轴伸长。具体来说,图29示出中孔zsm-5沸石粒子的和fft,关于图29,应注意[010]和[100]投影在当前分辨率下不可区分,并且[010]任意选择用于索引。另外,中孔zsm-5沸石在沿伸长方向突起的粒子周边处可具有超薄“纤维”。高分辨率tem清晰示出在纤维中有序10环微孔通道,并且证实纤维沿c轴生长,如图19c所示。纤维的最薄区域为约3.5nm,仅含有三个10环通道层,如图19c所示。当在大角度范围内倾斜tem试样时,发现纤维保持其一维(1d)形态。举例来说,图30a-30d示出通过倾斜tem试样在不同入射角(即:在图30a中-40°,在图30b中-20°,在图30c中0°,并且在图30d中20°)下拍摄的突起mfi纤维的tem图像。在倾斜期间纤维保持其1d形态,排除这些“纤维”为2d纳米薄片的横向投影的可能性。另外,进行tem断层扫描以表征中孔zsm-5沸石。图19d展示中孔zsm-5沸石粒子的重建电子断层体积和在体积的不同区域处交叉的三个切片(约2nm厚)。在粒子的中心区中,如切片i所示,由连续沸石骨架涵盖无序中孔。同时,沸石呈现高度支化纤维状结构以在粒子的周边处形成较大并且更开放中孔,如切片ii和iii所证明,其中分散的斑点表示突起纤维的横截面,在图19d中示出。根据电子显微术和断层扫描,中孔zsm-5沸石的结构特征可如下表征:尽管为高度中孔,但是大部分中孔zsm-5沸石粒子为单晶或由两种混生单晶构成。每个单晶沿c轴稍微细长,其中在两个端部处超薄纤维支化。与大部分(例如在图19a中由黑色箭头标记的粒子相比,少量粒子看起来较厚并且更圆,因为其含有更多(即,至少2)种交错单晶。图31示出具有一种或多种交错晶体结构的中孔zsm-5沸石的简化示意图。具体来说,图34示出中孔zsm-5沸石的简化示意图,其中最左边表示单晶中孔细长(沿c轴)zsm-5粒子,其可单独或通过共生以交错配置与一个(或几个)更大粒子组合存在,如在图31的右边三个方案中所说明。单晶性质区分中孔zsm-5沸石与表面活性剂-模板化沸石,所述表面活性剂-模板化沸石通过2-d沸石纳米薄片或无规附聚的小(若干nm)沸石晶粒构造。实例7-合成和分析中孔硅质岩-i通过在混合物中不包括铝,将实例3的程序用于产生硅质岩中孔结构。图12描绘制造的硅质岩的hrtem图像。中孔硅质岩-i沸石的测量的表面积为671.4m2/g,测量的总孔体积为0.77cm3/g,并且测量的微孔体积为0.080cm3/g。实例8-分析中孔ts-1分析实例4的中孔钛硅酸盐材料。图13描绘实例4的钛硅酸盐材料的tem图像,并且图14描绘实例4的钛硅酸盐材料的xrd图。中孔ts-1沸石的测量的表面积为527m2/g,测量的总孔体积为0.61cm3/g,并且测量的微孔体积为0.065cm3/g。实例9-合成沸石核/中孔沸石壳结构(核/壳沸石)形成核/壳沸石结构。首先,将0.1-0.5g的预合成的沸石晶体(例如zsm-5、y或β)分散于6.3g的水中以制备悬浮液。随后,将pdamab-tphab(0.2485g)、铝酸钠(0.0164g)和10%naoh水溶液(1g)添加到悬浮液。在搅拌6小时之后,添加2.229mlteos并且再搅拌4小时。将所得凝胶加热到100℃保持1小时。在150℃下在聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜(25ml)中进行结晶48小时。将产物离心,用蒸馏水和甲醇洗涤,并且在100℃下干燥过夜。通过在550℃下煅烧5小时从所合成的材料去除聚合物模板。根据沸石晶种的类型,可使用此方法合成不同核壳结构。根据使用的沸石晶种的量,可将中孔沸石壳的厚度从约20nm调节到约200nm。利用常规zsm-5核材料和常规y沸石核材料制备样品,各自具有中孔zsm-5壳。hrtem证明壳的完整结晶度和中孔隙,以及在核和壳之间的高度相干界面,揭示外延关系。通过几何相分析的应变映射证实具有小应变的相干界面,并且揭示由于采用中孔而在壳区域处存在相当大的应变波动。