CN1151964C - 制备改性沸石的方法 - Google Patents

Abstract

在650℃～1000℃、沸石的流动状态为湍动状态时，通过蒸汽煅烧沸石制得具有高疏水性指数的疏水性沸石。

Description

制备改性沸石的方法

本申请要求获得1999年3月3日提交的美国临时申请号为60/122,697的申请的利益，其中所公开的全部内容都引入本申请中作为参考。

                        发明领域

本发明涉及用作吸附剂和催化剂载体的沸石。特别地，本发明涉及一种疏水性沸石的制造。

                        发明背景

大多数沸石都是亲水性的(吸引水)，这样，它们更易于吸附水，而不是吸附有机物。但是，硅含量大的沸石却倾向于具有疏水性(吸引有机物)。疏水性沸石(hydrophobic zeolite)可用于特定的应用中，如从含水的环境中除去挥发性的有机物。

疏水沸石倾向于具有相对较少的催化活性酸位点。这些低酸性的沸石有时用在其中裂解反应必须最小的催化方法中。

为了测定沸石的疏水性，我们开发了一种疏水性指数(HydrophobicityIndex)的筛分测试法。在两种被吸收物质的比分压(specific partial pressure)下，由有机物的吸附质量和水的吸附质量之比可计算出疏水性指数(H)，即：环己烷对水H_c＝S_c/S_w；正己烷对水H_n＝S_n/S_w。高亲水性沸石的H值将小于1.0。高疏水性沸石的H值基本上大于1.0。吸收剂的选择取决于所研究的沸石结构的开孔性(pore opening)。公知的是，带有10个或少于10个金属原子环开孔的沸石不会吸收大量的环己烷。对于这些沸石，例如ZSM-5、ZSM-11等，正己烷对于有机吸附剂是更有效的选择。此外，进行吸附测定时的分压能影响任一组分绝对的吸附量，并且影响疏水指数值。为了限定测定指数时的条件(被吸收物质和分压)，我们采用了以下常用方式：

H_C07/05指环己烷在7托时的吸附量与水在5托时的吸附量相比得到的疏水指数。同样，H_n07/05是指正己烷在7托时的吸附量与水在5托时的吸附量相比得到的疏水指数。

                         发明概述

在高温、沸石流动状态为湍动条件(turbulent condition)，而且有蒸汽存在的条件下，煅烧其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比至少为20的前体沸石(precursor zeolite)，可制得疏水性沸石。特别的是，一种疏水性指数(H_C07/05)大于20的新型疏水沸石Y可由这种方法制得。

                         发明详述

我们发现，在湍动条件、高温和有蒸汽存在的条件下煅烧沸石，可以制得疏水沸石。湍动条件是由固体和气相均匀混合而产生的，在此情况下，固体的特征流动模式可被认为是湍动。这些沸石具有比无湍动条件下蒸汽煅烧沸石制得的那些沸石的疏水性高。可由此法制得的疏水沸石的实例包括：例如沸石Y、沸石β。这些沸石被认为具有至少是二维互连(interconnecting)的孔隙；优选是二维或三维互连；更优选是三维互连。用于制备疏水沸石的前体沸石(起始物质)中二氧化硅和氧化铝的摩尔比至少是20，优选为约25到约150。在蒸汽存在的条件下，煅烧温度在约650℃，优选约700℃，到1000℃，优选到850℃的范围内。蒸汽量优选至少为10％(体积)。

特别是，我们发现在湍动状态、高温而且有蒸汽存在的情况下，通过煅烧其中二氧化硅和氧化铝的比大于20的沸石来制备，能够制备一种疏水性沸石，特别是稳定化后的沸石Y，其具有大于20的疏水性指数，优选疏水性指数至少为25。

本发明的特别疏水的沸石产品是由具有经稳定化的沸石Y结构的沸石制得。这些特别疏水的沸石的疏水指数(H_C07/05)大于25，优选大于30。超疏水材料(ultrahydrophobic materials)的疏水指数(H_C07/05)大于30，优选等于或大于约35。

我们惊奇地发现，特别疏水的沸石Y物质是用具有适度的在25、优选约40、至约150、优选至约120的二氧化硅和氧化铝摩尔比(松(bulk)二氧化硅和氧化铝的比)的前体物质制得。

