ES2241463B1 - Procedimiento de sintesis de la zeolita itq-13 en medio basico y en ausencia de iones fluoruro. - Google Patents
Procedimiento de sintesis de la zeolita itq-13 en medio basico y en ausencia de iones fluoruro.Info
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Abstract
Procedimiento de síntesis de la zeolita ITQ-13 en medio básico y en ausencia de iones fluoruro. La presente invención, se refiere a un procedimiento para sintetizar un material cristalino microporoso denominado ITQ-13, que tiene un sistema tridimensional de canales, que comprende dos conjuntos de canales, cada uno de ellos definido por anillos de 10 miembros de átomos tetraédricamente coordinados, que intersectan entre sí, y un tercer conjunto de canales, definidos por anillos de 9 miembros de átomos tetraédricamente coordinados, y que intersectan con los dos conjuntos de canales anteriores, dicho procedimiento caracterizado porque comprende: a) preparar una mezcla de síntesis sin que esté presente en el medio de síntesis ninguna fuente de iones fluoruro. b) mantener la mezcla de síntesis a una temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen cristales del material, obteniéndose un material cristalino; c) recuperar el material cristalino y d) eliminar la materia orgánica ocluidaen el interior del material cristalino.
Description
Procedimiento de síntesis de la zeolita
ITQ-13 en medio básico y en ausencia de iones
fluoruro.
Esta invención se refiere a la obtención en medio
básico y en ausencia de iones fluoruro del material cristalino
microporoso ITQ-13.
Las zeolitas son materiales cristalinos porosos
que poseen importantes aplicaciones como catalizadores,
adsorbentes e intercambiadores iónicos. Estos materiales zeolíticos
tienen estructuras bien definidas que forman canales y cavidades en
su interior, de tamaño y forma uniforme, que permiten la adsorción
de determinadas moléculas mientras que impiden el paso al interior
del cristal de otras moléculas de tamaño demasiado grandes para
difundir a través de los poros. Esta característica confiere a
estos materiales propiedades de tamiz molecular. Estos tamices
moleculares pueden incluir silicio generalmente en la red, pero
además de Si, pueden incorporar otros elementos del grupo IIIA del
sistema periódico, todos ellos tetraédricamente coordinados. La
carga negativa generada por los elementos del grupo IIIA
tetraédricamente coordinados en posiciones de red está compensada
por la presencia en el cristal de cationes, como por ejemplo
alcalinos o alcalinotérreos. Estos cationes pueden ser
intercambiados total o parcialmente por otro tipo de cationes
mediante técnicas de intercambio iónico, pudiendo variar así las
propiedades de una zeolita dada seleccionando los cationes
deseados.
Muchas zeolitas han sido sintetizadas en
presencia de una molécula orgánica que actúa como agente director
de estructura. Las moléculas orgánicas que actúan como agentes
directores de estructura (ADE) contienen generalmente nitrógeno en
su composición, y pueden dar lugar a cationes orgánicos estables en
el medio de reacción.
Es conocido que para la obtención de la zeolita
ITQ-13 la sílice se moviliza utilizando, iones
fluoruro (T.Boix, M.Puche, M.A.Camblor, A.Corma,
US-6,471,941 B1 (2000) y A.Corma, M.Puche, F.Rey,
G.Sankar, S.J.Teat, Angew.Chem., Inter. Ed., 42,
1156-1159 (2003) y la síntesis se realiza a bajo
pH.