hrtem图像的ed和快速傅里叶变换(fft)指示在生长中孔zsm-5壳之后晶体保持单晶(晶种为单晶)。这些结果同样证实非表面活性剂聚合物使得能够形成中孔而单晶的沸石结构。此外,可通过不同晶种、合成前体或这两者合成核和壳材料的组合,如常规ts-1核/中孔zsm-5壳、常规zsm-5核/中孔ts-1壳、常规ts-1核/中孔ts-1壳、常规硅质岩-1核/中孔zsm-5壳,和常规zsm-5核/中孔硅质岩-1壳。如果核和壳具有相同微孔骨架,那么核/壳可由单晶构成,其中壳部分从晶种部分(即,核)外延生长。图26a-26e示出由纳米zsm-5常规沸石核材料/晶种和中孔zsm-5沸石壳制备的核/壳结构的图像。图29a示出具有相对薄的壳的核/壳结构的tem图像,并且图26b示出具有相对厚的壳的核/壳结构的tem图像。图26c示出通过在两个正交方向上观察的tem断层扫描的重建核/壳粒子,其中以半透明方式标记中孔壳以显示核晶体。图26c示出hr-tem图像并且图26d示出核/壳粒子的对应的fft(左)和ed图(右),示出多孔而结晶的壳和其与核晶体的完美外延关系。图26e示出通过几何相分析确定的不同应变分量(εxx、εyy、εxy和rxy;在±15%处截止)的分布,示出高度相干(较小应变)的核壳界面和在最外壳中存在应变。图32a-32d示出由纳米zsm-5常规沸石核材料和具有不同壳厚度的中孔zsm-5沸石壳制备的核/壳结构的sem图像、xrd数据和n2吸附等温线。具体来说,图32a示出具有较薄壳的zsm-5/中孔zsm-5核/壳粒子的低放大倍数tem图像,图32b示出具有较厚壳的zsm-5/中孔zsm-5核/壳粒子的低放大倍数tem图像,分别地图32c示出具有不同壳厚度的zsm-5/中孔zsm-5核/壳沸石和大体积zsm-5晶种(纳米zsm-5常规沸石)的xrd图并且图32d示出其n2吸附等温线。结果示出在核和壳之间在结构上的相干性,和随壳厚度的提高而提高中孔隙。实例10-分析核/壳沸石通过tem成像分析实例9的核/壳沸石。图15a-15d描绘zsm-5核/中孔zsm-5壳多孔结构的tem图像,其中图15a描绘核(即,晶种)材料,图15b描绘壳厚度为约40nm的核/壳结构,图15c描绘壳厚度为约100nm的核/壳结构,并且图15d描绘壳厚度为约150nm的核/壳结构。图16a和16b描绘y沸石核/中孔zsm-5壳多孔结构的tem图像,其中图16a的图像为沸石y晶种材料的,并且图16b的图像为核/壳沸石的。图33a和33b示出由在大体积常规沸石β晶体上生长的中孔zsm-5沸石的组成的“二聚体”的tem图像。当尝试在常规沸石β晶体的表面上生长中孔zsm-5层时获得这些材料。这些结果表明在晶种之间的晶格匹配,并且在一些实施例中,生长材料对于形成核/壳结构可为至关重要的。实例11-制造和分析中孔β沸石为了制造中孔β沸石,将0.058g的naalo2、0.4g的naoh和0.41g的pdamab-tmhab添加到14.4ml的去离子水。在搅拌1小时之后,将0.935g的烟雾状二氧化硅添加到溶液。在12小时之后,将所得凝胶(摩尔组成:1pdamab-tmhab:15.6sio2:5na2o:0.35al2o3:800h2o)转移到高压釜中。在180℃下进行结晶96小时。通过离心收集获得的粉末并且用水和甲醇洗涤若干次。在真空下在80℃下干燥24小时之后,通过在550℃下煅烧6小时去除聚合物模板。所合成的中孔β沸石的si/al比率为20。图17a示出在不同放大倍数下分层结构化的中孔β沸石的tem图像;图17b示出中孔β沸石和常规β沸石(在图中标记“大体积β”)的xrd图;并且图17c示出中孔β沸石和常规大体积β沸石的n2吸着等温线。中孔β沸石的表面积为750m2/g并且总孔体积为1.1cm3/g;相对比地,常规(微孔)β沸石的表面积为550m2/g并且总孔体积为0.3cm3/g。制造si/al比率为18的另一种中孔β沸石,其测量的表面积为616m2/g,测量的总孔体积为1.01cm3/g,并且测量的微孔体积为0.151cm3/g。