我们还惊奇地发现，超疏水性的沸石Y物质可由二氧化硅和氧化铝的摩尔比大于约60，优选大于约75，更优选大于约85的前体制得。

本发明的疏水性沸石Y物质是在湍动状态、约650℃(优选约700℃)至1000℃(优选850℃)的温度、蒸汽存在的条件下，通过煅烧稳定化的沸石Y获得的，这种稳定化的Y沸石的单位孔隙的尺寸(unit cell size)小于24.40，优选小于24.35，更优选小于24.30，最优选小于24.27，至优选大于24.15。蒸汽的存在量优选至少为10％体积。

本发明的疏水性沸石Y物质中二氧化硅和氧化铝的摩尔比至少为20，优选大于20，更优选大于30，还更优选大于40，优选高至150，更优选高至100。

本发明中所说的湍动状态是一种固相和气相充分混合的状态，在这种状态下，气体流经分散的固体相，并且，没有可分辨的界面。如果气相流经静止的固体，在这种状态下气固间有可分辨的界面，这就不是湍动状态。

我们不希望被理论束缚，同时我们相信固体与活性气体氛的良好接触可直接带来本发明产物的高疏水性特性。我们相信，当大部分固体颗粒连续地、彻底地被活性气体混合物包围时，可以满足上述条件。这种条件可以用流速来描述，从而使得相当一部分的固体颗粒达到了这样一个点：它们至少已开始悬浮在气体中，并随气体的运动而开始运动。这样的速度通常被称为最小流化速度(fluidization velocity)。这经常出现在Reynolds数(N_Re’)小于约10(D_pG_mf/μ)。这种现象可由下列关系来表示(Leva，“Fluidization”，63页，McGraw-Hill，New York，1959)：

$\mathrm{Gmf}=\frac{0.0005{D_p}^2{g}_c{\mathrm{\ρ}}_f({\mathrm{\ρ}}_s-{\mathrm{\ρ}}_f){{\mathrm{\φ}}_s}^2{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{mf}}}^3}{\mathrm{\μ}(1-{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{mf}})}$

其中：

G_mf＝最小流化态时流体的表面质量速度，磅/(秒)(平方英尺)

D_p＝粒径，英尺

g_c＝量纲常数，32.17(磅)(英尺)/(磅力)(秒²)

ρ_f＝流体密度，磅/英尺³

ρ_s＝固体密度，磅/英尺³

φ_s＝粒子外形因子，无单位

ε_mf＝最小流化态时的空隙率，无单位

μ＝流体粘度，磅/(英尺)(秒)

或者，这种情况也可以用另一个类似的等式来描述(Perry，“ChemicalEngineers’Handbook”，第四版，4-25页，McGraw-Hill，New York)：

$G_{\mathrm{mf}}=\underset{\mathrm{\μ}}{\overset{5.23\×{10}^5{D_p}^2{{\mathrm{\ρ}}_f}^{1.1}({\mathrm{\ρ}}_s-{\mathrm{\ρ}}_f)}{---------------------------}}$

G_mf＝最小流化态时流体的表面质量速度，磅/(小时)(平方英尺)

D_p＝粒径，英尺

ρ_f＝流体密度，磅/英尺³

ρ_s＝固体密度，磅/英尺³

μ＝流体粘度，磅/(英尺)(秒)

对于本发明的方法来说，优选在最小流化速度下进行煅烧，这时至少有一大部分沸石颗粒和流速为Reynolds数至少是5，优选至少为10的气体相接触。当至少50％，优选85％，更优选95％，最优选100％的沸石颗粒与气相接触时，则大部分的沸石颗粒与气相接触。

为了产生湍动条件，例如，可使用流化床煅烧炉或沸腾床煅烧炉，这些设备可以从如Procedyne(New Brunswick，N.J.)和A.J.Sackett & Sons(Baltimore，Maryland)这样的公司获得，也可以使用其它的设备。这并不是一份详尽的设备列表，只不过是描述了适合所述方法的设备类型。