Sin embargo, la utilización de iones fluoruro en
la síntesis es un método, en general, menos deseado desde un punto
de vista industrial, que la utilización de OH^{-}, dado que la
presencia de iones fluoruro requiere el uso de materiales
especiales en los equipos de síntesis, así como un tratamiento
específico de las aguas y gases residuales para minimizar el riesgo
de contaminación ambiental.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para sintetizar un material cristalino microporoso
denominado ITQ-13, que tiene un sistema
tridimensional de canales, que comprende dos conjuntos de canales,
cada uno de ellos definido por anillos de 10 miembros de átomos
tetraédricamente coordinados, que intersectan entre sí, y un tercer
conjunto de canales, definidos por anillos de 9 miembros de átomos
tetraédricamente coordinados, y que intersectan con los dos
conjuntos de canales anteriores, dicho procedimiento caracterizado
porque comprende:
a) preparar una mezcla que comprende al menos
agua, una fuente de al menos un elemento tetravalente Y, y un
agente director de estructura (R), sin que esté presente en el
medio de síntesis ninguna fuente de iones fluoruro, b) mantener la
mezcla de síntesis a una temperatura comprendida entre 80 y 200ºC
hasta que se formen cristales del material, obteniéndose un
material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar la materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
Según una realización preferida del procedimiento
éste comprende las etapas siguientes:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
(R), sin que este presente en el medio de síntesis ninguna fuente
de iones fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar la materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
Según una segunda realización preferida del
procedimiento éste comprende las etapas siguientes:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento tetravalente Z distinto de Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
(R), teniendo la mezcla de síntesis una composición, en términos de
relaciones molares de óxidos, en los siguientes intervalos:
(YO_{2}+ZO_{2}) / X_{2}O_{3} | mayor de 5 |
H_{2}O / (YO_{2}+ZO_{2}) | 1-50 |
R / (YO_{2} + ZO_{2}) | 0.05-3.0 |
OH / (YO_{2}+ZO_{2}) | 0.1-6.0 |
YO_{2} / ZO_{2} | mayor de 1 |
sin que esté presente en el medio
de síntesis ninguna fuente de iones
fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino,
obteniéndose un material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar la materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
Según el procedimiento definido anteriormente la
fuente de elemento tetravalente Y es preferentemente un óxido,
hidróxido, oxihidróxido, alcóxido hidrolizable, una sal del
elemento Y, o una mezcla de ellos.
Además, la fuente de elemento tetravalente Z es
preferentemente un óxido, hidróxido, oxihidróxido, alcóxido
hidrolizable, una sal del elemento Z, o una mezcla de ellos. En el
caso de que Z sea Ge una fuente de Ge preferida es GeO_{2}.
La fuente de elemento trivalente X está
preferentemente seleccionada entre un óxido, hidróxido,
oxihidróxido, alcóxido hidrolizable, una sal del elemento X y una
mezcla de ellos.
Preferentemente, el agente director de estructura
es una sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio), y de manera
más preferida aún es el hidróxido catión
hexametilen-bis(trimetilamonio).
Según el procedimiento de la presente invención,
preferentemente la mezcla de síntesis tiene una composición, en
términos de relaciones molares de óxidos, en los siguientes
intervalos:
(YO_{2}+ZO_{2}) / X_{2}O_{3} | mayor de 200 |
H_{2}O / (YO_{2}+ZO_{2}) | 2-30 |
R / (YO_{2}+ZO_{2}) | 0.05-1.0 |
OH / (YO_{2}+ZO_{2}) | 0.1-2.0 |
YO_{2} / ZO_{2} | 8-25 |
En una realización preferida del procedimiento, X
es uno o más elementos trivalentes seleccionados del grupo formado
por Al, B, In, Ga, Cr y Fe; Y es uno o más elementos tetravalentes
seleccionados entre Si, Sn, Ti, V y Z es Ge.
\newpage
La cristalización del material se lleva a cabo en
autoclaves con agitación, en autoclaves a temperaturas
comprendidas entre 80 y 200ºC, y a tiempos suficientes para
conseguir la cristalización, por ejemplo entre 12 horas y 30
días.
Al finalizar la etapa de cristalización, se
separan los cristales del material de las aguas madres, y se
recuperan. Debe tenerse en cuenta que los componentes de la mezcla
de síntesis pueden provenir de distintas fuentes, y dependiendo de
éstos pueden variar tiempos y condiciones de cristalización. Con el
fin de facilitar la síntesis se pueden añadir, a la mezcló de
síntesis cristales del mismo material, o de este material
calcinado como semillas en cantidades de hasta 15% en peso respecto
del total de óxidos. Estas pueden ser adicionadas previamente o
durante la cristalización.
Preferentemente la etapa de eliminación del
material orgánico se realiza por calcinación a una temperatura por
encima de 250ºC. Preferentemente, a temperatura entre 350ºC y
700ºC. Dicha etapa cuando se realiza por calcinación se lleva a
cabo preferentemente durante un periodo de tiempo comprendido entre
2 minutos y 25 horas.