相比之下,由四乙基氢氧化铵(teaoh)作为sda制备si/al摩尔比为15的常规β沸石。常规β沸石的测量的表面积为633.5m2/g,测量的总孔体积为0.27cm3/g,并且测量的微孔体积为0.214cm3/g。实例12-制造β核/中孔β壳沸石通过使用预合成常规(微孔)β沸石晶体作为晶种通过晶种生长合成β核/中孔β壳沸石。壳合成程序与用于先前描述的实例11沸石的壳合成程序相同,例外为将20-50wt%(相对于烟雾状二氧化硅)预合成常规沸石β添加到前体中。图18a和18b描绘在不同放大倍数下β核/中孔β壳沸石的tem图像。图27a和27b还示出β核/中孔β壳沸石的图像。图27a示出β核/中孔β壳沸石和沸石β晶种(插图)的低放大倍数tem图像。图27b示出单个β核/中孔β壳沸石粒子的tem图像。对应的ed图(插图)指示粒子的单晶性质,并且细长反射暗示存在与中孔相关联的应变。图27c和27d示出在如图27b中标记的粒子周边处拍摄的β核/中孔β壳沸石的hr-tem图像,示出相干的核壳界面和壳的高结晶度。实例13-分析具有不同si/al摩尔比的中孔zsm-5沸石实例3的程序用于产生具有不同si与al的摩尔比的沸石。图11描绘制备的具有不同si/al摩尔比的沸石的xrd图。结果证实具有不同si/al摩尔比的沸石均具有高度结晶mfi结构。实例14-制备的中孔沸石的催化测试利用两种酸催化的反应评估具有31的si/al摩尔比的中孔zsm-5沸石的催化性能(如在实例6中所描述)。第一测试为甲醇到芳香族化合物(mta)的转化率,其由于焦炭的累积受催化剂快速失活损害。第二测试为菜籽油的催化裂解,其涉及大分子反应物。为了比较,测试具有不同粒径的两种常规zsm-5沸石催化剂的相同反应。这些常规zsm-5沸石为在实例6中描述的“微米zsm-5常规沸石”(其具有与中孔zsm-5沸石相当粒度,和在实例6中描述的“纳米zsm-5常规沸石”(其具有比中孔zsm-5沸石大的多的粒度)。在不锈钢固定床反应器(内径为11mm)中进行甲醇到芳香族化合物的转化。0.5g的沸石催化剂用于每个反应。在每次运作之前将催化剂床在550℃下在纯气流(50ml/min)中活化60分钟。随后将温度设定成550℃,并且使用hplc泵将气流切换成具有0.02ml/min原料(meoh与2-甲基呋喃的重量比为4:1)的n2(50ml/min)气流。重量时空速度(whsv)为每克催化剂每小时约2g原料。所有实验都在大气压下进行。使用在线气相色谱法进行产物分析。在配备有agilenthp-plot/q柱(30m×0.53mm×40μm)的具有火焰电离检测器(fid)的gc上确定流出物组成。施用以下温度编程:从50℃(在初始温度下5分钟)6℃/min到230℃(在最终温度下20分钟)。当进行计算时二甲醚不被视为一种产物。氨水实验的程序升温脱附(tpd)的结果示出中孔zsm-5沸石在类型和酸的强度上基本上与微米zsm-5常规沸石相同,除稍微较少强酸位点以外。纳米zsm-5常规沸石具有与微米zsm-5常规沸石类似的nh3-tpd特性曲线。使用碱滴定法,确定中孔zsm-5沸石、纳米zsm-5常规沸石和微米zsm-5常规沸石分别具有29%、12%和0%外部布朗斯特酸位点(可接入太大而不能进入zsm-5的10环通道的分子)。具体来说,为了确定外部酸位点,在乙醇脱水反应期间有机碱2,6-二-叔丁基吡啶(dtbp)滴定用于确定沸石的外部酸位点,在与配备有ffap毛细管柱的agilent7890agc连接的脉冲反应器中进行反应。在773k下在he中处理2小时之后,将催化剂(5.0mg-11.0mg,100-300目)装入通过玻璃棉支撑的反应器中。反应器的温度固定在415k下。具有840秒间隔的每个脉冲通过液体自动取样器引入1微升(μl)的2,6-二-叔丁基吡啶(dtbp,α,98%纯度)/乙醇(0.0105g/ml)混合物直到滴定剂变得被有机碱饱和。