RU2042621C1 - Синтетический кристаллический алюмосиликат - Google Patents
Синтетический кристаллический алюмосиликат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042621C1 RU2042621C1 SU915001891A SU5001891A RU2042621C1 RU 2042621 C1 RU2042621 C1 RU 2042621C1 SU 915001891 A SU915001891 A SU 915001891A SU 5001891 A SU5001891 A SU 5001891A RU 2042621 C1 RU2042621 C1 RU 2042621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- weak
- strong
- zeolites
- solid
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 238000005004 MAS NMR spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000449 magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- MTZQAGJQAFMTAQ-UHFFFAOYSA-N ethyl benzoate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=CC=C1 MTZQAGJQAFMTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005216 hydrothermal crystallization Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical class N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 alkali metal cation Chemical class 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M tetrapropylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7003—A-type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/78—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/36—Pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/26—After treatment, characterised by the effect to be obtained to stabilize the total catalyst structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/36—Steaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к синтетическим кристаллическим алюмосиликатам химического состава (0,001 1,5) M2O:Al2O3:(20-31)SiO2, применяемый для получения катализаторов и адсорбентов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к новому синтетическому кристаллическому алюмосиликату (цеолиту).
Цеолиты представляют собой микропористые кристаллические алюмосиликаты, которые отличаются рядом особых свойств. Они имеют определенную систему полостей с диаметром отверстий 0,3-0,9 нм. Цеолиты являются катионообменниками. В Н-форме они имеют высокую кислотность твердого тела. Степень их гидрофобности можно регулировать, изменяя соотношение между кремнием и алюминием. Они обладают высокой термической стабильностью.
Синтетические цеолиты в настоящее время применяются, в частности, в качестве адсорбентов в процессах разделения, в качестве заменителя фосфата в моющих средствах и в качестве катализаторов в нефтехимических процессах. Кроме того, они являются весьма перспективными для использования в экологически чистых технологиях.
Использование их в качестве селективных гетерогенных катализаторов позволяет получать ценные органические продукты более целенаправленно с меньшими затратами энергии при образовании значительно меньших количеств нежелательных побочных продуктов. С помощью этих катализаторов природное сырье, например нефть и природный газ, и вторичное сырье, например биоспирт, которые в настоящее время используются лишь неполностью, можно перерабатывать в полезные продукты с гораздо большей эффективностью. Кроме того цеолиты могут использоваться в качестве катализаторов для очистки от азота отходящих газов, в качестве аккумуляторов энергии и в процессах разделения веществ с малыми энергетическими затратами.
Синтез цеолитов с высоким содержанием кремния ряда пентасила впервые описан в 1967 году.
Однако получить эти вещества удалось только при добавке к исходной смеси органических соединений, оказывающих влияние на структуру образующегося продукта. Чаще всего для этой цели использовали соединения тетралкиламмония, например, бромистый тетрапропиламмоний. В последующие годы удалось осуществить синтез с использованием ряда других органических соединений, таких как вторичные амины, спирты, простые эфиры, гетероциклические соединения и кетоны.
Все эти варианты синтеза имеют ряд серьезных недостатков, которые исключают получение цеолитов таким способом в промышленных масштабах без загрязнения окружающей среды.
Одним из таких недостатков является высокая токсичность используемых органических соединений и их легкая воспламеняемость.
Поскольку синтез необходимо проводить в гидротермических условиях при высоком давлении и в автоклавах, никогда нельзя полностью исключить попадание этих веществ в атмосферу.
В результате возникает высокая опасность для обслуживающего персонала и для соседних и отдаленных производственных площадей. Образующиеся в ходе процесса сточные воды также содержат эти соединения, поэтому их необходимо обезвреживать для того, чтобы исключить загрязнение окружающей среды. А такое обезвреживание требует высоких затрат. К тому же находящиеся в решетке органические компоненты выгорают при высоких температурах, в результате они сами или возможные продукты их распада или продукты вторичных реакций попадают в отходящие газы. Такое выгорание может вызывать нарушения в решетке цеолитного катализатора, которые отрицательно сказываются на его каталитических свойствах.
Следствием всех этих недостатков явилось то, что получение этих ценных катализаторов в промышленных масштабах до настоящего времени так и не получило широкого развития.
В последние годы в патентной литературе описаны некоторые способы получения, в которых удалось отказаться от использования этих органических соединений [1]
Целевой продукт, получаемый описанными в этих патентах способами, образуется очень медленно (реакция протекает в течение нескольких мин-дней) и в большинстве случаев неполностью. Кроме того не исключено образования нежелательных побочных фаз.
