分子筛ssz-85的物质组合物及其合成的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的公开内容一般地涉及命名为SSZ-85的新型钴铝磷酸盐分子筛，使用 1，3-二异丙基咪唑鎗离子液体制备SSZ-85的方法和SSZ-85的用途。
[0002] 发明背景
[0003] 由于它们独特的筛分性质以及它们的催化性能，结晶分子筛和沸石在例如烃转 化、气体干燥和分离的应用中是特别有用的。虽然已经公开了许多不同的结晶分子筛，但对 于具有期望的性质用于气体分离和干燥、烃和化学品转化和其他应用的新的分子筛具有持 续的需求。新的分子筛可含有新型内孔结构，从而提供在这些工艺中增强的选择性。
[0004] 常规地通过水热合成，制备分子筛，其中在高压釜内，在自生压力下，加热含有 四面体原子源、矿化剂和结构导向剂的含水反应混合物。最近，报道了可通过离子热 (ionothermal)合成来制备分子筛，其中离子液体用作溶剂和结构导向剂（"SDA"）二者， 结构导向剂也称为结晶模板（参见，例如E. R. Cooper等人，Nature 2004, 430, 1012-16;和 E. R. Parnham 等人，J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2204-2205)。离子液体是完全由离子构成的 一组化合物且通常在环境温度和近环境温度下为液体。离子液体倾向于在非常宽的温度范 围内为液体，且一些具有多达300°C或更高的液体范围。离子液体通常是非挥发的，且有效 地不具有蒸汽压。许多是空气和水稳定的，且可以是宽泛的各种无机、有机和聚合物材料的 良溶剂。
[0005] 分子筛的离子热合成与常规的水热合成相比具有数个优点。消除了与在水热合成 过程中在高压下操作有关的安全担心。由于大多数离子液体通常是非挥发的，且有效地不 具有蒸汽压，因此在加热时没有产生自生压力，从而允许在高温下发生分子筛合成，同时保 持压力在环境水平下。而且，可以循环在离子热合成中所使用的离子液体以供进一步使用。 [0006] 发明概述
[0007] 本发明的公开内容涉及一类具有独特性能的结晶钴铝磷酸盐分子筛，在本文中称 为"分子筛SSZ-85"或简称为"SSZ-85"。
[0008] 在一个方面中，提供其煅烧形式具有表3的粉末X-射线衍射（XRD)线的钴铝磷酸 盐分子筛。
[0009] 在另一方面中，提供制备钴铝磷酸盐分子筛的方法，该方法包括在结晶条件下接 触下述物质：（1)至少一种钴源；（2)至少一种铝源；（3)至少一种磷源；（4)氟离子；和 (5) 1，3-二异丙基咪唑鎗离子液体。
[0010] 在又一方面中，提供其煅烧形式具有表3的粉末X-射线衍射（XRD)线的钴铝磷酸 盐分子筛的制备方法，该方法包括：(a)制备含下述物质的反应混合物：（1)至少一种钴源； (2)至少一种铝源；（3)至少一种磷源；（4)氟离子；和（5) 1，3-二异丙基咪唑鎗离子液体； 和（b)维持该反应混合物在足以形成分子筛晶体的条件下。
[0011] 合成后原样形式且在无水状态下的SSZ-85用下述经验式表示：
[0012] pQ:aF: (CoxAlyPz)02
[0013] 其中p是相对于每mol (CoxAlyPz)02,1，3-二异丙基咪唑鎗阳离子（Q)的摩尔数并 且P的数值为〇. 001-1 ;其中a是相对于每mol(CoxAlyPz)02，氟离子（F)的摩尔数，和a的 数值为0-1，其中包括（〇彡a彡1);其中x，y和z分别表示作为四面体单元的Co，Al和P 的摩尔分数；和其中x，y和z各自是大于0且小于1的数值，以及x，y和z之和为1。
[0014] 附图简述
[0015] 图1是根据实施例1制备的合成后原样的SSZ-85的粉末XRD图谱。