设备必须在充分流动的气相下操作，以使固体产生湍动，同时还要一定的温度，以及有效的蒸汽分压，这样才能生产出本发明的疏水沸石。

开始的经稳定的沸石Y可由沸石NaY制得。沸石NaY可采用任何常用的方式，从水、含氧化铝的物质、含二氧化硅的物质和NaOH制得。所得的沸石NaY的二氧化硅对氧化铝的摩尔比为4.0到6.0。这种物质的稳定作用是由离子交换和蒸汽煅烧相结合而获得的，至少在其中的一步中进行。制备这种沸石的方法之一在美国专利5,059,567中有描述，这份专利的公开部分引用在本发明中以供参考。另有一方法描述在美国专利4,477,336中，其中的公开部分也引用在本发明中以供参考。制备起始物质的一种方法之中，NaY能和铵离子溶液如(NH₄)₂SO₄进行一次或多次离子交换，然后洗涤、干燥。铵离子交换后的沸石在蒸汽存在下，于550-800℃进行煅烧。这种沸石然后再和铵离子溶液进行离子交换，并且在相同温度范围内再煅烧。根据这种煅烧方法，将所得的沸石通过与无机酸接触而脱铝，这样可达到所需二氧化硅和氧化铝的摩尔比。

本发明的新型疏水沸石Y的单位孔隙尺寸范围从24.15埃，优选从24.20埃，到24.35埃，优选到24.28埃。这些新型疏水性沸石Y物质的表面积优选至少为500m²/g，更优选的是至少为600m²/g。二氧化硅和氧化铝的(化学)摩尔数之比与经稳定的前体沸石相比基本上未改变。有机物的吸附量在压力为7托时至少为10％(重量)。

我们并不希望被任何特定的理论所束缚，我们推测，用本发明的这种方法制得的特别高疏水性的沸石，可以归因于沸石固体和活性气体氛之间相互作用的性质的改变。在湍动流化床中，所有固体颗粒和水热作用(hydrothermally)活性的气相之间的紧密接触程度要比在固定床中或回转炉中粉末的轻微摇床所产生的影响要大得多。典型的回转炉是连续操作，在加热管的一端有恒定的粉末进入速度，加工后的物质从另一端有一恒定的流出速度。根据现有技术的教导，逆流以处理沸石粉中使用的蒸汽或空气/蒸汽混合物大量地从固体床的上方流过，通过煅烧炉筒旋转带来的缓慢翻动，使得气体只和暴露在床体表面的固体产生有效接触。在这种设备中，正常情况下需要避免出现过分的湍动，这样以避免气相中夹带固体，造成物料从炉中损失。

已知水和高温相结合会加速框架中的铝水解出沸石结构，这样根据以下反应除去框架电荷中心，

(1)

其中[AlO₄ ^-]表示四面体框架结构晶格中的阴离子带电中心。[(OH)₄]表示水解生成无框架Al(OH)₃和相关产物而得到的“羟基-巢(hydroxy-nest)”框架空位。空位中的-OH基团连接到品格中的Si原子上。这样的处理去掉了能通过离子偶极相互作用容纳极性水分子的位点。

通过H键与残存的羟基(-OH)的相互作用，仍可把水结合到固体上。正如TGA分析所指出的，在500-650℃，只进行热处理，除掉了沸石中大多数的羟基。去除羟基的反应可以简单地表示如下：

(2)

但是，我们发现这个反应并不足以基本完成沸石亲水中心的去除。我们惊奇地发现，将沸石和蒸汽在湍动状态下、650℃以上接触将得到高疏水性的沸石。现在，我们推测，在高温下强制去除羟基，能在形成的硅氧烷键中产生显著的应变。

框架中的空位对应变中心的形成尤其敏感。这样的应变具有不同程度的部分极化，而且在当沸石物质在更温和的热条件下再次暴露在含水的蒸汽中时，该残留的极性提供了吸收水的位点并使反应(2)反向进行。为了将沸石结构中的这种极化的应变位点减至最少，需要通过取决于时间的退火过程(annealing process)，在很大程度上促使应变释出。该退火机理可能涉及键的连续的、可逆的键的断裂和形成，使得整个晶体结构经历分级松驰以最小化残余应变。该机理可被公知的水蒸汽的“矿化作用(mineralizing action)”最有效地催化。