Целевой продукт, получаемый описанными в этих патентах способами, образуется очень медленно (реакция протекает в течение нескольких мин-дней) и в большинстве случаев неполностью. Кроме того не исключено образования нежелательных побочных фаз.
Согласно настоящему изобретению в способе синтеза используются исключительно неорганические материалы, при котором практически исключено образование побочных фаз и его можно осуществить в течение непродолжительного времени.
Получаемые предлагаемым способом синтетические алюмосиликаты имеют физико-химические характеристики, отличающие их от аналогичных продуктов, но полученных другими способами.
Получаемые в соответствии с настоящим изобретением цеолиты имеют химический состав, который может быть описан в мольном соотношении следующим образом: 0-3 М2О Al2О3 15-40 SiО 0-40 H2О, где М означает катион щелочного металла. Эти цеолиты могут вступать в ионный обмен при взаимодействии с минеральными кислотами, соединениями аммиака, другими донорами протонов или с другими катионами.
Другой характерной чертой цеолитов, получаемых предлагаемыми способом, является рентгенограмма с межплоскостными расстояниями, перечисленными в таблице.
В комбинации с вышеуказанным химическим составом и приведенными в таблице межплоскостными расстояниями получаемые предлагаемым способом цеолиты характеризуются полосами поглощения в 29 -Si-твердотельном MAS-ЯМР-спектре при -100, -106, -112 и -116 м.д. по сравнению с тетраметилсиланом, использующимся в качестве стандарта, благодаря чему эти новые алюмосиликаты можно отличить от всех других аналогичных цеолитов.
Твердотельные MAS-ЯMР-измерения проводили на спектрометре Bruker 400 MSL с магнитным полем 9,4 MТ 29 -Si-MAS-ЯМР-измерения проводили при частоте 79,5 МГц, при длительности импульса 4 мкс, с интервалом между импульсами 5 с, скорости вращения 3 кГц и величине Scan 10000. Для разворачивания циклов измеренных спектров использовалась программа Bruker GLINET.
Для того, чтобы быть уверенными в том, что полосы поглощения при примерно 100 м. д. действительно обусловлены наличием атомов кремния, связанных через атомы кислорода с двумя атомами кремния и двумя атомами алюминия, проводили дополнительные измерения образцов с помощью перекрестной поляризации, которая исключала принадлежность этих полос к силанольным группам и подтверждала наличие описанных структурных единиц.
Твердотельные MAS-ЯМР исследования за последние годы превратились в один из наиболее эффективных методов изучения структуры силикатов и в особенности цеолитов.
С 1979 г. началось применение 29 -Si-, 27 -Al- и 17 -О- твердотельной MAS-ЯМР-спектроскопии для изучения структуры цеолитов.
В частности, с помощью 29 -Si- твердотельной MAS-ЯМР-спектроскопии было получено много новых данных о структуре и химии цеолитов.
С ее помощью удалось разделить сигналы от занимающих различное положение в кристаллической решетке атомов кремния и определить структурные параметры.
В синтетических цеолитах семейства пентасила благодаря высокому содержанию в них SiO2 подавляющая часть атомов кремния решетки через кислородные мостики связана только с атомами кремния. Такая структурная единица может быть выявлена по сигналу в 29 -Si- твердотельном MAS-ЯМР-спектре между 112 и 116 м.д.
Кроме того в цеолитах семейства пентасила часто обнаруживается еще один более слабый сигнал при примерно 106 м.д. интенсивность которого возрастает с увеличением содержания алюминия и который можно приписать атому кремния, связанному через кислородные мостики с тремя атомами кремния и одним атомом алюминия.
Сигналы в цеолитах семейства пентасила, которые можно было бы приписать атомам кремния, связанным с 0,1,2 атомами алюминия, не были обнаружены.
Обычные способы синтеза пентасила с мольным соотношением SiO2/Al2O3 менее 40 или 30 приводят к получению лишь частично кристаллических продуктов. С помощью предлагаемого способа удается, в частности, и при таких соотношениях получать однофазные продукты с высокой каталитической активностью. Отсюда можно сделать вывод, что при получении цеолитов в соответствии с настоящим изобретением в решетке возникают структурные единицы, в которых атомы кремния через кислородные мостики связаны с двумя атомами кремния и двумя атомами алюминия (полосы поглощения при примерно 100 м.д.).
