CN110650919B - 制备具有aei骨架类型的沸石材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,所述方法包括(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;(ii)制备合成包含(i)中提供的沸石材料,水,除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的混合物;(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受包括将合成混合物加热至100‑200℃的温度并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下的水热合成条件,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;其中Y是Si、Ge、Sn、Ti、Zr中的一种或多种;其中X是Al、B、Ga、In中的一种或多种;其中,在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20:1。
Description
本发明涉及一种制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法。此外,本发明涉及一种通过所述方法可得到或得到的具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,并且进一步涉及所述沸石材料作为催化活性材料、作为催化剂或作为催化剂组分的用途。
已知具有AEI骨架类型的沸石材料可有效作为处理工业应用中的燃烧废气,例如转化废气料流中的氮氧化物(NOx)的催化剂或催化剂组分。合成AEI沸石材料通常通过由合成混合物中沉淀出沸石材料的晶体制备,该合成混合物包含构成沸石骨架的元素的来源,例如硅的来源和铝的来源。一种替代方法可以是通过沸石骨架转化的制备,根据其使作为具有AEI以外的骨架类型的合适沸石材料的起始材料适当地反应以得到具有AEI骨架类型的沸石材料。
根据本发明,发现如果对于该转化,使用具有CHA骨架类型的沸石材料,则并非每种CHA材料都是合适的。因此,本发明的目的是找到合适的具有CHA骨架类型的沸石材料,其可用于制备具有AEI骨架类型的沸石材料。令人惊讶地,发现是否可以使用所述具有CHA骨架类型的沸石材料取决于具有CHA骨架类型的沸石材料的骨架的组成。
因此,本发明涉及一种制备具有AEI骨架类型并且具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,所述方法包括:
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
其中Y是Si、Ge、Sn、Ti、Zr中的一种或多种;
其中X是Al、B、Ga、In中的一种或多种;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20:1。
优选地,骨架结构包含四价元素Y、三价元素X、氧和H。优选地,Y是Si。优选地,X是Al。更优选地,Y是Si且X是Al。
(i)中提供的具有CHA骨架类型的沸石材料除四价元素Y、三价元素X和氧以及优选地H以外,还可以包含一种或多种其他额外组分。优选地,(i)中提供的沸石材料的骨架的至少95重量%,更优选至少98重量%,更优选至少99重量%,更优选至少99.5重量%由Y、X、O和H组成。
优选地,(i)中提供的沸石材料不含Cu。特别是在(i)中提供非天然存在的沸石材料的情况下,(i)中提供的沸石材料优选不含Cu和Fe中的一种或多种,更优选不含Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的一种或多种,更优选不含除Y和X以外的金属M(如果Y或X是金属)。优选地,在(i)中提供的具有CHA骨架类型的沸石材料就Cu而言的含量(以元素计)基于沸石材料的总重量为至多500重量ppm,优选至多100重量ppm。特别是在(i)中提供非天然存在的沸石材料的情况下,(i)中提供的具有CHA骨架类型的沸石材料就Cu和Fe中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选就Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选Y和X(如果Y或X是金属)以外的金属M的含量(以元素计)而言,基于沸石材料的总重量为至多500重量ppm,优选至多100重量ppm。
在(i)中提供的具有CHA骨架类型的沸石材料中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为优选3:1-20:1,优选4:1-15:1,更优选5:1-10:1。优选的范围是例如5:1-7:1或6:1-8:1或7:1-9:1或8:1-10:1。
因此,本发明优选涉及一种制备具有AEI骨架类型并且具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,优选如上所述的方法,所述方法包括:
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
其中Y是Si;
其中X是Al;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10∶1。
在本发明的上下文中,在(i)中提供的具有CHA骨架类型的沸石材料优选是经煅烧的沸石材料,更优选已经在气体气氛温度为350-600℃,优选400-550℃的气体气氛中煅烧的沸石材料。优选气体气氛包含氧气。更优选气体气氛包括空气、稀薄空气或氮气如工业氮气,更优选空气。更优选气体气氛是空气。
通常,可设想沸石材料以其铵形式,其氢形式(H形式)或任何其他合适的阳离子形式(例如其钠形式)提供。优选地,(i)中提供的沸石材料呈其氢(H)形式。
根据本发明,采用具有CHA骨架类型的天然存在的沸石材料可能是有利的。通常,具有CHA骨架类型的天然存在的沸石材料尤其可以具有如本文图11所示的化学组成,其中在本发明的上下文中,使用二氧化硅:氧化铝之比为至多20∶1,优选3∶1-20∶1,更优选4∶1-15∶1,更优选5∶1-10∶1的具有CHA骨架类型的该类天然存在的沸石材料。
就本发明方法的步骤(ii)而言,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物优选不含具有AEI骨架类型的沸石材料。更优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含具有AEI骨架类型的沸石种子材料。
通常,根据(ii),可以使用任何合适的四价元素Y的来源。特别是如果Y是Si,则Y的来源优选包括,更优选为湿法二氧化硅、干法二氧化硅和胶态二氧化硅中的一种或多种。胶态二氧化硅,优选作为碱和/或氨溶液的胶态二氧化硅,更优选作为氨溶液的胶态二氧化硅可市购,尤其是例如以或/>市购。“湿法”二氧化硅可市购,尤其是例如以/>或/>市购。“干法”二氧化硅可市购,尤其是例如以/> 或/>市购。根据本发明尤其可以使用胶态二氧化硅的氨溶液。更优选地,如果Y是Si,则根据(ii)的四价元素Y的来源包括,优选为胶态二氧化硅。
根据(ii),AEI骨架结构导向剂可以是导致制备根据(iii)的具有AEI骨架类型的沸石材料的任何试剂。优选地,AEI骨架结构导向剂包括一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物。
优选地,一种或多种含阳离子的化合物包括一种或多种含R1R2R3R4P+的化合物,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示选自任选取代和/或任选支化的(C1-C6)烷基,更优选(C1-C5)烷基,更优选(C1-C4)烷基,更优选(C2-C3)烷基,优选表示任选取代的甲基或乙基,更优选R1、R2、R3和R4表示任选取代的乙基,优选未取代的乙基;
优选地,一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-二烷基二烷基哌啶阳离子的化合物,更优选一种或多种含N,N-(C1-C3)二烷基-(C1-C3)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选一种或多种含N,N-(C1-C2)二烷基-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,其中更优选地,一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-(C1-C2)二烷基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-(C1-C2)二烷基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选选自含N,N-二甲基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选选自含N,N-二甲基-2,6-二甲基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶/>阳离子的化合物。
优选地,一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物为盐,优选选自卤化物,更优选氯化物和/或溴化物,更优选氯化物;氢氧化物;硫酸盐;硝酸盐;磷酸盐;乙酸盐及其两种或更多种的混合物,更优选选自氯化物、氢氧化物、硫酸盐及其两种或更多种的混合物,其中更优选地,一种或多种含季/>阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物是氢氧化物和/或氯化物,更优选氢氧化物。
更优选地,AEI骨架结构导向剂包括,优选为N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶氢氧化物。
优选地,在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于四价元素Y(以YO2计)的来源的重量比为1.0:1-3.0:1,更优选1.5:1-2.5,更优选2.0∶1-2.2∶1。根据本发明的一个可设想实施方案,沸石材料相对于四价元素Y的来源的重量比可以是无穷大的,这意指除包含Y的沸石材料以外,在(ii)中的合成混合物中不含其他四价元素的来源。
优选地,在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于水的重量比为0.005:1-0.030:1,更优选0.010:1-0.025:1,更优选0.015:1-0.020∶1。
优选地,在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.1:1-0.9:1,优选0.3:1-0.7∶1,更优选0.4∶1-0.5∶1。
(ii)中制备的合成混合物的pH不限于任何特定值。优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包含碱源,更优选氢氧化物源。
优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包含一种或多种碱金属如钠、锂、钾以及碱土金属如镁、钙、锶、钡,更优选碱金属,更优选钠的来源。
更优选地,碱源是碱金属和碱土金属中的一种或多种,优选碱金属碱,更优选碱金属氢氧化物,更优选氢氧化钠的来源。
使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不限于混合物中包含的组分的任何特定的重量比。优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.1∶1-1.0∶1,优选0.2∶1-0.8∶1,更优选0.3∶1-0.6∶1。
优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含Cu源,优选不含Cu和Fe中的一种或多种的来源,更优选不含Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的来源,更优选不含除Y和X以外的金属M的来源(如果Y或X是金属)。
优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物来源,优选不含卤化物来源。优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料以外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物的至少95重量%,更优选至少98重量%,更优选至少99重量%由在(i)中提供的沸石材料、水、四价元素Y的来源、AEI骨架结构导向剂和优选碱源以及碱金属和碱土金属中的一种或多种的来源组成。
本发明方法的步骤(iii)包括使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件。