沸石材料在湍动的液化床中没有交缠的可辨相界的水热处理，趋向于促使沸石材料中的疏水化作用达到先前没有意识到的程度，而且在相同的水热条件下处理非流化的材料相同的次数，也不能达到这种程度。因为我们确信，最佳的退火工艺涉及在每个晶体的整个结构中残余应变能量的均匀最小化作用，所以有理由假定该机理对将沸石颗粒，特别是晶体，暴露在均匀的热转移条件下并与水蒸汽接触的处理最有效，水蒸汽因为设备或粉末床结构的原因不受空间中任何方向的限制。虽然不是很意外地发现不同晶体结构对该各向同性环境条件的响应不同，但是，我们相信，采用本发明的方法处理沸石，在任何情况下，都希望可以使物质的疏水性向着增大的方向发展。这些新型的沸石可以用作有机物的吸附剂。

                           实施例

以下列举了我们发明中的某些具体的实施方案。这些实施例不是用来限定本发明的范围，本发明的范围在说明书中进行了描述，并具体限定在权利要求书中。所采用的比例是重量份(pbw)、重量百分比、摩尔比或其他等同的表示方法。

X射线衍射

测定了实施例中制备的Y沸石的X-射线衍射图。相对的结晶度采用ASTM检测法D3906-97来确定，这是一种用来检测含有faujasite型沸石物质的相对X射线衍射强度的标准方法。晶格常数用ASTM法D3942-97测定，这是测量faujasite型沸石的单位孔隙尺寸的标准方法。由我们的方法制备出的沸石Y的XRD图谱中的尖峰表明它们具有很好的结晶度，没有缺陷或无定型物质。

表面积

沸石样品的表面积用ASTM检测法(D3663-92)来检测。这种方法采用一种测量表面积的气体吸附技术的改进方法，这种方法由Brunauer，Emmett andTeller(BET)描述过。沸石在500℃的空气中煅烧4小时，然后在350℃的真空中加热脱气以除去吸收的蒸汽，然后将样品冷却到液氮的温度。通过测量将一定体积的氮气导入样品前后的压力差，可以确定在低压下吸附氮气的量。在这些条件下，氮气被吸入沸石的微孔中，在压力比P/P_o为0.02-0.05时测量吸附容量，吸附的氮气的量度用BET公式计算。

质量吸附(Mass Sorption)

水和有机物(环己烷或正己烷)的质量吸附可用来自高科技设计株式会社(Advanced Scientific Design，Inc.)的RXM-100多功能催化剂检测及特性记录仪(Multifunctional Catalyst Testing & Characterization Machine)来测量。对于水吸附测试，需要用约20mg的沸石样品。沸石在测量前要先干燥，将样品进行预处理，即在低真空下加热，将温度以20℃/分钟的速度，从20℃升至500℃；再在高真空、500℃下保持1小时，然后将装样品的反应器通过水浴维持在25℃。通过将水蒸汽在初始压力下导入，吸附5分钟后达到期望的终压而测定吸附的总水量。为了获得完整的等温线，需要在0.5托到12托的压力下，测10到12个终压点，最后一个点的压力为约12托。为了校正冷凝在容器壁上的水蒸汽，在相同的条件下操作空反应器，然后从试验结果中扣除容器壁冷凝的水蒸气，就可得到净吸附量。

对于有机物的吸附测试，需要用约100mg的沸石样品。沸石在测量前要先干燥，将样品进行预处理，即在低真空下加热，将温度以20℃/分钟的速度，从20℃升至500℃；再在高真空下、500℃下保温1h，然后装样品的容器用水浴维持在25℃。通过在初始压力下导入有机物的蒸汽，吸附3分钟后达到期望的终压时测定有机物的总吸附量。为了获得完整的等温线，需要测终压在0.5托到45托时的6到8个终压点，最后一个点的压力为约45托。