Цеолитные катализаторы в соответствии с настоящим изобретением благодаря наличию в них таких структурных единиц обладают значительно более высокой каталитической активностью, чем аналогичные, полученные обычными способами, пентасилы.
Способ получения этих новых алюмосиликатов заключается в гидротермической кристаллизации из содержащей исключительно неорганические компоненты водной щелочной реакционной смеси следующего мольного состава:
SiO2/Al2О3 15-40
ОН-/SiO2 0,1-0,2
H2О/SiO2 20-60, в частности из водной щелочной реакционной смеси следующего мольного состава:
SiO2/Al2O3 18-30
ОН-/SiO2 0,13-0,18
Н2/SiO2 25-40.
SiO2/Al2О3 15-40
ОН-/SiO2 0,1-0,2
H2О/SiO2 20-60, в частности из водной щелочной реакционной смеси следующего мольного состава:
SiO2/Al2O3 18-30
ОН-/SiO2 0,13-0,18
Н2/SiO2 25-40.
В качестве исходных материалов для получения указанных цеолитов используются SiO2 и Al2O3 или их гидратированные производные, или силикаты и алюминаты щелочных металлов и минеральные кислоты. Предпочтительно использовать более дешевые исходные материалы, такие как жидкое натриевое стекло, соли натрия и алюминия и серную кислоту.
После смешения исходных материалов осуществляют гидротермическую кристаллизацию, которую проводят при температуре выше 100оС в течение 1-100 ч.
Образующийся алюмосиликат отфильтровывают и далее получают из него катализаторы или адсорбенты.
П р и м е р 1. Реакционную смесь, состоящую из растворов жидкого натриевого стекла, сульфата алюминия, сульфата натрия и серной кислоты с мольным соотношением:
SiO2/Al2O3 30
OН-/SiO2 0,14
H2O/SiO2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. Твердый продукт затем отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d значениями.
SiO2/Al2O3 30
OН-/SiO2 0,14
H2O/SiO2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. Твердый продукт затем отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d значениями.
Полученный продукт имеет следующий химический состав (в мольном соотношении): 1,1 Na2О Al2O3 31 SiO2 6H2О.
Доли отдельных полос поглощений в 29 -Si- твердотельном МА-ЯМР-спектре, являющиеся мерой различных тетраэдерных координаций кремния, составляют:
Si(4Si 0Al) (3Si; 1Al) Si(2Si; 2Al)
-112 и 116 м.д. -106 м.д. -100 м.д.
Si(4Si 0Al) (3Si; 1Al) Si(2Si; 2Al)
-112 и 116 м.д. -106 м.д. -100 м.д.
75 23 2
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Испытания проводят на примере реакции диспропорционирования этилбензоата. При температуре 250оС и скорости прохождения через реактор 0,33 ч-1 степень конверсии составляет 30%
П р и м е р 2. Реакционную смесь, состоящую из растворов жидкого натриевого стекла, сульфата алюминия, сульфата натрия и серной кислоты, при мольном отношении:
SiО2/Al2О3 27
ОН-/SiO2 0,14
H2О/SiO2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. После этого твердый продукт отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d значениями.
П р и м е р 2. Реакционную смесь, состоящую из растворов жидкого натриевого стекла, сульфата алюминия, сульфата натрия и серной кислоты, при мольном отношении:
SiО2/Al2О3 27
ОН-/SiO2 0,14
H2О/SiO2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. После этого твердый продукт отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d значениями.
Полученный продукт имеет следующий химический состав (в мольном соотношении): 1,2 Na2O Al2О3 27 SiО2 7H2О.
Доли отдельных полос поглощения в 29 -Si-твердотельном MAS-ЯМР-спектре, являющиеся мерой различных тетраэдерных координаций кремния, составляют:
Si(4Si 0АI)% Si (3Si1AI) Si (2Si 2Al)
-112 и -116 м.д. -106 м.д. -2100 м.д.
Si(4Si 0АI)% Si (3Si1AI) Si (2Si 2Al)
-112 и -116 м.д. -106 м.д. -2100 м.д.
73 24 3
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Испытания проводят на примере реакции диспропорционирования этилбензола. При 250оС и скорости прохождения через реактор 0,33 ч-1 степень конверсии составляет 33%
П р и м е р 3. Реакционную смесь, состоящую из растворов жидкого натриевого стекла, сульфата алюминия, сульфата натрия и серной кислоты, при мольном соотношении:
SiО2/Al2О3 24
ОН-/SiО2 0,14
H2О/SiО2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. Твердый продукт затем отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d-значениями.