优选地,水热合成在自生压力下,优选在高压釜中进行。优选地,将(ii)中制备的合成混合物在高压釜中以0.5-4K/min,更优选1-3K/min的加热速率加热至水热合成温度。优选地,将混合物加热至的水热合成温度为110-175℃,优选120-150℃。优选地,水热合成条件还包括在至少一部分合成时间内搅拌合成混合物。优选地,水热合成条件还包括2-120h,更优选20-100h,更优选40-80h的水热合成时间。因此,优选根据(iii),将(ii)中提供的混合物加热至110-175℃,优选120-150℃的温度,并在该温度下保持2-120h的时间段。因此,进一步优选根据(iii),将(ii)中提供的混合物加热至110-175℃,优选120-150℃的温度,并在该温度下保持20-120h的时间段。因此,进一步优选根据(iii),将(ii)中提供的混合物加热至110-175℃,优选120-150℃的温度,并在该温度下保持40-80h的时间段。
由根据(iii)的水热合成得到包含在水热合成温度下悬浮于其母液中的具有AEI骨架类型的沸石材料的混合物。由于水热合成在自生压力下进行,优选(iii)进一步包括使混合物减压。在减压之前、期间或之后,本发明方法优选进一步包括:
(iv)冷却由(iii)得到的混合物。
尽管没有具体限制,但优选将混合物冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度。
如上所述,由于由(iii)得到的混合物包含悬浮于其母液中的具有AEI骨架类型的沸石材料,因此进一步优选本发明方法还包括:
(v)使沸石材料从由(iii)或(iv)得到的混合物,优选由(iv)得到的混合物中分离。
对沸石材料如何分离没有具体限制。优选地,所述分离步骤(v)包括
(v.1)使由(iii)或(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法;
(v.2)优选洗涤由(v.1)得到的沸石材料;
(v.3)干燥由(v.1)或(v.2),优选(v.2)得到的沸石材料。
关于(v.1),喷雾方法可以包括喷雾干燥或喷雾造粒。如果进行(v.2),则优选用水作为洗涤剂洗涤沸石材料,优选直到洗涤水具有至多500微西门子,优选至多200微西门子的电导率。关于(v.3),优选在具有80-175℃,更优选100-150℃的温度的气体气氛中干燥沸石材料。优选地,气体气氛包含氧气,更优选包括,更优选是空气、稀薄空气或合成空气。
优选地,本发明方法进一步包括:
(vi)煅烧由(v)得到的沸石材料。
如果进行步骤(vi),则优选在具有400-600℃,更优选450-550℃的温度的气体气氛中煅烧沸石材料。优选地,气体气氛包含氧气,更优选包括,更优选是空气、稀薄空气或合成空气。
优选地,在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01:1,更优选至少0.02:1,更优选至少0.04:1,更优选至少0.05:1。优选地,在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23:1,更优选0.02:1-0.21:1,更优选0.03:1-0.19:1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05:1-0.15:1,更优选0.06:1-0.13:1,更优选0.07:1-0.11:1。替换优选在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.17:1,更优选0.02:1-0.15:1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04∶1-0.11:1,更优选0.05∶1-0.09∶1。
因此,本发明进一步优选涉及一种制备具有AEI骨架类型并且具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,优选如上所述的方法,其中(i)中提供的沸石材料是经煅烧的沸石材料,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
(iv)冷却由(iii)得到的混合物,优选冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度;
(v)使沸石材料从由(iv)得到的混合物中分离,包括
(v.1)使由(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法;
(v.2)洗涤由(v.1)得到的沸石材料;
(v.3)在具有80-175℃的温度的气体气氛中干燥由(v.2)得到的沸石材料;
(vi)在具有400-600℃的温度的气体气氛中煅烧由(v)得到的沸石材料;
其中Y是Si且X是Al并且其中以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20:1。
通常,根据本发明方法,上述产生具有AEI骨架类型的沸石材料的转化过程可为基本上完全的转化,并且所得材料基本上由具有AEI骨架类型的沸石材料组成。然而,转化也可能是部分不完全的,并且在所得材料中,不仅包含具有AEI骨架类型的沸石材料,而且包含一种或多种其他材料,优选一种或多种具有除AEI以外的骨架类型的沸石材料,优选具有CHA骨架类型的沸石材料。优选地,对于该相应得到的组合物,大于50重量%,更优选至少60重量%,更优选至少70重量%的所述包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料组成。更优选至少75重量%,更优选至少85重量%,更优选至少90重量%的包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料构成。更优选至少90重量%,更优选至少95重量%,更优选至少99重量%的组合物由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料以及具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料组成。在例如涉及制备组合物的方法的本发明的第二组优选实施方案中,考虑导致所述包含具有AEI骨架类型的沸石材料的所述组合物的部分不完全转化。为了完整起见,还提及对于这些实施方案,在转化完成的情况下,组合物应理解为由具有AEI骨架类型的沸石材料组成。在任何情况下,即使转化是部分不完全的,本发明仍然例如涉及具有AEI骨架类型的沸石材料的方法,因为该沸石材料强制包含于所述组合物中。
取决于沸石材料的预期用途,可以原样使用材料,优选由(vi)得到的材料。此外,可设想使该沸石材料经受一个或多个其他后处理步骤。例如,最优选以粉末形式得到的沸石材料可以通过任何合适方法(包括但不限于挤出、压片、喷涂等)适当地加工成模制品或成型体。优选地,成型体可以具有矩形、三角形、六边形、正方形、椭圆形或圆形的横截面,和/或优选呈星形、片形、球形、圆柱形、线形或空心圆柱形的形式。当制备成型体时,可以使用一种或多种粘合剂,其可以根据成型体的预期用途选择。可能的粘合剂材料包括但不限于石墨、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝以及硅、钛和锆中的两种或更多种的混合氧化物。沸石材料相对于粘合剂的重量比通常不受任何具体限制,并且可以例如为10:1-1:10。根据将沸石材料,例如作为催化剂或催化剂组分用于处理废气料流如发动机的废气料流的另一实例,可将沸石材料用作施加于合适基材如壁流式过滤器等的载体涂料的组分。
优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物的来源,优选不含卤化物的来源。优选地,使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料以外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
优选地,在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01:1,更优选至少0.02:1,更优选至少0.04:1,更优选至少0.05:1。优选地,在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23:1,更优选0.02:1-0.21:1,更优选0.03:1-0.19:1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05:1-0.15:1,更优选0.06:1-0.13:1,更优选0.07:1-0.11:1。替换优选在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.17:1,更优选0.02:1-0.15:1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04:1-0.11:1,更优选0.05:1-0.09:1。
根据本发明的一个优选实施方案,使沸石材料经受后处理,该后处理包括将金属M负载在沸石材料上。因此,本发明进一步优选涉及如上所述的方法,进一步包括
(vii)将金属M负载在沸石材料上,优选负载在由(vi)得到的沸石材料上。
优选地,(vii)包括:
(vii.1)制备如下混合物,该混合物包含沸石材料,优选由(vi)得到的沸石材料,金属M的来源,用于金属M的来源的溶剂以及任选地酸,优选有机酸,其中溶剂优选包括水,金属M的来源优选包括金属M的盐,并且酸优选包括乙酸;
(vii.2)将(vii.1)中制备的混合物加热至30-90℃,优选40-80℃的温度;
(vii.3)优选冷却,更优选快速冷却由(vii.2)得到的混合物;
(vii.4)使包含金属M的沸石材料从由(vii.2)或(vii.3),优选由(vii.3)得到的混合物中分离,所述分离优选包括洗涤包含金属M的沸石材料;
(vii.5)优选将由(vii.4)得到的包含金属M的沸石材料在气体气氛中,优选在90-200℃,更优选100-150℃的气体气氛温度下干燥,其中气体气氛优选包含氧气;
(vii.6)优选在气体气氛中,优选在350-600℃,更优选400-550℃的气体气氛温度下,煅烧由(vii.4)或(vii.5),优选(vii.5)得到的包含金属M的沸石材料,其中气体气氛优选包含氧气。
优选地,金属M为元素周期表的第8-12族的过渡金属。更优选地,金属M是Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种,更优选Fe和Cu中的一种或多种。更优选地,金属M包括,优选是Cu。优选地,根据(vii),金属M以元素M计并基于沸石材料的总重量以0.1-5重量%,更优选0.2-4重量%,更优选0.5-3重量%的量负载在沸石材料上。
取决于沸石材料的预期用途,可以原样使用材料,优选由(vii)得到的材料。此外,可设想使该沸石材料经受一个或多个其他后处理步骤。例如,最优选以粉末形式得到的沸石材料可以通过任何合适方法(包括但不限于挤出、压片、喷涂等)适当地加工成模制品或成型体。优选地,成型体可以具有矩形、三角形、六边形、正方形、椭圆形或圆形的横截面,和/或优选地呈星形、片形、球形、圆柱形、线形或空心圆柱形的形式。当制备成型体时,可以使用一种或多种粘合剂,其可以根据成型体的预期用途选择。可能的粘合剂材料包括但不限于石墨、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝以及硅、钛和锆中的两种或更多种的混合氧化物。沸石材料相对于粘合剂的重量比通常不受任何具体限制,并且可以是例如10∶1-1∶10。根据将沸石材料例如作为催化剂或催化剂组分用于处理废气料流如发动机的废气料流的另一实例,可将沸石材料用作施加于合适基材如壁流式过滤器等的载体涂料的组分。
本发明还涉及一种具有AEI骨架类型并且具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,其通过根据上文所述方法的方法可得到或得到或可制备或制备。
本发明还涉及一种包含金属M、具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,其通过如上文所述包括根据(vii)将金属M负载在沸石材料上的方法可得到或得到或可制备或制备。
优选地,所述沸石材料具有1.0-2.0mmol/g的酸位点总量,其中酸位点总量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)测定的每质量沸石材料解吸的氨的总摩尔量;其中该沸石材料具有0.1-0.8mmol/g的中间酸位点(medium acidsite)量,其中中间酸位点量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)在250-500℃的温度范围内测定的每质量沸石材料解吸的氨量。
具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的本发明沸石材料可以用于任何可设想目的,包括但不限于吸收剂、吸附剂、分子筛、催化剂、催化剂载体或制备其中一种或多种的中间体。优选地,本发明沸石材料用作催化活性材料、催化剂或催化剂组分,更优选用于选择性催化还原废气料流(优选来自柴油发动机的废气料流)中的氮氧化物。更优选地,用于将C1化合物转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃。