El componente orgánico utilizado en la síntesis
de ITQ-13 se puede eliminar alternativamente por
extracción.
Según el procedimiento de la presente invención
se puede llevar a cabo además, una etapa de intercambio iónico de
los cationes de compensación con uno o más cationes.
El intercambio de los cationes de compensación se
puede llevar a cabo en el material ITQ-13 en su
forma sin calcinar, o después de un tratamiento térmico.
De manera preferida dichos cationes para el
intercambio están seleccionados entre cationes tales como iones
metálicos, H^{+} y precursores de H^{+} como por ejemplo
NH^{+}_{4}. Entre los cationes para el intercambio se pueden
usar por ejemplo cationes monovalentes, cationes divalentes,
cationes trivalentes y mezclas de ellos.
Entre los cationes que pueden introducirse por
intercambio iónico se prefieren aquellos que pueden tener un papel
positivo en la actividad del material como catalizador, y más
específicamente se prefieren cationes tales como H^{+}, cationes
de tierras raras, y metales del grupo VIII, así como del grupo IIA,
IIIA, IVA, VA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIIB de la tabla periódica
de los elementos, y mezclas de ellos. Los materiales ácidos
generados por activación e intercambio iónico pueden ser utilizados
como catalizadores en reacciones que transcurren a través de
carbocationes como por ejemplo: reacciones de craqueo,
isomerización y alquilación de compuestos orgánicos.
Un segundo objeto de la presente invención es un
material cristalino microporoso, precursor de
ITQ-13, caracterizado por un patrón de difracción
de rayos X que comprende al menos las líneas siguientes, en su
forma sintetizada sin calcinar:
\vskip1.000000\baselineskip
2\theta (\pm0.2) | Intensidad Relativa |
8.160 | m |
11.235 | m |
22.660 | f |
22.935 | mf |
23.650 | f |
donde la intensidad relativa se
calcula como el porcentaje respecto del pico más intenso, y
"mf" significa intensidad entre 80-100, f
significa entre 60-80, m significa
40-60, d significa entre 20-40, y md
significa entre
0-20,
y porque su composición química
es:
n R : x
X_{2}O_{3} : y YO_{2} : z
ZO_{2}
en la que R es un Agente Director
de Estructura (ADE), X es uno o más elementos trivalentes, Y es uno
o más elementos tetravalentes, Z corresponde a un elemento
tetravalente distinto de Y, el valor de (y+z)/x está comprendido
entre 5 e \infty y el valor y/z es de al menos 1, y z puede valer
0.
De los valores dados se deduce claramente que el
material zeolítico se puede sintetizar en ausencia de elementos
trivalentes añadidos.
El precursor de ITQ-13 definido
puede tener un patrón de difracción de rayos X que comprende además
de las líneas listadas anteriormente, las líneas siguientes, en su
forma sintetizada sin calcinar
\newpage
2\theta (\pm 0.2) | Intensidad Relativa |
7.060 | d |
8.715 | d |
10.715 | d |
14.355 | md |
15.510 | md |
16.260 | d |
20.325 | md |
20.975 | d |
21.560 | md |
24.080 | md |
24.480 | d |
26.615 | md |
27.555 | md |
28.320 | md |
31.020 | md |
\vskip1.000000\baselineskip
donde la intensidad relativa se
calcula como el porcentaje respecto del pico más intenso, "d"
significa entre 20-40, y "md" significa entre
0-20.
En dicho material precursor de
ITQ-13 el agente director de estructura es
preferentemente una sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio), y de manera
más preferida aún el agente director de estructura es el hidróxido
del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio).
De forma preferida en dicho material cristalino
microporoso precursor de ITQ-13 X, Y y Z tienen el
siguiente significado:
- X es uno o más elementos trivalentes
seleccionados del grupo formado por Al, B, In, Ga, Cr y Fe;
- Y es uno o más elementos tetravalentes
seleccionados entre Si, Sn, Ti, V y
- Z es Ge.