采用Chemis分析程序v 5.04产生等温线。

用于计算疏水性指数的数据，对于水在5托时选取并且对于环己烷在7托时选取，以确保数据是在单(分子)层覆盖时获得的。

可使用另一种可选择方法对一些样品进行测定，使用的仪器是Landolt型吸附仪器。(Landolt，George R.，Analytical Chemistry， 43，613(1971))。样品在通风的马福炉中加热预处理，升温速度为3℃/分钟，再在520℃保持4小时。环己烷的吸附测试在常温(21-25℃)、40mm(托)时进行。根据达到平衡(典型地是在约20分钟后)前后的质量差测得吸附量。水的吸附测定在常温、11托时进行，或者在含饱和硝酸镁的衡湿干燥器里测量。

将用可选择方法得到的数据转换成RXM-100法所采用的压力点的数据的相关关系是从RXM方法在多压力点下获得的数据经验推导而得的。

甲醇吸附

采用高科技设计株式会社的RXM-100多功能催化剂检测及特性记录仪测试甲醇的吸附量。

需要80mg～100mg的沸石样品，在测试前沸石要充分干燥，样品要在BET反应器中，通过在低真空下以20℃/分钟的升温速度从20℃升至500℃而进行预处理；再在500℃高真空下保持1小时。然后将包含样品的反应器通过水浴维持在25℃。

在约40托时导入甲醇蒸汽，记录下初始压力，在稳定后，以3～5分钟的间隔读数。重复这个步骤，直到达到所需终压。

用Chemis分析v 5.04程序建立等温线。

碱滴定法

用1M的NH₄OH水溶液滴定约10g的沸石(100ml水)，终点pH值为9±0.01。

pH处理

使用NH₄OH溶液处理沸石足够长的时间至合适的pH水平以得到稳定的pH。

煅烧法1

这是本发明的方法。沸石被送入一个圆锥形的流化床设计煅烧炉(FBC)中，并且在流化条件下通过蒸汽/空气混合物，加热到1380-1420°F(750℃-770℃)，并在此温度下保持规定的典型的30分钟-4小时的时间间隔。蒸汽/空气组成的流化混合物的比例约为60/40-80/20。然后中断蒸汽流，流化介质只剩下单一的空气。接下来把产物转移到只有空气的冷却器中，保持约30分钟以上。

煅烧法2

这是一种对比方法，它采用旋转煅烧炉，其中煅烧中不出现湍动状态。将15磅的沸石装入两个55″长×15″长直径的转筒(drum)中，转筒里装有两个相对放置的1″的挡板。把带转筒的煅烧炉加热到约750°F，转筒转速为6RPM。典型的加热时间是3.5小时，通过喷入18mls/分钟的水来维持100％的蒸汽，不向转筒中通入空气。蒸汽的接触时间是1-2小时。蒸汽和/或空气从沸石粉末床的上方注入，这样，在气相和固相间产生可辨的界面。

煅烧法3

这是在固定床条件下进行的对比方法。该体系由一个合金容器(样品室)组成，这个合金容器装在可从顶部通入蒸汽和空气的马福炉里。炉子从110℃加热到760℃。容器中通入蒸汽，蒸汽里的水含量(空气/水)不同。蒸汽是由蒸汽发生器在400℃-450℃的温度产生的。在250℃左右将蒸汽通入样品室中，气流为500毫升/分钟(ml/min)。蒸汽的体积百分比可由进入蒸汽发生器的液体水的流速来调整。炉子被加热到所需的煅烧温度。通过样品支撑件(holder)和样品室的设计，蒸汽强行通过样品。样品支撑件是直径10cm、高1.4cm的开口钢筒，可容纳约15g-25g的沸石。沸石放在石英垫纤维(quartz mat fiber)的床上，其放在穿孔的钢底样品支撑件上，这样，蒸汽可以均匀地流经样品。

起始的经稳定化的沸石Y材料A

采用和美国专利5059567中实施例1类似的方法，不同处是用NH₄Cl代替(NH₄)₂SO₄。这种沸石材料A的H_C07/05约为6-8。前体沸石的性质给出在下面表1中。A的晶格常数为24.24。

起始的经稳定的原料沸石Y材料B

采用同起始材料A类似的方法，不同之处在于去掉了(NH₄)₂SO₄交换这一步。这种沸石材料B的H_C07/05约为7-9。前体沸石的性质在下面表1中给出。B的晶格常数为24.25-24.26。