此外,本发明涉及一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括使所述废气料流与包含本发明沸石材料的催化剂接触。
另外,本发明涉及一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括通过本发明方法,优选包括根据(vii)将金属M负载在沸石材料上的本发明方法制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料并使所述废气料流与包含所述沸石材料的催化剂接触。
本发明还涉及一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括使所述C1化合物与包含本发明沸石材料的催化剂接触。
本发明进一步涉及一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括通过本发明方法,优选包括根据(vii)将金属M负载在沸石材料上并使所述C1化合物与包含所述沸石材料的催化剂接触的本发明方法制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料。
本发明由下列组实施方案以及由所示从属和回引产生的实施方案组合进一步说明。尤其应注意在提及实施方案范围的情况下,例如在术语如“实施方案1-4中任一项的方法”的上下文中,意指对熟练技术人员明确公开该范围内的每一实施方案,即该术语的措辞应被熟练技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一项的方法”是同义的。
1.一种制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
其中Y是Si、Ge、Sn、Ti、Zr中的一种或多种;
其中X是Al、B、Ga、In中的一种或多种;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20∶1。
2.实施方案1的方法,其中Y是Si。
3.实施方案1或2的方法,其中X是Al。
4.实施方案1-3中任一项的方法,其中Y是Si且X是Al。
5.实施方案1-4中任一项的方法,其中至少95重量%,优选至少98重量%,更优选至少99重量%,更优选至少99.5重量%的(i)中提供的沸石材料的骨架由Y、X、O和H组成。
6.实施方案1-5中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料不含Cu,优选不含Cu和Fe中的一种或多种,更优选不含Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种,更优选不含Y和X以外的金属M(如果Y或X是金属)。
7.实施方案1-6中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料就Cu的含量(以元素计)而言,优选就Cu和Fe中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选就Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选Y和X(如果Y或X是金属)以外的金属M的含量(以元素计)而言,基于沸石材料的总重量为至多500重量ppm,优选至多100重量ppm。
8.实施方案1-7中任一项的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为3:1-20:1,优选4:1-15:1,更优选5:1-10∶1。
9.一种制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,优选实施方案1-8中任一项的方法,所述方法包括:
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
其中Y是Si;
其中X是Al;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
10.实施方案1-9中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料为经煅烧的沸石材料,优选在气体气氛中在350-600℃,优选400-550℃的气体气氛温度下煅烧的沸石材料,其中该气体气氛优选包含氧气。
11.实施方案1-10中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料呈其H形式。
12.实施方案1-11中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含具有AEI骨架类型的沸石材料。
13.实施方案1-12中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含具有AEI骨架类型的沸石种子材料。
14.实施方案1-13中任一项的方法,其中Y是Si,并且根据(ii)的四价元素Y的来源包括湿法二氧化硅、干法二氧化硅和胶态二氧化硅中的一种或多种。
15.实施方案1-14中任一项的方法,其中Y是Si,并且根据(ii)的四价元素Y的来源包括,优选是胶态二氧化硅。
16.实施方案1-15中任一项的方法,其中AEI骨架结构导向剂包括一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物;其中一种或多种含/>阳离子的化合物包括一种或多种含R1R2R3R4P+的化合物,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C1-C6)烷基,优选(C1-C5)烷基,更优选(C1-C4)烷基,更优选(C2-C3)烷基,甚至更优选任选取代的甲基或乙基,其中甚至更优选R1、R2、R3和R4表示任选取代的乙基,优选未取代的乙基;
其中一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-二烷基-二烷基哌啶阳离子的化合物,优选一种或多种含N,N-(C1-C3)二烷基-(C1-C3)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选一种或多种含N,N-(C1-C2)二烷基-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,其中更优选一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-(C1-C2)二烷基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-(C1-C2)二烷基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选含N,N-二甲基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选含N,N-二甲基-2,6-二甲基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶/>阳离子的化合物;
其中一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物为盐,优选选自卤化物,优选氯化物和/或溴化物,更优选氯化物;氢氧化物;硫酸盐;硝酸盐;磷酸盐;乙酸盐;及其两种或更多种的混合物,更优选选自氯化物、氢氧化物、硫酸盐及其两种或更多种的混合物,其中更优选一种或多种含季/>阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物是氢氧化物和/或氯化物,甚至更优选氢氧化物。
17.实施方案1-16中任一项的方法,其中AEI骨架结构导向剂包括,优选是N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶氢氧化物。
18.实施方案1-17中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为1.0:1-3.0:1,优选1.5:1-2.5,更优选2.0:1-2.2:1。
19.实施方案1-18中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于水的重量比为0.005:1-0.030:1,优选0.010:1-0.025:1,更优选0.015:1-0.020:1。
20.实施方案1-19中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.1:1-0.9:1,优选0.3:1-0.7:1,更优选0.4:1-0.5:1。
21.实施方案1-20中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱源,优选氢氧化物源。
22.实施方案1-21中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱金属和碱土金属中的一种或多种,优选碱金属,更优选钠的来源。
23.实施方案21或22的方法,其中碱源是碱金属和碱土金属中的一种或多种,优选碱金属碱,更优选碱金属氢氧化物,更优选氢氧化钠的来源。
24.实施方案21-23中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.1:1-1.0:1,优选0.2:1-0.8:1,更优选0.3:1-0.6:1。
25.实施方案1-24中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含Cu源,优选Cu和Fe中的一种或多种的来源,更优选Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的来源,更优选除Y和X以外的金属M的来源(如果Y或X是金属)。
26.实施方案1-25中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物的来源,优选不含卤化物的来源。
27.实施方案1-26中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料以外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
28.实施方案1-27中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物的至少95重量%,优选至少98重量%,更优选至少99重量%由(i)中提供的沸石材料、水、四价元素Y的来源、AEI骨架结构导向剂和优选碱源和碱金属和碱土金属中的一种或多种的来源组成。
29.实施方案1-28中任一项的方法,其中水热合成在自生压力下,优选在高压釜中进行。
30.实施方案1-29中任一项的方法,其中将(ii)中制备的合成混合物在高压釜中以0.5-4K/min,优选1-3K/min的加热速率加热至水热合成温度。
31.实施方案1-30中任一项的方法,其中水热合成温度为110-175℃,优选120-150℃。
32.实施方案1-31中任一项的方法,其中水热合成条件包括搅拌合成混合物。
33.实施方案1-32中任一项的方法,其中水热合成条件包括2-120小时,优选20-100小时,更优选40-80小时的水热合成时间。
34.实施方案1-33中任一项的方法,进一步包括(iv)冷却由(iii)得到的混合物,优选冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度。
35.实施方案1-34中任一项的方法,进一步包括(v)将沸石材料从由(iii)或(iv)得到的混合物中分离。
36.实施方案35的方法,其中(v)包括
(v.1)使由(iii)或(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法;
(v.2)优选洗涤由(v.1)得到的沸石材料;
(v.3)干燥由(v.1)或(v.2),优选(v.2)得到的沸石材料。
37.实施方案36的方法,其中根据(v.2),用水洗涤沸石材料,优选直到洗涤水具有至多500微西门子,优选至多200微西门子的电导率。
38.实施方案36或37的方法,其中根据(v.3),使沸石材料在具有80-175℃,优选100-150℃的温度的气体气氛中干燥。
39.实施方案38的方法,其中气体气氛包含氧气,优选是空气、稀薄空气或合成空气。
40.实施方案35-39中任一项的方法,进一步包括
(vi)煅烧由(v)得到的沸石材料。
41.实施方案40的方法,其中根据(vi),使沸石材料在具有400-600℃,优选450-550℃的温度的气体气氛中煅烧。
42.实施方案41的方法,其中气体气氛包含氧气,优选是空气、稀薄空气或合成空气。
43.实施方案1-42中任一项的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01:1,优选至少0.02:1,更优选至少0.03:1,更优选至少0.04:1,更优选至少0.05:1。
44.实施方案43的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23∶1,优选0.02:1-0.21:1,更优选0.03:1-0.19:1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05:1-0.15:1,更优选0.06:1-0.13:1,更优选0.07:1-0.11:1。