Un objeto adicional de la presente invención es
el material cristalino precursor de ITQ-13 definido
que se prepara mediante un procedimiento que comprende las etapas
(a) a (c) del procedimiento definido para la síntesis de
ITQ-13:
ITQ-13:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, y un agente director
de estructura R, sin que esté presente ninguna fuente de iones
fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino; y
c) recuperar el material cristalino.
En una realización preferida el material
cristalino se prepara mediante un procedimiento que comprende las
etapas (a) a (c) siguientes:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
R, sin que esté presente ninguna fuente de iones fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material; y
c) recuperar el material cristalino.
En una segunda realización preferida el material
cristalino se prepara mediante un procedimiento que comprende las
etapas (a) a (c) siguientes:
\newpage
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de un
elemento tetravalente Z distinto de Y, una fuente de al menos un
elemento trivalente X, y un agente director de estructura R,
teniendo la mezcla de síntesis una composición, en términos de
relaciones molares de óxidos, en los siguientes intervalos:
(YO_{2}+ZO_{2}) / X_{2}O_{3} | mayor de 5 |
H_{2}O / (YO_{2}+ZO_{2}) | 1-50 |
R / (YO_{2} + ZO_{2}) | 0.05-3.0 |
OH^{-} / (YO_{2} + ZO_{2}) | 0.1-6.0 |
YO_{2} / ZO_{2} | mayor de 1 |
sin que esté presente ninguna
fuente de iones
fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material; y
c) recuperar el material cristalino.
Mediante la presente invención se consigue por lo
tanto sintetizar en medio básico, y en ausencia de iones fluoruro,
el material cristalino microporoso denominado
ITQ-13.
ITQ-13 tiene para una realización
particular, tanto en su forma calcinada como sintetizada sin
calcinar, un patrón de difracción de rayos X cuyas líneas de
difracción más importantes vienen dadas en la tabla 1 para la forma
calcinada y en la tabla 2 para la forma sin calcinar.
\vskip1.000000\baselineskip
2\theta ª | Intensidad Relativa |
7.065 | mf |
8.015 | m |
8.765 | d |
9.330 | md |
10.695 | d |
11.195 | f |
15.460 | d |
16.020 | md |
16.565 | md |
21.450 | md |
22.265 | md |
22.600 | d |
22.925 | m |
23.580 | m |
24.130 | d |
28.325 | md |
ª (\pm 0.2) |
\vskip1.000000\baselineskip
Estos difractogramas se obtuvieron con un
difractómetro Philips X'Pert equipado con un monocromador de
grafito y una rendija de divergencia automática, utilizando la
radiación K\alpha del cobre. Los datos de difracción se
registraron mediante un paso de 2\theta de 0.01º, en el que
\theta es el ángulo de Bragg, y un tiempo de medida de 10 segundos
por paso. La intensidad relativa de las líneas se calcula como el
porcentaje respecto del pico más intenso, y se considera muy fuerte
"mf"= 80-100, fuerte
"f"=60-80, media "m"=
40-60, débil "d"=20-40, y muy
débil "md"= 0-20.
2\theta ª | Intensidad Relativa |
7.060 | d |
8.160 | m |
8.715 | d |
10.715 | d |
11.235 | m |
14.355 | md |
15.510 | md |
16.260 | d |
20.325 | md |
20.975 | d |
21.560 | md |
22.660 | f |
22.935 | mf |
23.650 | f |
24.080 | md |
24.480 | d |
26.615 | md |
27.555 | md |
28.320 | md |
31.020 | md |
ª (\pm 0.2) |
\vskip1.000000\baselineskip
Debe tenerse en cuenta que los datos de
difracción listados para esta muestra como líneas sencillas o
únicas, pueden estar formados por múltiples solapamientos o
superposición de reflexiones que en ciertas condiciones, tales como
diferencias en la composición química, pueden aparecer como líneas
resueltas o parcialmente resueltas. Generalmente, los cambios en la
composición química pueden originar pequeñas variaciones en los
parámetros de la celda unidad y/o cambios en la simetría del
cristal, sin que se produzca un cambio en la estructura. Estas
modificaciones, que incluyen cambios en intensidades relativas,
pueden deberse también a diferencias en el tipo y cantidad de
cationes de compensación, composición de red, tamaño de cristal y
forma de los mismos, orientación preferente o al tipo de
tratamientos térmicos o hidrotérmicos sufridos.