实施例1-14

这些实施例说明了本发明中的疏水沸石Y的制备。将上述的起始材料沸石A或B在表1所列的不同条件下进行煅烧。用煅烧法1来煅烧这些材料，以获得本发明的产物。产物性质列在下面的表1-2、4-5中。

对比例A

这是一个对比例，其中使用煅烧法2煅烧起始材料B。起始材料的性质、方法条件和产物性质都列在下面的表3、4和5中。

对比例B

这是一个对比例，其中使用煅烧法3煅烧起始材料A或B。起始材料的性质、方法条件和产物性质都列在下面的表3、4和5中。

对比例C

这是一个对比例，其中测定的是市售的沸石Y，即从Tosoh公司得到的HSZ-390HUA，其二氧化硅和氧化铝的摩尔比为200。结果列在表3中。

实施例15-甲醇在本发明的疏水沸石Y上的吸附

甲醇在实施例3的本发明的疏水沸石Y上的物理吸附，得到在0℃-60℃之间的不寻常的吸附等温线。这些5型或6型等温线在接近P/P_o-0.2左右出现突然的吸收跃变，其明显不同于通常在微孔物质中出现的1型等温线，也不同于在大部分疏水表面吸附醇或水的3型等温线。除了一篇论文，U.Mueller，K.K.Unger所著的《多孔固体的性质》(K.K.Unger等编，Elsevier，Amsterdam)101(1988年)，其中叙述了氮气在ZSM 5上约77K时的吸附，除此之外，我们没有在公开发表的文献上发现对任何吸附剂在微孔的硅酸盐或铝硅酸盐(沸石)具有在P/P_o-0.2处有突然的吸收跃变，正如表6中所显示的一样，甲醇的吸附给出了在起始的经稳定的沸石Y材料A上的1型吸附，其中起始的经稳定的沸石Y材料A是疏水性沸石Y的母体化合物。丙酮、水和环己烷对本发明的疏水沸石都表现为1型等温线。吸附等温线被归成不同的类，它们最早由下述人士提出：Brunauor，Deming，Deming and Teller，(BDDT)，(1)S.Brunauer，L.S.Deming，W.S.Deming，E.Teller， Journal of American Chemical Society，62，1723页(1940)，有时候称为Brunauer，Emmett，and Teller(BET)，(2)S.Brunauer，P.H.Emmett，E.Teller， Journal of American Chemical Socielty，60，309页(1938)，或类似地Brunauer的，(3)S.Brunauer， The Adsorption of Gases and Vapours，Oxford University Press(1945)，以及进一步地由Gregg和Sing进行描述的(4)S.J.Gregg，K.S.W.Sing， Adsorption，Surface Area and Porosity，第二版，Academic Press，Inc.(1982)，第1章。

分子模型结果表明，甲醇在对本发明的疏水沸石Y的吸附等温线的奇形(odd shape)与脱铝的沸石Y的特定结构有直接关系。对在无铝沸石Y上的吸附过程的观察显示，在甲醇蒸气压力P/P_o＜0.1时，只有少量的甲醇分子能在超笼(supercage)的弯角处累积。当考虑到吸附物-表面吸引力很弱，但在立方八面体单元的入口附近超笼上的弯曲角处，甲醇分子周围力场(forcefield)最强时，就不难理解上面的叙述了。显然，对于P/P_o约0.1时的基本的吸附-吸附相互作用是足够的，此时如凝结的过程在微孔里发生，导致沸石孔被甲醇填满。一旦发生这种情况，只有少量的沸石晶格不会被填入甲醇，这样，当P/P_o＞0.1时，甲醇的吸附量只会少量的增加。

本发明的这些疏水沸石Y可用于极性烃物质的吸附剂，特别适用于乙醇。

表1

实施例号	起始沸石	Na2O	SAR	表面积	疏水值Hc	H2O(5托)	环己烷(7托)	X’tal	晶格常数	时间，h@temp
											5	A	0.03	83	794	32	0.46	14.76	112	24.20	2
6	A	0.02	83	742	29	0.49	14.07	112	24.24	2
											7	A	0.01	86	755	27	0.54	14.35	113	24.23	2
8	A	0.01	80	765	24	0.61	14.47	117	24.22	1
											9	A	0.02	87	776	25	0.59	14.79	125	24.33	1
10	A	0.02	85	694	25	0.59	14.97	125	24.34	1
											11	A	0.02	91	726	23	0.65	15.24	124	24.25	1
											平均		0.02	85	750	26	0.56	14.66	118	24.26