П р и м е р 3. Реакционную смесь, состоящую из растворов жидкого натриевого стекла, сульфата алюминия, сульфата натрия и серной кислоты, при мольном соотношении:
SiО2/Al2О3 24
ОН-/SiО2 0,14
H2О/SiО2 30 нагревают в автоклаве с мешалкой до 185оС и в течение 24 ч подвергают гидротермической обработке. Твердый продукт затем отфильтровывают и высушивают при 110оС. Полученный сухой продукт состоит из однофазного алюмосиликата и имеет рентгенограмму с перечисленными в таблице d-значениями.
Полученный продукт имеет следующий химический состав (в мольном соотношении): 1,1 Na2О Al2О3 24 SiО2 7 H2О.
Доли отдельных полос поглощения в 29 -Si- твердотельном MAS-ЯМР-спектре, являющиеся мерой различных тетраэдерных координаций кремния, составляют:
Si (4SiO 0Al) Si (3Si; 1AI) Si (2Si 2Al)
-112 и -116 м.д. -106 м.д. -100 м.д.
Si (4SiO 0Al) Si (3Si; 1AI) Si (2Si 2Al)
-112 и -116 м.д. -106 м.д. -100 м.д.
71 26 3
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Часть полученного продукта подвергают многократному ионному обмену с нитратом аммония, активируют, загружают в реактор работающей при нормальном давлении проточной установки и испытывают на каталитическую активность.
Испытания проводят на примере реакции диспропорционирования этилбензола. При 250оC и скорости прохождения через реактор 0,33 ч-1 степень конверсии составляет 40%
Claims (1)
- СИНТЕТИЧЕСКИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ АЛЮМОСИЛИКАТ, который имеет следующий химический состав, выраженный в виде молярных отношений оксидов:
(0,001 1,5) Na2O·Al2O3·(20 31) SiO2
и структуру, характеризующуюся следующим спектром дифракции рентгеновского излучения:
d-Значения/межплоскостные расстояния Относительная интенсивность
11,2 ± 0,3 Сильная
10,1 ± 0,3 Сильная
9,8 ± 0,2 Слабая
3,85 ± 0,1 Очень сильная
3,83 ± 0,1 Сильная
3,75 ± 0,1 Сильная
3,73 ± 0,1 Сильная
3,60 ± 0,1 Слабая
3,06 ± 0,05 Слабая
3,00 ± 0,05 Слабая
2,01 ± 0,02 Слабая
1,99 ± 0,02 Слабая
отличающийся тем, что его структура характеризуется 29- Si твердофазным масс-ЯМР-спектром, снятым с тетраметилсиланом в качестве стандарта, содержащим пик между -96 и -102 млн.долей и полосы поглощения при -106, -112, -116 млн.долей.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEP3922181.4 | 1989-07-06 | ||
| DE3922181A DE3922181A1 (de) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Synthetisches kristallines alumosilikat und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2042621C1 true RU2042621C1 (ru) | 1995-08-27 |
Family
ID=6384392
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904830485A RU2066675C1 (ru) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | Способ получения синтетического кристаллического алюмосиликата |
| SU915001891A RU2042621C1 (ru) | 1989-07-06 | 1991-10-31 | Синтетический кристаллический алюмосиликат |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904830485A RU2066675C1 (ru) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | Способ получения синтетического кристаллического алюмосиликата |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5385714A (ru) |
| EP (1) | EP0406474B1 (ru) |
| JP (1) | JP2918054B2 (ru) |
| AT (1) | ATE86948T1 (ru) |
| AU (1) | AU627902B2 (ru) |
| BR (1) | BR9003203A (ru) |
| CA (1) | CA2020580C (ru) |
| DD (1) | DD300507A5 (ru) |
| DE (2) | DE3922181A1 (ru) |
| DK (1) | DK171508B1 (ru) |
| ES (1) | ES2047626T3 (ru) |
| RO (1) | RO109055B1 (ru) |
| RU (2) | RU2066675C1 (ru) |
| UA (1) | UA32404C2 (ru) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4022140C2 (de) * | 1990-07-11 | 1998-05-20 | Ecolith Zeolithe Gmbh | Verwendung eines synthetischen, kristallinen Alumosilikates |
| DE4042655C2 (de) * | 1990-07-11 | 1996-12-19 | Ecolith Zeolithe Gmbh | Verwendung eines synthetischen, kristallinen Alumosilikats mit der chemischen Zusammensetzung 0-3M¶2¶O : Al¶2¶O¶3¶ : 15-40SiO¶2¶ : 0-40H¶2¶O zur Gewinnung und Verarbeitung von Aromaten |