El material cristalino ITQ-13,
tiene una composición molar en su estado calcinado y anhidro que
viene dada por la ecuación:
x
X_{2}O_{3} : y YO_{2} : z
ZO_{2}
en la que R es un Agente Director
de Estructura (ADE), X es uno o más elementos trivalentes, Y es uno
o más elementos tetravalentes, y Z corresponde a un elemento
tetravalente distinto de Y, el valor de (y+z)/x está comprendido
entre 5 e \infty, el valor y/z es de al menos 1, y z puede valer
0.
De los valores dados se deduce claramente que el
material cristalino ITQ-13 se puede sintetizar en
ausencia de elementos trivalentes añadidos.
Con el fin de preparar catalizadores, el material
cristalino, ITQ-13, de la presente invención puede
combinarse íntimamente con componentes
hidrogenantes-deshidrogenantes como platino,
paladio, níquel, renio, cobalto, tungsteno, molibdeno, vanadio,
cromo, manganeso, hierro. La introducción de estos elementos se
puede llevar a cabo en la etapa de cristalización, por intercambio
(si ha lugar), y/o por impregnación o por mezcla física. Estos
elementos pueden ser introducidos en su forma catiónica y/o a
partir de sales u otros compuestos que por descomposición generen
el componente metálico u óxido en su forma catalítica adecuada. Los
materiales resultantes se pueden utilizar como catalizadores en
procesos bifuncionales
ácido-hidrogenantes/deshidrogenantes.
El material cristalino ITQ-13
incluyendo Ti, Sn, Fe, V y mezclas de ellos en la red puede ser
utilizado como catalizador de oxidación de moléculas orgánicas.
El material producido mediante esta invención
puede ser pastillado de acuerdo con técnicas conocidas, y puede
ser utilizado como componente de catalizadores de craqueo
catalítico de hidrocarburos, hidro-craqueo
catalítico de hidrocarburos, alquilación de aromáticos con olefinas
y en procesos de esterificación, acilación, reacción de anilina
con formaldehído en su forma ácida y/o intercambiado con cationes
adecuados.
37.38 g de 1,6-dibromohexano,
(pureza = 96%), 82.35 g de solución de trimetilamina
(31-35% en peso en etanol)son adicionados a
un matraz de 500 ml. Inmediatamente se añade el etanol necesario
para obtener una adecuada mezcla de los distintos productos
añadidos mientras se homogeinizan mediante agitación magnética. La
mezcla resultante se mantiene a temperatura ambiente con agitación
constante durante 48 horas, posteriormente se recupera el sólido
formado mediante filtración y se lava exhaustivamente con acetato
de etilo y dietil éter. El sólido blanco obtenido se seca a
temperatura ambiente durante 12 horas.
El dihidróxido de hexametonio se prepara por
intercambio aniónico directo, utilizando una resina, Amberlite
IRN-78 (Supelco), como fuente de aniones
hidróxidos, habiendo lavado la resina previamente con agua
destilada hasta pH=7. El proceso consiste en disolver 9 g de
dibromuro de hexametonio obtenido según el ejemplo 1 en 250 g de
agua Milli Q (Millipore). La solución resultante se hace pasar a
través de una columna de resina Amberlite IRN-78
lavada - ajustándose la velocidad de flujo para alcanzar un nivel
de intercambio superior al 95%. La solución resultante, de
dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio), se recoge en
un vaso de precipitados. Esta solución se concentra a 50ºC y vacío
hasta alcanzar una concentración de dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio) de
aproximadamente 0.5 mol/Kg.
Se disuelve 0.785 g de GeO_{2} en 161 g de una
disolución de dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio) con una
concentración de 0.256 moles/1000 g. Una vez disuelto, se
hidrolizan 15.621 g de tetraetilortosilicato en dicha solución,
agitando hasta evaporar el etanol formado en la hidrólisis
alcanzando la mezcla de reacción una composición final:
10 SiO_{2} :
1 GeO_{2} : 2.75 R(OH)_{2} : 55
H_{2}O
donde R(OH)_{2} es
dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio).