实施例号	起始沸石	Na2O	SAR	表面积	疏水值Hc	H2O(5托)	环己烷(7托)	X’tal	晶格常数	时间，h@temp
											1	B	0.05	76	791	34	0.44	15.02	112	24.26	2
2	B	0.04	78	699	32	0.48	15.14	104	24.27	2
											3	B	0.03	83	782	40	0.38	15.10	110	24.26	4
4	B	0.03	85	---	39	0.39	15.13	113	24.24	4
											12	B	0.03	79	790	29	0.52	15.17	110	24.25	1
13	B	0.03	82	806	30	0.50	15.23	108	24.26	0.5
											14	B	0.06	81	797	37	0.41	15.13	135	24.25	1
											平均		0.04	81	778	34	0.45	15.13	113	24.26

                    表2

                甲醇吸附数据

实施例号	3	3	3
				温度(℃)	30托	60托	80托
25	17	18.9	20.2
				35	7.4	17.1	18
45	2	13.4	15.8
				50	1.6	5	13.9
55	1.3	2.7	6.5
				60	1.1	2	3.2
65	1	1.7	2.2

                                      表3

对比例号	起始沸石	起始HC07/05 (1)	SAR	表面积(m2/g)	T(℃)	P(H2O)％	时间(hr.)	HC07/05 (1)
									A-1	B	8	80	797	750	100	1	18(2)
A-2	B	6	80	822	750	100	1	16(2)
									B-1	A	5	65	828	760	100	1	11
B-2	A	5	65	828	760	80	2	11
									B-3	B	6	70	785	760	100	1	13
B-4	B	6	70	785	760	80	2	13
									B-5	B	9	88	818	760	100	1	22
B-6	B	9	88	818	760	80	2	18
									C	-	-	200	750	-	-	-	23

(1)根据H_C40/11测得的数值推出的经验值

(2)测得的为H_C07/05值

                            表4

                        碱滴定数据

样品	起始沸石	对比例A-1	3号	12号
					初始pH值(平均)	3.74	4.30	4.90	4.21
滴定1(mmol/g)	0.322	0.297*	0.125	0.175
					滴定2(mmol/g)	0.306	0.252	0.165*	0.202
滴定3(mmol/g)	0.314	0.245	0.146	0.183
					平均(mmol/g)	0.314	0.249	0.136	0.187
LOI(％)	12.97	2.80	1.50	2.19
					平均(mmol/g无水)	0.36	0.26	0.14	0.19

^*因为滴定轻微过终点(pH值约9.08)，未计入平均值中

                     表5

                   pH处理数据

起始材料	pH	无	7.5	8.0	9.0
						表面积	891	877	812	632
	对比例A-1	pH	无	7.5	8.0						9.0
表面积						752	733	737	667
		实施例12	pH	无	7.5					8.0	9.0
表面积	775					778	718	741
			实施例3	pH	无				7.5	8.0	9.0
表面积	781	779				774	735

                                表6

实施例3的疏水沸石	重量＝0.0727g	起始沸石	重量＝0.0624g
				20℃，终压P	Ads.mL stp	23℃，终压P	Ads.mL stp
1.640	0.5142	0.320	0.84
				5.580	0.9623	1.480	1.71
8.620	1.3345	2.640	2.2
				10.460	1.6969	5.560	3.03
11.580	2.1235	9.200	3.91
				12.420	2.7126	12.580	4.83
13.060	3.3913	15.960	5.8
				13.400	4.2775	20.800	6.57
13.720	5.2017	30.020	7.17
				14.000	5.9808	37.780	7.55
14.320	6.8168	42.700	7.79
				15.420	7.7797	47.540	8.02
18.960	8.5408	54.720	8.32
				27.200	9.1588	61.440	8.57
30.580	9.3314	67.120	8.76
				34.260	9.4629	75.340	8.98
40.220	9.712	79.880	9.13
				42.740	9.8163	81.960	9.21