通过配备有ffap毛细管柱的agilent7890agc测量乙醇的脱水速率。通过等式#1计算脱水速率的损失。乙醇脱水速率的损失反映可接入大体积的dtbp分子的活性位点(其被定义为“外部酸性位点”)的比例。图23描绘在乙醇脱水反应期间在三种沸石催化剂上的酸性位点的dtbp(2,6-二-叔丁基吡啶)碱滴定。(等式#1)在2克meoh/(克催化剂·小时)的重量时空速度(whsv)下在550℃下使用固定床反应器进行mta反应。沸石的甲醇的转化率和芳香族化合物的选择性在图21a中示出。在此条件下,三种催化剂可在反应开始时完全转化甲醇。高芳香族化合物选择性(大于50%)通过共进料meoh与2-甲基呋喃(25wt%)实现以促进芳香族类催化循环。此共进料策略的副作用为快速形成焦炭和随之而来的催化剂失活。结果示出失活速率与催化剂的扩散长度直接相关。具体来说,微米zsm-5常规沸石在仅2小时的反应期间损失其活性的90%;在纳米zsm-5常规沸石上,甲醇转化率保持100%至多6小时并且随后在10小时下降到约40%;并且通过中孔zsm-5沸石给出最佳性能,其维持100%甲醇转化率11小时,并且在转化率下降到约40%之前其寿命为14小时。根据三种催化剂的寿命曲线图,通过使用由janssens在“janssens,t.v.w.,《催化学报(j.catal.)》264,130-137(2009)”中开发的模型结合每种催化剂的寿命曲线图推导转化能力r、速率常数k,和失活系数a。结果在表2中示出。结果示出与纳米zsm-5和微米zsm-5常规沸石催化剂相比,中孔-zsm-5具有较大转化能力、较高速率常数和较低失活系数。中孔zsm-5沸石的优异催化特性可归因于其分层结构,这允许完全使用酸位点以实现高转化率和大转化能力,并且同时促进分子迁移以降低焦炭形成并且因此催化剂失活的概率。此外,分层结构可提高催化剂的焦炭耐受能力,这还解释中孔zsm-5沸石的长寿命。应注意,在具有100%甲醇转化率的反应时间段期间,中孔zsm-5沸石示出比两种常规zsm-5催化剂对芳香族化合物较高的选择性。应理解,对于表2的数据,t0.5是指直到50%转化率的时间,t0.8是指直到80%转化率的时间,r是指在t0.5下计算的甲醇转化能力(r=whsvmeoh*t0.5),k是指在t0.8下由janssens的模型推导的速率常数,并且a是指失活系数,其中a=τ0/t0.5(接触时间τ0=2.84克催化剂小时摩尔meoh-1)。表2在550℃下在固定床反应器中进行菜籽油(阿布扎比植物油公司(abudhabivegetableoilcompany),100%纯)的催化裂解。氦气(25ml/min)用作载气并且氮气(12ml/min)用作内标。在反应之前,将催化剂压碎成100-300μm大小粒子并且在氦气流(37ml/min)下在550℃下原位活化1小时。冷凝器用于捕获水和液体产物。使用配备有fid和tcd检测器以及hp-al/kcl和tdx-01柱的haixin9200gc系统分析气相产物。hp-al/kcl柱和fid用于分离和分析烃,并且tdx-01柱和tcd用于分离和分析氮气、cox和氢气。fid检测器维持在573k下,并且tcd检测器维持在523k下。使用以下温度匀变:在323k下保持10分钟,以10k/min匀变到473k并且在473k下保持20分钟。通过配备有hp-5毛细管柱的agilent7890agc分析液体产物。图21(b)展示相对于接触时间的菜籽油的转化率和轻烯烃的产率,其示出在相同条件下中孔zsm-5沸石能够比纳米zsm-5常规沸石和微米zsm-5常规沸石转化更多菜籽油。举例来说,在0.015小时·克催化剂/克油的接触时间下,菜籽油的转化率对于中孔zsm-5沸石为82.7wt%,对于纳米zsm-5常规沸石为60.2wt%,并且对于微米zsm-5常规沸石为37.0wt%。轻烯烃的对应产率分别为26.9wt%、16.4wt%和10.1wt%。