45.实施方案43的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.17:1,优选0.02:1-0.15:1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04:1-0.11:1,更优选0.05:1-0.09:1。
46.一种制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,优选实施方案1-10中任一项的方法,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
(iv)冷却由(iii)得到的混合物,优选冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度;
(v)将沸石材料从由(iv)得到的混合物中分离,包括
(v.1)使由(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法;
(v.2)洗涤由(v.1)得到的沸石材料;
(v.3)在具有80-175℃的温度的气体气氛中干燥由(v.2)得到的沸石材料。
(vi)在具有400-600℃的温度的气体气氛中煅烧由(v)得到的沸石材料;
其中Y是Si且X是Al,并且其中以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20:1。
47.实施方案46的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物的来源,优选不含卤化物的来源。
48.实施方案46或47的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
49.实施方案46-48中任一项的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01∶1,优选至少0.02∶1,更优选至少0.03∶1,更优选至少0.04∶1,更优选至少0.05∶1。
50.实施方案49的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23:1,优选0.02:1-0.21:1,更优选0.03:1-0.19:1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05:1-0.15:1,更优选0.06:1-0.13:1,更优选0.07:1-0.11:1。
51.实施方案49的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01∶1-0.17∶1,优选0.02:1-0.15:1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04∶1-0.11:1,更优选0.05:1-0.09:1。
52.实施方案1-51中任一项的方法,进一步包括(vii)将金属M负载在沸石材料上,优选负载在由(vi)得到的沸石材料上。
53.实施方案52的方法,其中(vii)包括
(vii.1)制备包含沸石材料(优选由(vi)得到的沸石材料)、金属M的来源、用于金属M的来源的溶剂以及任选地酸(优选有机酸)的混合物,其中溶剂优选包括水,金属M的来源优选包括金属M的盐,且酸优选包括乙酸;
(vii.2)将(vii.1)中制备的混合物加热至30-90℃,优选40-80℃的温度;
(vii.3)优选冷却,更优选快速冷却由(vii.2)得到的混合物;
(vii.4)使包含金属M的沸石材料从由(vii.2)或(vii.3),优选由(vii.3)得到的混合物中分离,所述分离优选包括洗涤包含金属M的沸石材料;
(vii.5)优选将由(vii.4)得到的包含金属M的沸石材料在气体气氛中,优选在90-200℃,更优选100-150℃的气体气氛温度下干燥,其中气体气氛优选包含氧气;
(vii.6)优选在气体气氛中,优选在350-600℃,更优选400-550℃的气体气氛温度下煅烧由(vii.4)或(vii.5),优选(vii.5)得到的包含金属M的沸石材料,其中气体气氛优选包含氧气。
54.实施方案52或53的方法,其中金属M是元素周期表中第7-12族的过渡金属。
55.实施方案54的方法,其中金属M是Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种,优选Fe和Cu中的一种或多种。
56.实施方案55的方法,其中金属M包括,优选是Cu。
57.实施方案52-56中任一项的方法,其中根据(vii),金属M以元素M计并基于沸石材料的总重量以0.1-5重量%,优选0.2-4重量%,更优选0.5-3重量%的量负载在沸石材料上。
58.一种具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,其通过根据实施方案1-51中任一项的方法可得到或得到或可制备或制备。
59.一种包含金属M、具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,其通过根据实施方案52-57中的任一项的方法可得到或得到或可制备或制备。
60.实施方案58或59的沸石材料,其具有1.0-2.0mmol/g的酸位点总量,其中酸位点总量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)测定的每质量沸石材料解吸的氨的总摩尔量;其中该沸石材料具有0.1-0.8mmol/g的中间酸位点量,其中中间酸位点量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)在250-500℃的温度范围内测定的每质量沸石材料解吸的氨量。
61.根据实施方案58-60中任一项的沸石材料作为催化活性材料、催化剂或催化剂组分的用途。
62.实施方案61的用途,其用于选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物。
63.实施方案61的用途,其用于将C1化合物转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃。
64.一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括使所述废气料流与包含根据实施方案58-60中任一项的沸石材料的催化剂接触。
65.一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括通过以根据实施方案1-57中,优选52-57中任一项的方法制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,并使所述废气料流与包含所述沸石材料的催化剂接触。
66.一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括使所述C1化合物与包含根据实施方案58-60中任一项的沸石材料的催化剂接触。
67.一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括通过以根据实施方案1-57中,优选52-57中任一项的方法制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料,并使所述C1化合物与包含所述沸石材料的催化剂接触。
68.一种催化剂,优选用于选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物,或将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的催化剂,所述催化剂包含实施方案58-60中任一项的沸石材料。
本发明由下列组实施方案以及由所示从属和回引产生的实施方案组合进一步说明。尤其应注意在提及实施方案范围的情况下,例如在术语如“实施方案1-4中任一项的方法”的上下文中,意指对熟练技术人员明确公开该范围内的每一实施方案,即该术语的措辞应被熟练技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一项的方法”是同义的。
1.一种用于制备包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物的方法,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到包含具有AEI骨架类型的沸石材料的混合物;
其中Y是Si、Ge、Sn、Ti、Zr中的一种或多种;
其中X是Al、B、Ga、In中的一种或多种;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20:1。
2.实施方案1的方法,其中Y是Si。
3.实施方案1或2的方法,其中X是Al。
4.实施方案1-3中任一项的方法,其中Y是Si且X是Al。
5.实施方案1-4中任一项的方法,其中至少95重量%,优选至少98重量%,更优选至少99重量%,更优选至少99.5重量%的(i)中提供的沸石材料的骨架由Y、X、O和H组成。
6.实施方案1-5中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料不含Cu,优选不含Cu和Fe中的一种或多种,更优选不含Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种,更优选不含Y和X以外的金属M(如果Y或X是金属)。
7.实施方案1-5中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料就Cu的含量(以元素计)而言,优选就Cu和Fe中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选就Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的含量(各自以元素计)而言,更优选Y和X(如果Y或X是金属)以外的金属M的含量(以元素计)而言,基于沸石材料的总重量为至多500重量ppm,优选至多100重量ppm。
8.实施方案1-7中任一项的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为3:1-20:1,优选4:1-15:1。
9.实施方案8的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
10.实施方案1-9中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料是经煅烧的沸石材料,优选在气体气氛中在350-600℃,优选400-550℃的气体气氛温度下煅烧的沸石材料,其中该气体气氛优选包含氧气。
11.实施方案1-10中任一项的方法,其中(i)中提供的沸石材料呈其H形式。
12.实施方案1-11中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含具有AEI骨架类型的沸石材料。
13.实施方案1-12中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含具有AEI骨架类型的沸石种子材料。
14.实施方案1-13中任一项的方法,其中Y是Si,并且根据(ii)的四价元素Y的来源包括湿法二氧化硅、干法二氧化硅和胶态二氧化硅中的一种或多种。
15.实施方案1-14中任一项的方法,其中Y是Si,并且根据(ii)的四价元素Y的来源包括,优选是胶态二氧化硅。
16.实施方案1-15中任一项的方法,其中AEI骨架结构导向剂包括一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物;其中一种或多种含/>阳离子的化合物包括一种或多种含R1R2R3R4P+的化合物,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C1-C6)烷基,优选(C1-C5)烷基,更优选(C1-C4)烷基,更优选(C2-C3)烷基,甚至更优选任选取代的甲基或乙基,其中甚至更优选R1、R2、R3和R4表示任选取代的乙基,优选未取代的乙基;
其中一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-二烷基-二烷基哌啶阳离子的化合物,优选一种或多种含N,N-(C1-C3)二烷基-(C1-C3)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选一种或多种含N,N-(C1-C2)二烷基-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,其中更优选一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-(C1-C2)二烷基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-(C1-C2)二烷基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选含N,N-二甲基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物,更优选含N,N-二甲基-2,6-二甲基哌啶/>阳离子和N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶/>阳离子的化合物;