Este gel se introduce en autoclaves de acero con
funda interna de teflón que, a su vez, se introducen en estufas a
175ºC durante 22 días. El sólido obtenido, se filtra, lava y seca a
60ºC.
Se disuelven 0.655 g de GeO_{2} en 65.166 g de
una disolución de Dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio) con una
concentración de 0.5265 moles/1000 g. Una vez disuelto, se añaden
0.217 g de cristales de ITQ-13 recién sintetizados,
y se disuelven, para hidrolizar después 12.329 g de
tetraetilortosilicato en dicha solución, agitando hasta evaporar el
etanol formado en la hidrólisis alcanzando la mezcla de reacción
una composición final:
10 SiO_{2} :
1 GeO_{2} : 2.75 R(OH)_{2} : 55 H_{2}O : 0.00045
B_{2}O_{3}
donde R(OH)_{2} es
dihidróxido de
hexametilen-bis(trimetilamonio).
Este gel se introduce en autoclaves de acero con
funda interna de teflón que, a su vez, se introducen en estufas a
175ºC durante 22 días. El sólido obtenido se filtra, lava y seca a
60ºC.
Claims (24)
1. Un procedimiento para sintetizar un material
cristalino microporoso denominado ITQ-13, que tiene
un sistema tridimensional de canales, que comprende dos conjuntos
de canales, cada uno de ellos definido por anillos de 10 miembros
de átomos tetraédricamente coordinados, que intersectan entre sí, y
un tercer conjunto de canales, definidos por anillos de 9 miembros
de átomos tetraédricamente coordinados, y que intersectan con los
dos conjuntos de canales anteriores, dicho procedimiento
caracterizado porque comprende:
a) preparar una mezcla que comprende al menos
agua, una fuente de al menos un elemento tetravalente Y, y un
agente director de estructura (R), sin que esté presente en el
medio de síntesis ninguna fuente de iones fluoruro.
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
(R), sin que esté presente en el medio de síntesis ninguna fuente
de iones fluoruro.
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen los
cristales del material, obteniéndose un material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar la materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento tetravalente Z distinto de Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
(R), teniendo la mezcla de síntesis una composición, en términos de
relaciones molares de óxidos, en los siguientes intervalos:
sin que esté presente en el medio
de síntesis ninguna fuente de iones
fluoruro.
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino;
c) recuperar el material cristalino y
d) eliminar la materia orgánica ocluida en el
interior del material cristalino mediante una etapa seleccionada
entre:
- -
- extracción,
- -
- tratamiento térmico a temperaturas superiores a 250ºC, y
- -
- mezcla de ambas etapas de extracción y tratamiento térmico.
4. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la fuente de
elemento tetravalente Y está seleccionada entre un óxido,
hidróxido, oxihidróxido, alcóxido hidrolizable, una sal del
elemento Y, y una mezcla de ellos.
5. Un procedimiento según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque la fuente de elemento trivalente X
está seleccionada entre un óxido, hidróxido, oxihidróxido, alcóxido
hidrolizable, una sal del elemento X, y una mezcla de ellos.
6. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la fuente de elemento tetravalente Z
está seleccionada entre un óxido, hidróxido, oxihidróxido, alcóxido
hidrolizable, una sal del elemento Z, y una mezcla de ellos.
7. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el agente director de estructura es una
sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio).
8. Un procedimiento según la reivindicación 7,
en el que la sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio es el
hidróxido.
9. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la mezcla de síntesis tiene una
composición, en termino de relaciones molares de óxidos, en los
siguientes intervalos:
10. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque:
- -
- Y es uno o más elementos tetravalentes seleccionados entre Si, Sn, Ti y V.
11. Un procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque:
- -
- Y es uno o más elementos tetravalentes seleccionados entre Si, Sn, Ti y V y
- -
- X es uno o más elementos trivalentes seleccionados del grupo formado por Al, B, In, Ga, Cr y Fe.
12. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque:
- -
- Y es uno o más elementos tetravalentes seleccionados entre Si, Sn, Ti y V;
- -
- X es uno o más elementos trivalentes seleccionados del grupo formado por Al, B, In, Ga, Cr y Fe; y
- -
- Z es Ge.
13. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de eliminación del material
orgánico ocluido se realiza por calcinación a una temperatura entre
350ºC y 700ºC.
14. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza además una etapa de
intercambio iónico con uno o más cationes seleccionados entre
cationes metálicos y precursores de H^{+}.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque dichos cationes están seleccionados
entre cationes monovalentes, cationes divalentes, cationes
trivalentes y mezclas de ellos.
16. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque dichos cationes están seleccionados
entre cationes de tierras raras, cationes de metales del grupo
VIII, cationes de metales del grupo IIA, IIIA, IVA, VA, IB, IIB,
IIIB, IVB, VB, VIIB, y mezclas de ellos.
17. Un material cristalino microporoso, precursor
de ITQ-13, caracterizado por un patrón de
difracción de rayos X que comprende las líneas siguientes, en su
forma sintetizada sin calcinar:
\newpage
donde la intensidad relativa se
calcula como el porcentaje respecto del pico más intenso, y
"mf" significa intensidad entre 80-100 y f
significa entre
60-80,
y porque su composición química
es:
n R : x
X_{2}O_{3} : y YO_{2} : z
ZO_{2}
en la que R es un Agente Director
de Estructura, X es uno o más elementos trivalentes, Y es uno o más
elementos tetravalentes, y Z corresponde a Ge, el valor de (y+z)/x
está comprendido entre 5 e \infty, el valor y/z es de al menos 1,
y z puede valer
0.
18. Un material cristalino según la
reivindicación 17, caracterizado porque su patrón de
difracción de rayos X comprende además las líneas siguientes, en su
forma sintetizada sin calcinar
donde la intensidad relativa se
calcula como el porcentaje respecto del pico más intenso, y
"d" significa entre 20-40, y md significa
entre
0-20.
19. Un material cristalino microporoso según la
reivindicación 17, caracterizado porque el agente director
de estructura es una sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio).
20. Un material cristalino microporoso según la
reivindicación 19, caracterizado porque la sal del catión
hexametilen-bis(trimetilamonio) es el
hidróxido.
21. Un material cristalino microporoso según la
reivindicación 17, caracterizado porque
- -
- X es uno o más elementos trivalentes seleccionados del grupo formado por Al, B, In, Ga, Cr y Fe;
- -
- Y es uno o más elementos tetravalentes seleccionados entre Si, Sn, Ti, V y
- -
- Z es Ge.
\newpage
22. Un material cristalino microporoso definido
en la reivindicación 17, caracterizado porque se prepara
mediante un procedimiento que comprende las etapas (a) a (c) de la
reivindicación 1:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, opcionalmente una
fuente de al menos un elemento tetravalente Z, opcionalmente una
fuente de al menos un elemento trivalente X, y un agente director
de estructura R, sin que esté presente ninguna fuente de iones
fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino; y
c) recuperar el material cristalino.
23. Un material cristalino microporoso definido
en la reivindicación 17, caracterizado porque se prepara
mediante un procedimiento que comprende las etapas (a) a (c) de la
reivindicación 2:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
R, sin que esté presente ninguna fuente de iones fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino; y
c) recuperar el material cristalino.
24. Un material cristalino microporoso definido
en la i reivindicación 17, caracterizado porque se prepara
mediante un procedimiento que comprende las etapas (a) a (c) de la
reivindicación 3:
a) preparar una mezcla que comprende agua, una
fuente de al menos un elemento tetravalente Y, una fuente de al
menos un elemento tetravalente Z distinto de Y, una fuente de al
menos un elemento trivalente X, y un agente director de estructura
R, teniendo la mezcla de síntesis una composición, en termino de
relaciones molares de óxidos, en los siguientes intervalos:
sin que esté presente ninguna
fuente de iones
fluoruro,
b) mantener la mezcla de síntesis a una
temperatura comprendida entre 80 y 200ºC hasta que se formen
cristales del material, obteniéndose un material cristalino; y
c) recuperar el material cristalino.
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CORMA, A. et al. A zeolite structure (ITQ-13) with three sets of medium-pore crossing channels formed by 9- and 10-rings. Angewandte Chemie, International Edition (2003), 42 (10), páginas 1156-1159. ISSN 1433-7851. * |
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