P/Po	吸附的[甲醇g/g]	P/Po	吸附的[甲醇g/g]
				0.017	0.010	0.003	0.019
0.057	0.019	0.002	0.039
				0.089	0.026	0.004	0.050
0.108	0.033	0.009	0.069
				0.119	0.042	0.014	0.089
0.128	0.053	0.020	0.111
				0.134	0.067	0.025	0.133
0.138	0.084	0.033	0.150
				0.0141	0.102	0.047	0.164
0.144	0.177	0.059	0.173
				0.147	0.134	0.067	0.178
0.158	0.153	0.075	0.184
				0.195	0.168	0.086	0.190
0.280	0.180	0.097	0.196
				0.314	0.183	0.106	0.200
0.352	0.186	0.118	0.205
				0.413	0.191	0.126	0.209
0.439	0.193	0.129	0.211

Claims (28)

1.制备疏水性沸石Y的方法，包括在650℃至1000℃的温度范围内、在蒸汽的存在下、沸石的流动形式处于湍动条件时，煅烧其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比至少为20的沸石至少15分钟至4小时而制备疏水性沸石Y。

2.权利要求1的方法，其中沸石中二氧化硅和氧化铝的摩尔比至少是40。

3.权利要求1的方法，其中蒸汽分压至少是10％体积。

4.权利要求1的方法，其中要煅烧的沸石是互连的二维或三维沸石。

5.权利要求4的方法，其中要煅烧的沸石是互连的三维沸石。

6.权利要求5的方法，其中要煅烧的沸石是单位孔隙尺寸小于或等于24.40埃的沸石Y。

7.权利要求6的方法，其中要煅烧的沸石是单位孔隙尺寸小于或等于24.30埃的沸石Y。

8.权利要求1的方法，其中所述沸石在最小流化速度下，通过至少95％的沸石颗粒与其流速所具有的Reynolds数至少为5的气相接触而煅烧。

9.权利要求1的方法，其中所述湍动条件通过在流化的煅烧炉中煅烧沸石产生。

10.权利要求9的方法，其中要煅烧的沸石是互连的三维沸石。

11.权利要求10的方法，其中要煅烧的沸石是单位孔隙尺寸小于或等于24.40埃的沸石Y。

12.权利要求11的方法，其中的沸石Y是通过将NaY沸石进行铵交换并且将已铵交换的Y沸石脱铝而制备的。

13.疏水性沸石Y，其单位孔隙尺寸在24.15到24.40的范围，二氧化硅和氧化铝的摩尔比大于20，疏水性指数，H_C07/05，大于30。

14.权利要求13的疏水性沸石Y，其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比大于60。

15.权利要求14的疏水性沸石Y，其中疏水性指数，H_C07/05，大于35。

16.权利要求15的疏水性沸石Y，其中单位孔隙尺寸在24.15到24.35的范围内。

17.权利要求15的疏水性沸石Y，其中该疏水性沸石的表面积至少是500m²/g。

18.疏水性沸石Y，其单位孔隙尺寸为24.15到24.40，二氧化硅和氧化铝的摩尔比为30至150，疏水性指数，H_C07/05，大于25。

19.权利要求18的疏水性沸石Y，其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比为40至100。

20.权利要求19的疏水性沸石Y，其中单位孔隙尺寸在24.15到24.35范围内。

21.权利要求18的疏水性沸石Y，其中疏水性指数，H_C07/05，大于30。

22.权利要求18的疏水性沸石Y，其中疏水性指数，H_C07/05，大于35。

23.权利要求18的疏水性沸石Y，其中该疏水性沸石的表面积至少是500m²/g。

24.权利要求21的疏水性沸石Y，其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比为40到100。

25.权利要求22的疏水性沸石Y，其中二氧化硅和氧化铝的摩尔比为40到100。

26.疏水性沸石Y，其单位孔隙尺寸为24.15到24.40，二氧化硅和氧化铝的摩尔比大于20，对于甲醇的物理吸附具有5型或6型等温线。

27.权利要求26的疏水性沸石Y作为极性烃物质的吸附剂的应用。

28权利要求27的应用，其中的极性烃物质为醇。