在表3-5中提供在三种催化剂上在不同反应条件下的详细产物分布,其中表3示出中孔zsm-5沸石的结果,表4示出纳米zsm-5常规沸石的结果,并且表5示出微米zsm-5常规沸石的结果。认为主要含有大体积的饱和和不饱和甘油三酯的菜籽油的裂解始于脂肪酸链的质子化随后β断裂。由于反应物分子的大尺寸,质子化不可在微孔中进行而是仅在催化剂的外表面上进行。在三种催化剂中,中孔zsm-5沸石具有最高比例的外部酸位点,并且因此特别有利于此反应。表3表4表5实例15-合成官能化沸石证明未煅烧的中孔zsm-5沸石(不去除模板聚合物)相较于常规zsm-5的吸附能力,其中50mg的沸石粉末与1ml的k2ptcl4溶液(0.013m)混合5分钟并且随后通过离心分离。在两种上清液之间颜色的强烈对比暗示中孔zsm-5沸石比常规zsm-5更有效地从溶液吸附ptcl42-阴离子。图25a和25b示出通过未煅烧的中孔zsm-5沸石和通过未煅烧的纳米zsm-5常规沸石的ptcl42-吸附。具体来说,图25a和25b示出在离心之前(图25a)和在离心之后(图25b)1ml的0.013-mk2ptcl4水溶液单独(小瓶0)、与50mg的中孔zsm-5混合(小瓶1),或与50mg的纳米zsm-5常规沸石混合(小瓶2)的照片。与小瓶2相比,在小瓶1中的清液层的颜色较浅指示中孔zsm-5的较高吸附能力。通过电感耦合等离子体-光学发射光谱(icp-oes)确定吸附能力(基于pt)对于中孔-zsm-5为24.7mg/g并且对于纳米zsm-5常规沸石为0.64mg/g。中孔zsm-5沸石的增强吸附能力归因于可通过静电相互作用捕捉ptcl42-阴离子的pdamab-tphab中丰富的铵基团。在吸附ptcl42-之后,在500℃下煅烧中孔zsm-5沸石以去除模板,并且同时pt前体被还原为pt金属。通过高角环形暗场扫描透射电子显微术(haadf-stem)观察到此方法引起超细pt纳米晶体(1-2nm)均匀地分散于中孔zsm-5沸石中,证实通过中孔zsm-5沸石的pt离子吸附,如图22所示。应注意,通过常规湿浸渍方法,难以制备在这类负载水平下在沸石载体上这类小并且很好分散的pt纳米晶体。据相信,在铵基团和ptcl42-阴离子之间的特定相互作用允许后者均匀分布并且被驻存在中孔zsm-5沸石粒子中的聚合物基质保护,最终在煅烧时产生高度分散超细pt纳米晶体。所得复合材料集成中孔隙、强酸性和贵金属位点,并且可能是用于涉及大分子的氢化或氢化脱氧的有用催化剂。出于描述和限定本公开的目的,应注意,术语“约”在本公开中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量值或其它表示的不确定性的固有程度。术语“约”在本公开中也用于表示定量表示可在陈述参考的范围内变化而不导致在争论中的主题的基本功能的改变的程度。此外,术语“主要由…组成”在本公开中用于指不实质上影响本公开的基本和新颖特征的定量值。举例来说,应理解,“主要由特定化学成分或化学成分的组组成”的化学料流意指所述料流包括至少约99.5%的所述特定化学成分或化学成分的组。应注意,以下权利要求中的一个或多个利用术语“其中”作为过渡短语。出于限定本发明技术的目的,应指出,此术语在权利要求中引入为开放的过渡短语,其用于引入结构的一系列特征的叙述并且应以与更多常用开放的前导术语“包含”相似的方式解释。应理解,指派到特性的任何两个定量值可构成所述特性的范围,并且在本公开中预期由给定特性的所有规定定量值形成的范围的所有组合。根据本公开的第一方面,阳离子聚合物可包含化学结构#3或化学结构#8的结构,其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中n为10到10,000,000。本公开的第二方面可包括第一方面,其中a和b为氮。本公开的第三方面可包括第一或第二方面,进一步包含选自以下的一种或多种阴离子:cl-、br-、f-、i-、oh-、1/2so42-、1/3po43-、1/2s2-、alo2-。