其中一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物为盐,优选选自卤化物,优选氯化物和/或溴化物,更优选氯化物;氢氧化物;硫酸盐;硝酸盐;磷酸盐;乙酸盐;及其两种或更多种的混合物,更优选选自氯化物、氢氧化物、硫酸盐及其两种或更多种的混合物,其中更优选一种或多种含季/>阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物是氢氧化物和/或氯化物,甚至更优选氢氧化物。
17.实施方案1-16中任一项的方法,其中AEI骨架结构导向剂包括,优选是N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶氢氧化物。
18.实施方案1-17中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为1.0:1-3.0:1,优选1.5:1-2.5,更优选2.0:1-2.2:1。
19.实施方案1-18中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于水的重量比为0.005:1-0.030:1,优选0.010:1-0.025:1,更优选0.015:1-0.020:1。
20.实施方案1-19中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.1:1-0.9:1,优选0.3:1-0.7:1,更优选0.4:1-0.5:1。
21.实施方案1-20中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱源,优选氢氧化物源。
22.实施方案1-21中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱金属和碱土金属中的一种或多种,优选碱金属,更优选钠的来源。
23.实施方案21或22的方法,其中碱源是碱金属和碱土金属中的一种或多种,优选碱金属碱,更优选碱金属氢氧化物,更优选氢氧化钠的来源。
24.实施方案21-23中任一项的方法,其中在使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.1:1-1.0:1,优选0.2:1-0.8:1,更优选0.3:1-0.6:1。
25.实施方案1-24中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含Cu源,优选Cu和Fe中的一种或多种的来源,更优选Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种的来源,更优选除Y和X以外的金属M的来源(如果Y或X是金属)。
26.实施方案1-25中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物的来源,优选不含卤化物的来源。
27.实施方案1-26中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料以外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
28.实施方案1-27中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物的至少95重量%,优选至少98重量%,更优选至少99重量%由(i)中提供的沸石材料、水、四价元素Y的来源、AEI骨架结构导向剂和优选碱源及碱金属和碱土金属中的一种或多种的来源组成。
29.实施方案1-28中任一项的方法,其中水热合成在自生压力下,优选在高压釜中进行。
30.实施方案1-29中任一项的方法,其中将(ii)中制备的合成混合物在高压釜中以0.5-4K/min,优选1-3K/min的加热速率加热至水热合成温度。
31.实施方案1-30中任一项的方法,其中水热合成温度为110-175℃,优选120-150℃。
32.实施方案1-31中任一项的方法,其中水热合成条件包括搅拌合成混合物。
33.实施方案1-32中任一项的方法,其中水热合成条件包括2-120小时,优选20-100小时,更优选40-80小时的水热合成时间。
34.实施方案1-33中任一项的方法,进一步包括
(iv)冷却由(iii)得到的混合物,优选冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度。
35.实施方案1-34中任一项的方法,进一步包括
(v)将包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物从由(iii)或(iv)得到的混合物中分离。
36.实施方案35的方法,其中(v)包括
(v.1)使由(iii)或(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法,得到具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物;
(v.2)优选洗涤由(v.1)得到的组合物;
(v.3)干燥由(v.1)或(v.2),优选(v.2)得到的组合物。
37.实施方案36的方法,其中根据(v.2),用水洗涤组合物,优选直到洗涤水具有至多500微西门子,优选至多200微西门子的电导率。
38.实施方案36或37的方法,其中根据(v.3),使组合物在具有80-175℃,优选100-150℃的温度的气体气氛中干燥。
39.实施方案38的方法,其中气体气氛包含氧气,优选是空气、稀薄空气或合成空气。
40.实施方案35-39中任一项的方法,进一步包括
(vi)煅烧由(v)得到的组合物。
41.实施方案40的方法,其中根据(vi),将组合物在具有400-600℃,优选450-550℃的温度的气体气氛中煅烧。
42.实施方案41的方法,其中气体气氛包含氧气,优选是空气、稀薄空气或合成空气。
43.实施方案1-42中任一项的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01:1,优选至少0.02:1,更优选至少0.03:1,更优选至少0.04:1,更优选至少0.05:1。
44.实施方案43的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23:1,优选0.02:1-0.21∶1,更优选0.03:1-0.19∶1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05∶1-0.15∶1,更优选0.06∶1-0.13∶1,更优选0.07∶1-0.11:1。
45.实施方案43的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.17:1,优选0.02:1-0.15:1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04:1-0.11∶1,更优选0.05:1-0.09:1。
46.一种制备包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物的方法,优选实施方案1-10中任一项的方法,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到包含具有AEI骨架类型的沸石材料的混合物;
(iv)冷却由(iii)得到的混合物,优选冷却至10-50℃,更优选20-35℃的温度;
(v)将包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物从由(iv)得到的混合物中分离,包括
(v.1)使由(iv)得到的混合物经受固液分离方法,优选包括过滤方法或喷雾方法;
(v.2)洗涤由(v.1)得到的组合物;
(v.3)在具有80-175℃的温度的气体气氛中干燥由(v.2)得到的组合物。
(vi)在具有400-600℃的温度的气体气氛中煅烧由(v)得到的组合物;
其中Y是Si且X是Al,并且其中以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为至多20∶1。
47.实施方案46的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含氟化物的来源,优选不含卤化物的来源。
48.实施方案46或47的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物不含除(i)中提供的沸石材料以外的Al源,优选不含除(i)中提供的沸石材料外的X源,更优选不含Al、B、Ga、In或其组合的来源。
49.实施方案46-48中任一项的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为至少0.01∶1,优选至少0.02∶1,更优选至少0.03∶1,更优选至少0.04:1,更优选至少0.05:1。
50.实施方案49的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.23:1,优选0.02:1-0.21:1,更优选0.03:1-0.19∶1,更优选0.04:1-0.17:1,更优选0.05:1-0.15:1,更优选0.06:1-0.13:1,更优选0.07:1-0.11:1。
51.实施方案49的方法,其中在(iii)中得到的沸石材料的骨架结构中,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.01:1-0.17:1,优选0.02∶1-0.15∶1,更优选0.03:1-0.13:1,更优选0.04:1-0.11:1,更优选0.05:1-0.09:1。
52.实施方案1-51中任一项的方法,其中包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物的大于50重量%,优选至少60重量%,更优选至少70重量%由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料组成。
53.实施方案52的方法,其中包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物的至少75重量%,优选至少85重量%,更优选至少90重量%由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料组成。
54.实施方案52或53的方法,其中所述组合物的至少90重量%,优选至少95重量%,更优选至少99重量%由具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料以及具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料组成。
55.实施方案1-54中任一项的方法,进一步包括
(vii)在包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物上,优选在由(vi)得到的包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物上负载金属M。
56.实施方案55的方法,其中(vii)包括
(vii.1)制备混合物,所述混合物包含含有具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物,优选包含由
(vi)得到的含有具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物,金属M的来源,用于金属M的来源的溶剂以及任选地酸,优选有机酸,其中溶剂优选包括水,金属M的来源优选包括金属M的盐,且酸优选包括乙酸;
(vii.2)将(vii.1)中制备的混合物加热至30-90℃,优选40-80℃的温度;
(vii.3)优选冷却,更优选快速冷却由(vii.2)得到的混合物;
(vii.4)使包含金属M的组合物从由(vii.2)或(vii.3),优选由(vii.3)得到的混合物中分离,所述分离优选包括洗涤包含金属M的组合物;
(vii.5)优选将由(vii.4)得到的包含金属M的组合物在气体气氛中,优选在90-200℃,更优选100-150℃的气体气氛温度下干燥,其中气体气氛优选包含氧气;
(vii.6)优选在气体气氛中,优选在350-600℃,更优选400-550℃的气体气氛温度下煅烧由(vii.4)或(vii.5),优选(vii.5)得到的包含金属M的组合物,其中气体气氛优选包含氧气。
57.实施方案55或56的方法,其中金属M是元素周期表中第7-12族的过渡金属。
58.实施方案57的方法,其中金属M是Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种,优选Fe和Cu中的一种或多种。
59.实施方案58的方法,其中金属M包括,优选是Cu。
60.实施方案55-59中任一项的方法,其中根据(vii),金属M以元素M计并基于组合物的总重量以0.1-5重量%,优选0.2-4重量%,更优选0.5-3重量%的量负载在组合物上。