[0016] 图2是根据实施例2制备的煅烧后的SSZ-85的粉末XRD图谱。
[0017] 图3示出了在SSZ-85和数种其他分子筛内正己烷的吸附。
[0018] 详细说明
[0019]
[0020] 在整个说明书中使用下述术语且将具有以下含义，除非另有说明。
[0021] 术语"活性源"是指能提供以可反应且可被掺入到分子筛结构中的形式的至少一 种元素的试剂或前体材料。术语"源"和"活性源"在本文可互换使用。
[0022]术语"钴铝磷酸盐分子筛"是指具有含[C002]、[A102]和[P02]四面体单元的三维 微孔框架结构的分子筛。任选地，钴铝磷酸盐分子筛也可含有掺入到该框架结构内的[M0 2] 四面体单元，其中M是选自硅（Si)，镁（Mg)，锰（Mn)，铁（Fe)，镍（Ni)，锌（Zn)及其混合物 中的金属。
[0023] 术语"离子液体"是指完全由离子作为阳离子和阴离子的组合组成的液体。术语 "离子液体"包括低温离子液体，它通常是熔点在l〇〇°C以下和常常甚至低于室温的有机盐。
[0024] 通过离子热合成来制备SSZ-85,其中使用离子液体作为溶剂和结构导向剂 ("SDA"）二者，而不是借助常规的水热合成。咪唑鎗-基离子液体是最常用的离子液体。 1，3-二异丙基咪唑鎗离子液体用于离子热合成SSZ-85且用下述结构（1)表示：
【主权项】
1.其煅烧形式具有基本上如下表所示的X-射线衍射图谱的结晶钴铝磷酸盐分子筛：
'2.其合i后原样形式i有基本上如+表所示的X-射线衍射图谱的结晶钴铝磷酸盐分 子筛：
3. 权利要求2的分子筛，在无水状态下，其组成用下述经验式表示： pQ:aF: (CoxAlyPz)02 其中： 以口是相对于每!11〇1((：〇/1&)02，1，3-二异丙基咪唑鎗阳离子（0)的摩尔数并且口的数值为0.001-1 ; (b)a是相对于每m〇l(C〇xAlyPz)02，氟离子（F)的摩尔数并且a的数值为0-1 ; (c)x，y，和z分别表示作为四面体单元的Co,A1和P的摩尔分数；和 (d)x,y,和z各自是大于0且小于1的数值，以及x,y和z之和为1。
4. 权利要求3的分子筛，其中x为0. 01-0. 5,y为0. 25-0. 7和z为0. 25-0. 7。
5. 制备结晶钴铝磷酸盐分子筛的方法，该方法包括在结晶条件下接触下述物质：（1) 至少一种钴源；（2)至少一种铝源；（3)至少一种磷源；（4)氟离子；和（5) 1，3-二异丙基咪 唑鎗离子液体。
6. 权利要求5的方法，其中由含如下摩尔比的物质的反应混合物制备所述分子筛: 其中q是1，3-二异丙基咪唑鐲m离于。
7. 权利要求5的方法，其中由含如下摩尔
比的物质的反应混合物制备所述分子筛： 其中Q是1，3-二异丙基咪唑鎗阳离子。^ '
8. 权利要求5的方法，其中所述分子筛的煅烧后形式具有基本上如下表所示的X-射线 衍射图谱：
9. 权利要求5的方法，其中结晶条件包括150°C-200°C的温度。
10. 权利要求5的方法，其中1，3-二异丙基咪唑鎗离子液体是1，3-二异丙基咪唑鎗溴 化物。
11. 权利要求5的方法，进一步包括从所述反应混合物中回收所述离子液体。
【专利摘要】本发明的公开内容涉及命名为SSZ-85的新型钴铝磷酸盐分子筛和使用1,3-二异丙基咪唑鎓离子液体来制备SSZ-85的方法。
【IPC分类】C01B37-06, C01B39-54
【公开号】CN104703916
【申请号】CN201380052943
【发明人】S·I·佐尼斯
【申请人】雪佛龙美国公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】CA2884574A1, US20140227171, WO2014123609A1