本公开的第四方面可包括第一到第三方面中的任一项,其中r5包含3到30个碳原子的碳链长度。本公开的第五方面可包括第一到第四方面中的任一项,其中r5包含5到10个碳原子的碳链长度。本公开的第六方面可包括第一到第五方面中的任一项,其中r6、r7、r8和r9为氢。本公开的第七方面可包括第一到第六方面中的任一项,其中r10为烷基。本公开的第八方面可包括第一到第七方面中的任一项,其中r10为甲基。本公开的第九方面可包括第一到第八方面中的任一项,其中r11、r12和r13为烷基。本公开的第十方面可包括第一到第九方面中的任一项,其中r11、r12和r13为甲基。本公开的第十一方面可包括第一到第十方面中的任一项,其中r11、r12和r13为乙基。本公开的第十二方面可包括第一到第十一方面中的任一项,其中r11、r12和r13为丙基。本公开的第十三方面可包括第一到第十二方面中的任一项,其中阳离子聚合物为聚(n1,n1-二烯丙基-n1-烷基-n6,n6,n6-三烷基烷烃-1,6-卤化二铵)。本公开的第十四方面可包括第一到第十三方面中的任一项,其中阳离子聚合物为聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三甲基己烷-1,6-溴化二铵)。本公开的第十五方面可包括第一到第十四方面中的任一项,其中阳离子聚合物为聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三乙基己烷-1,6-溴化二铵)。本公开的第十六方面可包括第一到第十五方面中的任一项,其中阳离子聚合物为聚(n1,n1-二烯丙基-n1-甲基-n6,n6,n6-三丙基己烷-1,6-溴化二铵)。本公开的第十七方面可包括第一到第十六方面中的任一项,其中阳离子聚合物为非表面活性剂。本公开的第十八方面可包括第一到第十七方面中的任一项,其中阳离子聚合物用作形成中孔沸石的结构导向剂。根据本公开的第十九方面,阳离子聚合物包含在以下中的一处或多处的h-nmr峰:0.65ppm到1.05ppm;1.1ppm到1.5ppm;1.4ppm到1.8ppm;2.6ppm到3.0ppm;和2.85ppm到3.25ppm。本公开的第二十方面可包括第十九方面,其中阳离子聚合物包含在以下处的h-nmr峰:0.65ppm到1.05ppm;1.1ppm到1.5ppm;1.4ppm到1.8ppm;2.6ppm到3.0ppm;和2.85ppm到3.25ppm。根据本公开的第二十一方面,用于制造阳离子聚合物的方法包含:由二烯丙基胺形成具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子;使二烯丙基甲基铵盐酸盐聚合以形成聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah);由聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)形成聚(二烯丙基甲基胺)(pdma);通过使三烷基胺与二卤代烷反应形成具有卤阴离子的铵卤化物阳离子;并且通过使pdma与铵卤化物阳离子反应形成根据权利要求1所述的阳离子聚合物。本公开的第二十二方面可包括第二十一方面,其中阳离子聚合物包含化学结构#3或化学结构#8的结构,其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中n为10到10,000,000。本公开的第二十三方面可包括第二十一或第二十二方面,其中具有氯阴离子的二烯丙基甲基铵盐酸盐阳离子通过使二烯丙基胺与甲酸、甲醛和hcl接触形成。本公开的第二十四方面可包括第二十一到第二十三方面中的任一项,其中二烯丙基甲基铵盐酸盐通过与2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(aaph)接触聚合。本公开的第二十五方面可包括第二十一到第二十四方面中的任一项,其中聚(二烯丙基甲基胺)(pdma)通过使聚(二烯丙基甲基铵盐酸盐)(pdmah)与甲烷和甲醇钠接触形成。