61.一种包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物,其通过根据实施方案1-54中任一项的方法可得到或得到或可制备或制备。
62.一种组合物,包含沸石材料,具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构,其通过根据实施方案55-60中的任一项的方法可得到或得到或可制备或制备。
63.实施方案61或62的组合物,其具有1.0-2.0mmol/g的酸位点总量,其中酸位点总量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)测定的每质量组合物解吸的氨的总摩尔量;其中该组合物具有0.1-0.8mmol/g的中间酸位点量,其中中间酸位点量定义为根据如本文的参考实施例1.6所述的氨的温度程序解吸(NH3-TPD)在250-500℃的温度范围内测定的每质量组合物解吸的氨量。
64.根据实施方案61-63中任一项的组合物作为催化活性材料、催化剂或催化剂组分的用途。
65.实施方案64的用途,其用于选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物。
66.实施方案64的用途,其用于将C1化合物转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃。
67.一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括使所述废气料流与包含根据实施方案61-63中任一项的组合物的催化剂接触。
68.一种选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物的方法,所述方法包括通过以根据实施方案1-60中,优选55-60中任一项的方法制备包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物,并使所述废气料流与包含所述组合物的催化剂接触。
69.一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括使所述C1化合物与包含根据实施方案61-63中任一项的组合物的催化剂接触。
70.一种将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的方法,所述方法包括通过以根据实施方案1-60中,优选55-60中任一项的方法制备包含具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的组合物,并使所述废气料流与包含所述组合物的催化剂接触。
71.一种催化剂,优选用于选择性催化还原废气料流,优选来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物,或将C1化合物催化转化为一种或多种烯烃,优选将甲醇转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃的催化剂,所述催化剂包含根据实施方案61-63中任一项的组合物。
通过以下实施例、对比例和参考实施例进一步说明本发明。
实施例
参考实施例1.1:结晶度的测定
通过XRD分析测定本发明沸石材料的结晶度。使用具有Cu-X射线源的标准Bragg-Brentano衍射仪和能量色散点检测器收集数据。以0.02°的步长扫描2-70°(2θ)的角度范围,同时将可变发散狭缝设置为0.3°的恒定开度角。然后使用TOPAS V5软件分析数据,其中使用PONKCS相(对于AEI和FAU)以及晶体结构(对于CHA)对尖衍射峰建模。如Madsen,I.C.等所述制备模型。对其进行精修以拟合数据。在28°的角位置处插入一个独立的峰。这用于描述无定形含量。晶体含量描述了相对于总散射强度的晶体信号强度。在该模型中还包括线性背景、洛仑兹和极化校正、晶格参数、空间群和微晶尺寸。
参考实施例1.2:BET比表面积的测定
BET比表面积根据ISO 9277(第二版2010)通过在77K下氮气物理吸附测定。
参考实施例1.3:C值的测定
如ISO 9277(第二版2010)第7.2节中所述测定C值(BET参数)。
参考实施例1.4:XRD图的测定
如参考实施例1.1中所述测定XRD衍射图。
参考实施例1.5:扫描电子显微镜
使用Hitachi TM3000制备SEM(扫描电子显微镜)图片(在15kV(千伏)下的二次电子(SE)图片)。
参考实施例1.6:氨的温度程序解吸(NH3-TPD)
氨的温度程序解吸(NH3-TPD)在具有热导检测器的自动化学吸附分析单元(Micromeritics AutoChem II 2920)中进行。解吸物质的连续分析使用在线质谱仪(来自Pfeiffer Vacuum的OmniStar QMG200)完成。将样品(0.1g)引入石英管中并使用下述程序分析。温度借助紧临石英管中样品上方的Ni/Cr/Ni热电偶测量。对于分析,使用纯度5.0的He。在任何测量之前,分析空白样品用于校准。
1.准备:开始记录;每秒测量一次。在25℃和30cm3/min的He流速下等待10分钟(室温(约25℃)和1atm);以20K/min的加热速率加热至600℃;保持10分钟。以20K/min的冷却速率在He气流(30cm3/min)下冷却至100℃(熔炉沿斜线降温);以3K/min的冷却速率在He气流(30cm3/min)下冷却至100℃(样品沿斜线降温)。
2.用NH3饱和:开始记录;每秒测量一次。在100℃下将气流改变为10%NH3在He中的混合物(75cm3/min;100℃和1atm);保持30分钟。
3.除去过量物质:开始记录;每秒测量一次。在100℃下将气流改变为75cm3/min的He流速(100℃和1atm);保持60分钟。
4.NH3-TPD:开始记录;每秒测量一次。以10K/min的加热速率在He气流(流速:30cm3/min)下加热至600℃;保持30分钟。
5.测量结束。
解吸的氨借助在线质谱仪测量,其表明来自热导检测器的信号由解吸的氨引起。这涉及利用来自氨的m/z=16信号以监测氨的解吸。借助Micromeritics软件通过将TPD信号积分到水平基线中确定吸附的氨量(mmol/g样品)。
参考实施例1.7:吸水率的测定
按照阶梯等温程序(step-isotherm program),在TA Instruments的VTI SA仪器上进行水吸附/解吸等温线测量。实验由对已置于仪器内部的微量天平盘上的样品材料进行的一次运行或一系列运行组成。在开始测量之前,通过将样品加热至100℃(加热斜率为5℃/min)并在N2气流下保持6h以移除样品的残留水分。在干燥程序后,使池中温度降至25℃,并在测量过程中保持等温。校准微量天平,并均衡干燥样品的重量(最大质量偏差为0.01重量%)。以相对于干燥样品的重量增加而测量样品的吸水率。首先,通过提高样品所暴露的相对湿度(RH)(以池内部气氛中的水的重量%表示)并在平衡时测量样品的吸水率来测量吸附曲线。RH以10%的步长由5%提高至85%,在各步下控制体系RH并监测样品重量,直到达到平衡条件并记录重量吸收。在样品暴露于85%RH后,获取样品的总吸附水量。在解吸测量期间,RH以10%的步长由85%降低至5%,并且监测和记录样品重量的变化(吸水率)。
实施例1:具有AEI骨架类型的沸石材料的制备
a)提供CHA沸石材料
根据如WO2013/068976A,实施例2,第43页第29行至第44页第8行中所述的无模板合成方法制备CHA沸石材料(钠形式)。
沸石材料具有9:1的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)。
b)制备AEI沸石材料
所用材料:
NaOH(水溶液;50重量%):70.73g
去离子水:770.71g
1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物(Sachem;含水混合物,19.77重量%):196.18g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):219.80g
根据上述a)的CHA沸石材料:16.40g
向烧杯中填充670.71g去离子水,并在搅拌下加入NaOH溶液。然后,在搅拌下加入模板化合物(1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物),随后在搅拌下加入CHA沸石材料。将该混合物再搅拌1h。然后,在搅拌下加入胶态二氧化硅溶液,并将所得混合物再搅拌0.5h。将所得悬浮液转移至2.5L高压釜中,并用剩余的100g去离子水冲洗所涉及的管线。然后,将高压釜密封。
在1h内,将高压釜中的混合物加热至140℃的温度,并在250rpm的搅拌下在该结晶温度下保持72h。在泄压并冷却至室温后,将所得悬浮液经受用真空吸滤型过滤器的过滤,并将滤饼用去离子水洗涤,直到洗涤水的电导率小于200微西门子。将由此洗涤的沸石材料在空气中在对流烘箱中在120℃下干燥过夜,随后以2K/min的加热速率加热至500℃的温度,并在该温度下煅烧5h。得到15.4g沸石材料,时空产率为73.95kg/m3/d。
沸石材料的元素分析(以重量%计):Si=35;Al=5.8;Na=3.5。
因此,在所得AEI沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为11.59:1,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.086:1。
如参考实施例1.1中所述测得结晶度为77%。如参考实施例1.2所述测得BET比表面积为569m2/g。如参考实施例1.3所述测得C值为-66。如参考实施例1.4中所述测得的XRD图显示在图1中。如参考实施例1.5中所述测得的SEM图片显示在图2中。
78%的结晶材料是具有AEI骨架类型的沸石材料,22%的材料是具有CHA骨架类型的沸石材料。
实施例2:具有AEI骨架类型的沸石材料的制备
a)提供CHA沸石材料
提供了由ZMM-Zeofume得到的天然存在的CHA沸石材料,批号311855,包含(以重量%计):Si=26.1;Al=7.1;Na=3.5;Ca=1.3;K=0.8;Mg=0.9。
沸石材料具有7.4:1的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)。
如参考实施例1.2所述测得BET比表面积为402m2/g。Langmuir表面积为525m2/g。如参考实施例1.1中所述测得材料的结晶度为65%。平均粒度为42nm。
图5显示了如参考实施例1.5中所述测得的沸石材料的SEM图片。图6显示了如参考实施例1.4中所述测得的沸石材料的XRD图。图7显示了如参考实施例1.7所述测得的沸石材料的吸水等温线。
b)制备AEI沸石材料
所用材料:
NaOH(水溶液;50重量%):70.73g
去离子水:770.71g
1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物(Sachem;含水混合物,19.77重量%):196.18g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):219.80g
根据上述a)的CHA沸石材料:16.40g
向烧杯中填充670.71g去离子水,并在搅拌下加入NaOH溶液。然后,在搅拌下加入模板化合物(1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物),随后在搅拌下加入CHA沸石材料。将该混合物再搅拌1h。然后,在搅拌下加入胶态二氧化硅溶液,并将所得混合物再搅拌0.5h。将所得悬浮液转移至2.5L高压釜中,并用剩余的100g去离子水冲洗所涉及的管线。然后,将高压釜密封。
在1h内,将高压釜中的混合物加热至140℃的温度,并在250rpm的搅拌下在该结晶温度下保持72h。在泄压并冷却至室温后,将所得悬浮液经受用真空吸滤型过滤器的过滤,并将滤饼用去离子水洗涤,直到洗涤水的电导率小于200微西门子。将由此洗涤的沸石材料在空气中在对流烘箱中在120℃下干燥过夜,然后以2K/min的加热速率加热至500℃的温度,并在该温度下煅烧5h。得到22.0g沸石材料,时空产率为5.64kg/m3/d。
沸石材料的元素分析(以重量%计):Si=34;Al=4.3;Na=2.3。
因此,在所得AEI沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为15.2:1,以X2O3:YO2计的摩尔比X:Y为0.066:1。
如参考实施例1.1中所述测得结晶度为72%。如参考实施例1.2所述测得BET比表面积为494m3/g。如参考实施例1.3所述测得C值为-69。如参考实施例1.4中所述测得的XRD图显示在图3中。如参考实施例1.5中所述测得的SEM图片显示在图4中。
94%的结晶材料是具有AEI骨架类型的沸石材料,6%的材料是具有CHA骨架类型的沸石材料。
对比例1:尝试制备具有AEI骨架类型的沸石材料
a)提供CHA沸石材料
根据WO 2013/182974A1的实施例1(在第47页第1-18行中)制备CHA沸石材料。
沸石材料具有22.4:1的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)。
b)尝试制备AEI材料
所用材料:
NaOH(水溶液;50重量%):70.27g