根据本公开的第二十六方面,催化剂可通过利用阳离子聚合物作为结构导向剂制造,其中用作结构导向剂的阳离子聚合物包含化学结构#3或化学结构#8的结构,其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中n为10到10,000,000。本公开的第二十七方面可包括第二十六方面,其中催化剂为中孔沸石。根据本公开的第二十八方面,中孔沸石可通过包含以下的方法制造:将阳离子聚合物和一种或多种前体材料组合以形成包含微孔的中间体材料,其中:阳离子聚合物充当用于形成微孔的结构导向剂;并且阳离子聚合物包含含有通过烃链连接的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体;并且煅烧中间体结构形成中孔沸石。本公开的第二十九方面可包括第二十八方面,其中煅烧从中间体结构去除阳离子聚合物并且形成中孔。本公开的第三十方面可包括第二十八或第二十九方面中的任一项,其中阳离子聚合物包含化学结构#3或化学结构#8的结构,其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中n为10到10,000,000。本公开的第三十一方面可包括第二十八到第三十方面中的任一项,其中前体材料选自以下中的一种或多种:含硅材料、含钛材料,和含铝材料。本公开的第三十二方面可包括第二十八到第三十一方面中的任一项,其中中孔沸石包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料。本公开的第三十三方面可包括第二十八到第三十二方面中的任一项,其中中孔沸石包含大于350m2/g的表面积。本公开的第三十四方面可包括第二十八到第三十三方面中的任一项,其中中孔沸石包含大于0.3cm3/g的孔体积。本公开的第三十五方面可包括第二十八到第三十四方面中的任一项,其中中孔沸石包含mfi骨架类型。本公开的第三十六方面可包括第二十八到第三十五方面中的任一项,其中中孔沸石为zsm-5沸石。本公开的第三十七方面可包括第二十八到第三十六方面中的任一项,其中中孔沸石为ts-1沸石。本公开的第三十八方面可包括第二十八到第三十七方面中的任一项,其中中孔沸石为硅质岩-i沸石。本公开的第三十九方面可包括第二十八到第三十八方面中的任一项,其中中孔沸石包含bea骨架类型。本公开的第四十方面可包括第二十八到第三十九方面中的任一项,其中中孔沸石为β沸石。根据本公开的第四十一方面,中孔沸石可包含:包含直径小于或等于2nm的多个微孔的微孔骨架;和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔;其中中孔沸石包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料;其中中孔沸石包含大于350m2/g的表面积;并且其中中孔沸石包含大于0.3cm3/g的孔体积。本公开的第四十二方面可包括第四十一方面,其中中孔沸石包含mfi骨架类型。本公开的第四十三方面可包括第四十一到第四十二方面中的任一项,其中中孔沸石为zsm-5沸石。本公开的第四十四方面可包括第四十一到第四十三方面中的任一项,其中中孔沸石为ts-1沸石。本公开的第四十五方面可包括第四十一到第四十四方面中的任一项,其中中孔沸石为硅质岩-i沸石。本公开的第四十六方面可包括第四十一到第四十五方面中的任一项,其中中孔沸石包含bea骨架类型。本公开的第四十七方面可包括第四十一到第四十六方面中的任一项,其中中孔沸石为β沸石。本公开的第四十八方面可包括第四十一到第四十七方面中的任一项,其中中孔沸石包含铝硅酸盐材料。本公开的第四十九方面可包括第四十一到第四十八方面中的任一项,其中中孔沸石包含大于或等于10的si与al的摩尔比。本公开的第五十方面可包括第四十一到第四十九方面中的任一项,其中中孔沸石包含钛硅酸盐材料。