去离子水:769.56g
1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物(Sachem;含水混合物,19.77重量%):197.96g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):219.60g
根据上述a)的CHA沸石材料:16.40g
向烧杯中填充670.7g去离子水,并在搅拌下加入NaOH溶液。然后,在搅拌下加入模板化合物(1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物),随后在搅拌下加入CHA沸石材料。将该混合物再搅拌1h。然后,在搅拌下加入胶态二氧化硅溶液,并将所得混合物再搅拌0.5h。将所得悬浮液转移至2.5L高压釜中,并用剩余的去离子水冲洗所涉及的管线。然后,将高压釜密封。
在1h内,将高压釜中的混合物加热至140℃的温度,并在250rpm的搅拌下在该结晶温度下保持72h。在泄压并冷却至室温后,将所得悬浮液经受用真空吸滤型过滤器的过滤,并将滤饼用去离子水洗涤,直到洗涤水的电导率小于200微西门子。将由此洗涤的沸石材料在空气中在对流烘箱中在120℃下干燥过夜。
经干燥的样品的元素分析(以重量%计):Si=1.1;Al=<0.03;Na=0.5。
经干燥的材料的XRD分析表明样品是无定形的,即上述水热处理不会导致结晶。
对比例2:尝试制备具有AEI骨架类型的沸石材料
a)提供CHA沸石材料
将2040kg水置于搅拌容器中,并在搅拌下向其中加入3924kg的1-金刚烷基三甲基氢氧化铵溶液(20%水溶液)。然后加入415.6kg氢氧化钠溶液(20重量%水溶液),随后加入679kg的三异丙醇铝(D10,Ineos),然后将所得混合物搅拌5min。然后加入7800.5kg的胶态二氧化硅溶液(40重量%水溶液;/>AS40,Sigma Aldrich),并将所得混合物搅拌15min,然后转移至高压釜中。将用于洗涤搅拌容器的1,000kg蒸馏水加入高压釜中的混合物,然后将最终混合物在170℃下在搅拌下加热16h。然后滤出固体产物,并将滤饼用蒸馏水洗涤。然后将所得滤饼分散于喷雾干燥器混合罐中的蒸馏水,以得到固体浓度约为24%的浆料并喷雾干燥,其中入口温度设定为477-482℃且测得出口温度为127-129℃,由此得到具有CHA骨架结构的沸石的喷雾干燥粉末。
所得材料具有558m2/g的BET比表面积,通过粉末X射线衍射测定的结晶度为105%。测定产物的钠含量以Na2O计为0.75重量%。
沸石材料具有34:1的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)。
图10显示了如参考实施例1.5中所述测定的沸石材料的SEM图片。
b)尝试制备AEI材料
所用材料:
NaOH(水溶液;50重量%):70.73g
去离子水:770.71g
1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物(Sachem;含水混合物,19.77重量%):196.18g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):219.80g
根据上述a)的CHA沸石材料:16.40g
向烧杯中填充670.7g去离子水,并在搅拌下加入NaOH溶液。然后,在搅拌下加入模板化合物(1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物),随后在搅拌下加入CHA沸石材料。将该混合物再搅拌1h。然后,在搅拌下加入胶态二氧化硅溶液,并将所得混合物再搅拌0.5h。将所得悬浮液转移至2.5L高压釜中,并用剩余的去离子水冲洗所涉及的管线。然后,将高压釜密封。
在1h内,将高压釜中的混合物加热至140℃的温度,并在250rpm的搅拌下在该结晶温度下保持72h。在泄压并冷却至室温后,测得高压釜的内容物完全为液体。
因此,上述水热处理不会导致结晶。
对比例3:尝试制备具有AEI骨架类型的沸石材料
a)提供具有CHA骨架类型的沸石材料
提供来自Zeolyst的具有CHA骨架类型的商业沸石材料,其具有38.0的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)。
b)由a)中提供的沸石材料开始制备具有BEA骨架类型的沸石材料
所用材料:
铝酸钠,Aldrich,CAS号1302-42-7:24.75g
硅酸钠,Woellner,CAS号1344-09-8:555.27g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):96.21g
去离子水:534.63g
根据上述a)的CHA沸石材料:18.28g
在第一容器中,将CHA沸石材料在30min内在100rpm搅拌下悬浮于水中。在第二容器中,将铝酸钠与水混合并在30min内在50rpm搅拌下溶解。在50rpm搅拌下将两个容器的内容物合并。用去离子水冲洗管线。随后,在25rpm搅拌下加入硅酸钠,并用去离子水检测管线。随后,在25rpm搅拌下加入AS40,并用去离子水检测管线。将混合物在自生压力下在3h内加热至120℃的温度,并在该温度下在25rpm的搅拌下保持84h。在冷却至室温后,通过再以60rpm搅拌30min使所得混合物均化。将所得悬浮液经受用真空吸滤型过滤器的过滤,并用去离子水洗涤,直到洗涤水的电导率小于20微西门子。将所得滤饼在空气下在对流烘箱中在120℃干燥过夜。
如参考实施例1.2所述测得BET比表面积为471m2/g。如参考实施例1.3所述测得C值为-53。经干燥的沸石材料的元素分析(以重量%计):Si=31.0;Al=5.6;Na=4.6。
c)制备b)中制备的具有BEA骨架类型的沸石材料的铵形式
将100g在b)中制备的沸石材料与100g 10重量%的硝酸铵水溶液混合,并在80℃下搅拌2h。使用真空吸滤型过滤器,用去离子水洗涤滤饼,使其不含硝酸盐。硝酸铵处理和洗涤重复一次。将所得滤饼在120℃下在空气中干燥过夜。得到90g经干燥的材料。
经干燥的沸石材料的元素分析(以重量%计):Si=33.0;Al=6.0;Na=0.05。
d)制备在c)中制备的具有BEA骨架类型的沸石材料的H形式。
将c)中制备的沸石材料在空气中在500℃下煅烧5小时。
沸石材料的二氧化硅:氧化铝之比(SiO2:Al2O3)为10.6:1。
e)准备AEI材料
所用材料:
NaOH(水溶液;50重量%):70.73g
去离子水:770.71g
1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物(Sachem;含水混合物,19.77重量%):196.18g
AS40(Grace;胶态二氧化硅;水溶液,40重量%):219.80g
根据上述d)的BEA沸石材料:16.40g
向烧杯中填充670.71g去离子水,并在搅拌下加入NaOH溶液。然后,在搅拌下加入模板化合物(1,1,3,5-四甲基哌啶氢氧化物),随后在搅拌下加入CHA沸石材料。将该混合物再搅拌1h。然后,在搅拌下加入胶态二氧化硅溶液,并将所得混合物再搅拌0.5h。将所得悬浮液转移至2.5L高压釜中,并用剩余的100g去离子水冲洗所涉及的管线。然后,将高压釜密封。
在1h内,将高压釜中的混合物加热至140℃的温度,并在250rpm的搅拌下在该结晶温度下保持72h。在泄压并冷却至室温后,将所得悬浮液经受用真空吸滤型过滤器的过滤,并将滤饼用去离子水洗涤,直到洗涤水的电导率小于200微西门子。将由此洗涤的沸石材料在空气中在对流烘箱中在120℃下干燥过夜,随后以2K/min的加热速率加热至500℃的温度,并在该温度下煅烧5h。得到19.8g沸石材料。
沸石材料的元素分析(以重量%计):Si=36;Al=4.5;Na=2.1。
如参考实施例1.1中所述测得结晶度为45%。如参考实施例1.2所述测得BET比表面积为494m3/g。如参考实施例1.3中所述测得C值为-76。如参考实施例1.4中所述测得的XRD图显示在图8中。如参考实施例1.5中所述确定的SEM图片显示在图9中。
仅36%的结晶材料是具有AEI骨架类型的沸石材料,61%的材料是具有MOR骨架类型的沸石材料,4%是钠菱沸石。
实施例3:具有AEI骨架类型并包含金属M(Cu)的沸石材料的制备
将由实施例1得到的沸石材料(粉末)通过初湿含浸(incipient wetness)用硝酸铜水溶液浸渍,其中选择硝酸铜的量,使得最终得到的负载在沸石材料上的含Cu材料,以CuO计并基于最终得到的具有负载在其上的Cu的经煅烧的沸石材料的总重量为4重量%、5重量%和6重量%。在浸渍后,将材料干燥,然后在450℃下煅烧5h。基于该粉末材料,通过将相应粉末材料与经研磨的氧化铝浆料(TM100/150)混合(沸石材料:氧化铝的重量比=70:30)来制备模制品。在搅拌下,将模制品干燥并在550℃下煅烧1h。然后将模制品压碎并筛分至250-500微米的粒度。
对于随后的测试,分别使用新鲜和老化的含Cu材料。对于老化,使经压碎和筛分的颗粒在650℃下经受包含10重量%水的空气50h,任选随后在800℃下经受包含10重量%水的空气16h。
实施例4:具有AEI骨架类型并包含金属M(Cu)的沸石材料的制备
根据实施例3中所述的方法,基于由实施例2得到的沸石材料(粉末)制备新鲜和老化的含Cu材料。
实施例5:具有AEI骨架类型的沸石材料在选择性催化还原氮氧化物中的用途
使由实施例3和4得到的沸石材料经受选择性催化还原测试。为此,将相应得到的新鲜和老化样品(各自170mg)用1mL具有与样品相同粒度的刚玉稀释。将给定的样品在80,000h-1的气时空速下在200℃和575℃进料料流温度下暴露于进料料流(500ppm NO,500ppmNH3,5%H2O,10%O2,余量为N2)中。得到以下结果(见下表1):
表1
由实施例5得到的结果
附图简述
图1:显示根据实施例1的沸石材料的XRD图。
图2:显示根据实施例1的沸石材料的SEM图片。
图3:显示根据实施例2的沸石材料的XRD图。
图4:显示根据实施例2的沸石材料的SEM图片。
图5:显示实施例2中提供的天然CHA材料的SEM图片。
图6:显示实施例2中提供的天然CHA材料的XRD图。
图7:显示实施例2中提供的天然CHA材料的吸水等温线。
图8:显示根据对比例3得到的组合物的XRD图。
图9:显示根据对比例3得到的组合物的SEM图片。
图10:显示对比例2中根据a)提供的沸石材料的SEM图片。
图11:显示天然存在的沸石材料的化学组成(R2+-R+-Si组成图),如http://www.iza-online.org/natural/Datasheets/Chabazite/chabazite.htm在“Chemicalcomposition”部分中(状态为2017年5月12日)所示。
图12:显示天然存在的沸石材料的化学组成(Na-Cas-K图),如http://www.iza-online.org/natural/Datasheets/Chabazite/chabazite.htm在“Chemical composition”部分中(状态为2017年5月12日)所示。
引用文献
-WO 2013/068976 A
-Madsen,I.C.,Scarlett,N.V.Y.(2008)“Quantitative phase analysis”,在Dinnebier,R.E.,Billinge S.J.L.(编辑)“Powder diffraction:theory and practice”,The Royal Society of Chemistry,Cambridge,第298-331页中。
-WO 2013/182974 A
Claims (88)
1.一种制备具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料的方法,所述方法包括
(i)提供具有CHA骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧的骨架结构的沸石材料;
(ii)制备包含(i)中提供的沸石材料、水、除(i)中提供的沸石材料以外的四价元素Y的来源和AEI骨架结构导向剂的合成混合物;
其中AEI骨架结构导向剂包括一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物;
(iii)使(ii)中制备的合成混合物经受水热合成条件,包括将合成混合物加热至100-200℃的温度,并将合成混合物在自生压力下保持在该范围内的温度下,得到具有AEI骨架类型的沸石材料;
其中Y是Si;
其中X是Al;
其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为3:1-15:1。
2.权利要求1的方法,其中至少98重量%的(i)中提供的沸石材料的骨架由Y、X、O和H组成。
3.权利要求1的方法,其中至少99重量%的(i)中提供的沸石材料的骨架由Y、X、O和H组成。
4.权利要求1的方法,其中至少99.5重量%的(i)中提供的沸石材料的骨架由Y、X、O和H组成。
5.权利要求1的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
6.权利要求2的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
7.权利要求3的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