本公开的第五十一方面可包括第四十一到第五十方面中的任一项,其中中孔沸石包含大于或等于30的si与ti的摩尔比。本公开的第五十二方面可包括第四十一到第五十一方面中的任一项,其中中孔沸石包含纯硅酸盐材料。本公开的第五十三方面可包括第四十一到第五十二方面中的任一项,其中中孔沸石包含大小为25nm到500nm的粒子。根据本公开的第五十四方面,多孔材料可包含:包含微孔结构的沸石核部分,所述微孔结构包含直径小于或等于2nm的多个微孔,其中核部分包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料;包含铝硅酸盐材料、钛硅酸盐材料或纯硅酸盐材料并且包围核部分的中孔沸石壳部分,壳部分包含:包含直径小于或等于2nm的多个微孔的微孔骨架;和直径大于2nm并且小于或等于50nm的多个中孔。本公开的第五十五方面可包括第五十四方面,其中壳部分包含大于350m2/g的表面积。本公开的第五十六方面可包括第五十四或第五十五方面,其中壳部分包含大于0.3cm3/g的孔体积。本公开的第五十七方面可包括第五十四到第五十六方面中的任一项,其中核部分不包含中孔。本公开的第五十八方面可包括第五十四到第五十七方面中的任一项,其中壳部分的厚度为20nm到200nm。本公开的第五十九方面可包括第五十四到第五十八方面中的任一项,其中核部分的长度为25nm到500nm。本公开的第六十方面可包括第五十四到第五十九方面中的任一项,其中壳部分包含mfi骨架类型。本公开的第六十一方面可包括第五十四到第六十方面中的任一项,其中壳部分为zsm-5沸石。本公开的第六十二方面可包括第五十四到第六十一方面中的任一项,其中壳部分为ts-1沸石。本公开的第六十三方面可包括第五十四到第六十二方面中的任一项,其中壳部分为硅质岩-i沸石。本公开的第六十四方面可包括第五十四到第六十四方面中的任一项,其中壳部分包含bea骨架类型。本公开的第六十五方面可包括第五十四到第六十四方面中的任一项,其中壳部分为β沸石。根据本公开的第六十六方面,包含核部分和壳部分的核/壳沸石可通过包含以下的方法制造:形成包含阳离子聚合物、多孔材料的前体材料,和一种或多种核晶种材料的混合物,核晶种材料包含微孔结构;围绕核晶种材料形成壳部分中间体材料,壳部分中间体材料包含微孔,其中:阳离子聚合物充当用于形成壳部分中间体的微孔的结构导向剂;并且阳离子聚合物包含含有通过烃链隔开的两种或更多种季铵阳离子或季鏻阳离子的单体;并且煅烧核/壳多孔材料以形成核/壳沸石,其中壳部分包含中孔沸石。本公开的第六十七方面可包括第六十六方面,其中阳离子聚合物包含化学结构#3或化学结构#8的结构,其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中n为10到10,000,000本公开的第六十八方面可包括第六十六或第六十七方面,其中煅烧从壳部分中间体结构去除阳离子聚合物并且在壳结构中形成中孔。本公开的第六十九方面包括包含以下结构的阳离子聚合物:其中a为氮或磷并且b为氮或磷;其中r5为碳链长度为1到10,000个碳原子的支链或非支链烃链;其中r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13中的每一个为氢原子或烃,并且其中烃中的每一种任选地包含一个或多个杂原子;并且其中o+m为10到10,000,000。已详细并且参考具体实施例描述本公开的主题,应注意,甚至在其中特定元件在伴随本发明描述的附图中的每个中说明的情况下,在本公开中所描述的各种细节不应视为暗示这些细节涉及作为在本公开中所描述的各种实施例的基本部件的元件。实际上,所附权利要求书应视为对本公开的宽度和在本公开中所描述的各种实施例的对应范围的唯一表示。此外,将显而易见的是在不脱离所附权利要求书的范围的情况下可以修改和变化。当前第1页12当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1