8.权利要求4的方法,其中在(i)中提供的沸石材料的骨架结构中,以YO2:X2O3计的摩尔比Y:X为5:1-10:1。
9.权利要求1-8中任一项的方法,其中根据(ii)的四价元素Y的来源包括湿法二氧化硅、干法二氧化硅和胶态二氧化硅中的一种或多种;
其中一种或多种含阳离子的化合物包括一种或多种含R1R2R3R4P+的化合物,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C1-C6)烷基;
其中一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-二烷基-二烷基哌啶阳离子的化合物;
其中一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物选自氯化物、氢氧化物、硫酸盐及其两种或更多种的混合物。
10.权利要求9的方法,其中根据(ii)的四价元素Y的来源包括胶态二氧化硅。
11.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C1-C5)烷基。
12.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C1-C4)烷基。
13.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代和/或任选支化的(C2-C3)烷基。
14.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代的甲基或乙基。
15.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示任选取代的乙基。
16.权利要求9的方法,其中R1、R2、R3和R4彼此独立地表示未取代的乙基。
17.权利要求9的方法,其中一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-(C1-C3)二烷基-(C1-C3)二烷基哌啶阳离子的化合物。
18.权利要求9的方法,其中一种或多种含季铵阳离子的化合物包括一种或多种含N,N-(C1-C2)二烷基-(C1-C2)二烷基哌啶阳离子的化合物。
19.权利要求9的方法,其中一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-(C1-C2)二烷基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶阳离子和N,N-(C1-C2)二烷基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物。
20.权利要求9的方法,其中一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-二甲基-2,6-(C1-C2)二烷基哌啶阳离子和N,N-二甲基-3,5-(C1-C2)二烷基哌啶/>阳离子的化合物。
21.权利要求9的方法,其中一种或多种含季铵阳离子的化合物选自含N,N-二甲基-2,6-二甲基哌啶阳离子和N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶/>阳离子的化合物。
22.权利要求9的方法,其中一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物是氢氧化物和/或氯化物。
23.权利要求9的方法,其中一种或多种含季阳离子的化合物和/或一种或多种含季铵阳离子的化合物是氢氧化物。
24.权利要求9的方法,其中AEI骨架结构导向剂包括N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶氢氧化物。
25.权利要求9的方法,其中AEI骨架结构导向剂是N,N-二甲基-3,5-二甲基哌啶氢氧化物。
26.权利要求1-8中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为1.0:1-3.0:1;其中沸石材料相对于水的重量比为0.005:1-0.030:1;其中沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.1:1-0.9:1。
27.权利要求10-25中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为1.0:1-3.0:1;其中沸石材料相对于水的重量比为0.005:1-0.030:1;其中沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.1:1-0.9:1。
28.权利要求27的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为1.5:1-2.5。
29.权利要求27的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于以YO2计的四价元素Y的来源的重量比为2.0:1-2.2:1。
30.权利要求27的方法,其中沸石材料相对于水的重量比为0.010:1-0.025:1。
31.权利要求27的方法,其中沸石材料相对于水的重量比为0.015:1-0.020:1。
32.权利要求27的方法,其中沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.3:1-0.7:1。
33.权利要求27的方法,其中沸石材料相对于AEI骨架结构导向剂的重量比为0.4:1-0.5:1。
34.权利要求1-8中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱源。
35.权利要求28-33中任一项的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物额外包括碱源。
36.权利要求35的方法,其中所述碱源为氢氧化物源。
37.权利要求35的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.1:1-1.0:1。
38.权利要求35的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.2:1-0.8:1。
39.权利要求35的方法,其中使其经受(iii)的(ii)中制备的合成混合物中,沸石材料相对于碱源的重量比为0.3:1-0.6:1。
40.权利要求1-8中任一项的方法,其中水热合成温度为110-175℃,其中水热合成条件包括:2-120小时的水热合成时间。
41.权利要求36-39中任一项的方法,其中水热合成温度为110-175℃,其中水热合成条件包括:2-120小时的水热合成时间。
42.权利要求41的方法,其中水热合成温度为120-150℃。
43.权利要求41的方法,其中水热合成条件包括:20-100小时的水热合成时间。
44.权利要求41的方法,其中水热合成条件包括:40-80小时的水热合成时间。
45.权利要求1-8中任一项的方法,进一步包括
(iv)冷却由(iii)得到的混合物;
(v)将沸石材料从由(iv)得到的混合物中分离;
(vi)煅烧由(v)得到的沸石材料。
46.权利要求42-44中任一项的方法,进一步包括
(iv)冷却由(iii)得到的混合物;
(v)将沸石材料从由(iv)得到的混合物中分离;
(vi)煅烧由(v)得到的沸石材料。
47.权利要求46的方法,其中在(iv)中,将由(iii)得到的混合物冷却至10-50℃的温度。
48.权利要求46的方法,其中在(iv)中,将由(iii)得到的混合物冷却至20-35℃的温度。
49.权利要求46的方法,其中在(vi)中,将由(v)得到的沸石材料在具有400-600℃的温度的气体气氛中煅烧。
50.权利要求46的方法,其中在(vi)中,将由(v)得到的沸石材料在具有450-550℃的温度的气体气氛中煅烧。
51.权利要求46的方法,其中(v)包括
(v.1)使由(iv)得到的混合物经受固液分离方法;
(v.3)干燥由(v.1)得到的沸石材料。
52.权利要求46的方法,其中(v)包括
(v.1)使由(iv)得到的混合物经受固液分离方法;
(v.2)洗涤由(v.1)得到的沸石材料;
(v.3)干燥由(v.2)得到的沸石材料。
53.权利要求52的方法,其中在(v.1)中,使由(iv)得到的混合物经受包括过滤方法或喷雾方法的固液分离方法。
54.权利要求52的方法,其中在(v.3)中,将由(v.2)得到的沸石材料在具有80-175℃的温度的气体气氛中干燥。
55.权利要求52的方法,其中在(v.3)中,将由(v.2)得到的沸石材料在具有100-150℃的温度的气体气氛中干燥。
56.权利要求1-8中任一项的方法,进一步包括
(vii)将金属M负载在沸石材料上;
其中金属M是元素周期表中第7-12族的过渡金属。
57.权利要求47-55中任一项的方法,进一步包括
(vii)将金属M负载在沸石材料上;
其中金属M是元素周期表中第7-12族的过渡金属。
58.权利要求57的方法,其中在(vii)中,将金属M负载在由(vi)得到的沸石材料上。
59.权利要求57的方法,其中金属M是Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种。
60.权利要求57的方法,其中金属M是Fe和Cu中的一种或多种。
61.权利要求57的方法,其中金属M是Cu。
62.权利要求58-61中任一项的方法,其中(vii)包括
(vii.1)制备包含沸石材料,金属M的来源,用于金属M的来源的溶剂以及任选地酸的混合物;
(vii.2)将(vii.1)中制备的混合物加热至30-90℃的温度;
(vii.4)使包含金属M的沸石材料与由(vii.2)得到的混合物分离。
63.权利要求62的方法,其中在(vii.1)中,所述酸为有机酸。
64.权利要求62的方法,其中在(vii.1)中,溶剂包括水。
65.权利要求62的方法,其中在(vii.1)中,金属M的来源包括金属M的盐。
66.权利要求62的方法,其中在(vii.1)中,所述酸包括乙酸。
67.权利要求62的方法,其中在(vii.2)中,将(vii.1)中制备的混合物加热至40-80℃的温度。
68.权利要求62的方法,其中(vii)包括:(vii.3)冷却由(vii.2)得到的混合物。
69.权利要求62的方法,其中(vii)包括:(vii.3)快速冷却由(vii.2)得到的混合物。
70.权利要求69的方法,其中在(vii.4)中,使包含金属M的沸石材料与由(vii.3)得到的混合物分离。
71.权利要求70的方法,其中所述分离包括洗涤包含金属M的沸石材料。
72.权利要求71的方法,其中(vii)包括:(vii.5)将由(vii.4)得到的包含金属M的沸石材料在气体气氛中干燥。
73.权利要求72的方法,其中在(vii.5)中,将由(vii.4)得到的包含金属M的沸石材料在90-200℃的气体气氛温度下干燥。
74.权利要求72的方法,其中在(vii.5)中,将由(vii.4)得到的包含金属M的沸石材料在100-150℃的气体气氛温度下干燥。
75.权利要求72的方法,其中气体气氛包含氧气。
76.权利要求72的方法,其中(vii)包括:(vii.6)在气体气氛中煅烧由(vii.5)得到的包含金属M的沸石材料。
77.权利要求76的方法,其中在(vii.6)中,在气体气氛温度为350-600℃的气体气氛中煅烧由(vii.5)得到的包含金属M的沸石材料。
78.权利要求76的方法,其中在(vii.6)中,在气体气氛温度为400-550℃的气体气氛中煅烧由(vii.5)得到的包含金属M的沸石材料。
79.权利要求76的方法,其中气体气氛包含氧气。
80.权利要求63-79中任一项的方法,其中根据(vii),金属M以元素M计并基于沸石材料的总重量以0.1-5重量%的量负载在沸石材料上。
81.权利要求80的方法,其中根据(vii),金属M以元素M计并基于沸石材料的总重量以0.2-4重量%的量负载在沸石材料上。
82.权利要求80的方法,其中根据(vii),金属M以元素M计并基于沸石材料的总重量以0.5-3重量%的量负载在沸石材料上。
83.一种具有AEI骨架类型并具有包含四价元素Y、三价元素X和氧以及任选金属M的骨架结构的沸石材料,其通过根据权利要求1-82中任一项的方法得到或制备,所述沸石材料具有1.0-2.0mmol/g的酸位点总量,其中酸位点总量定义为根据氨的温度程序解吸测定的每质量沸石材料解吸的氨的总摩尔量;其中该沸石材料具有0.1-0.8mmol/g的中间酸位点量,其中中间酸位点量定义为根据氨的温度程序解吸在250-500℃的温度范围内测定的每质量沸石材料解吸的氨量。
84.根据权利要求83的沸石材料作为催化活性材料、催化剂或催化剂组分的用途。
85.权利要求84的用途,其用于选择性催化还原废气料流中的氮氧化物。
86.权利要求84的用途,其用于选择性催化还原来自柴油发动机的废气料流中的氮氧化物。
87.权利要求84的用途,其用于将C1化合物转化为一种或多种烯烃或将包含一氧化碳和氢气的合成气转化为一种或多种烯烃。
88.权利要求84的用途,其用于将甲醇转化为一种或多种烯烃。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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