| UA27705C2 (ru) * | 1990-07-11 | 2000-10-16 | Еколіт-Цеоліте Гмбх | способ каталитической изомеризации С8-ароматических углеводородов |
| DE19722789A1 (de) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Alsi Penta Zeolithe Gmbh | Synthetisches kristallines Zeolithpulver und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6368571B1 (en) | 2000-01-28 | 2002-04-09 | Chk Group, Inc. | ZSM-5 made from siliceous ash |
| JP4896110B2 (ja) * | 2001-06-25 | 2012-03-14 | 三菱樹脂株式会社 | ゼオライト及び吸着材 |
| ATE496682T1 (de) | 2001-09-28 | 2011-02-15 | Volvo Technology Corp | Poröser katalysator, verfahren und anordnung zur katalytischen konversion von abgasen |
| DE102007059129A1 (de) | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Süd-Chemie AG | Katalysator mit erhöhter Olefinselektivität zur Umsetzung von Oxygenaten zu Olefinen |
| EP2130586A1 (en) | 2008-06-06 | 2009-12-09 | Total Petrochemicals Research Feluy | Process for making crystalline metallosilicates |
| WO2011123337A2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Uop Llc | Uzm-37 aluminosilicate zeolite |
| RU2467950C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ получения алюмосиликатов и кремния из воздушной взвеси частиц песка и устройство для его осуществления |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3702886A (en) * | 1969-10-10 | 1972-11-14 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm-5 and method of preparing the same |
| US4175114A (en) * | 1973-12-13 | 1979-11-20 | Mobil Oil Corporation | Method for producing zeolites |
| US4341748A (en) * | 1973-12-13 | 1982-07-27 | Mobil Oil Corporation | Method for producing zeolites |
| US5102644A (en) * | 1973-12-13 | 1992-04-07 | Mobil Oil Corporation | Method for producing zeolites |
| US4199556A (en) * | 1973-12-13 | 1980-04-22 | Mobil Oil Corporation | Method for producing zeolites |
| US4994251A (en) * | 1973-12-13 | 1991-02-19 | Mobil Oil Corporation | Method for producing zeolites |
| US4257885A (en) * | 1976-02-04 | 1981-03-24 | Union Carbide Corporation | Novel zeolite compositions and processes for preparing and using same |
| NZ193928A (en) * | 1979-06-11 | 1982-09-07 | Mobil Oil Corp | Preparation of large crystal zeolite zsm-5 |
| NZ193927A (en) * | 1979-06-11 | 1982-09-07 | Mobil Oil Corp | Continuous stream method of preparing crystalline zeolite |
| ZA803365B (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-27 | Mobil Oil Corp | Synthesis of large crystal zeolite zsm-5 |
| JPS56160316A (en) * | 1980-05-14 | 1981-12-10 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Synthetic crystalline aluminosilicate composition and its manufacture |
| JPS577819A (en) * | 1980-06-14 | 1982-01-16 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Manufacture of crystalline aluminosilicate zeolite |
| JPS58145616A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-30 | Teijin Yuka Kk | 新規結晶性アルミノシリケ−トゼオライト及びその製造法 |
| DD207186B1 (de) * | 1982-02-23 | 1988-01-06 | Bitterfeld Chemie | Verfahren zur herstellung von hochkieselsaeurehaltigen zeolithen des typs zsm-5 |
| JPS58204817A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-29 | Teijin Yuka Kk | 結晶性アルミノシリケ−トゼオライトの製造法 |
| IT1152998B (it) * | 1982-07-01 | 1987-01-14 | Anic Spa | Procedimento per la preparazione di allumino-silicati cristallini porosi |
| JPS5939715A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-05 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | 高シリカモルデナイト及びその製造法 |
| DK164097C (da) * | 1982-09-20 | 1992-10-05 | Tosoh Corp | Fremgangsmaade til fremstilling af zeoliter |
| FR2552418B1 (fr) * | 1983-09-28 | 1985-10-25 | Rhone Poulenc Spec Chim | Procede de fabrication de zeolithe du type zsm-5 |
| DE3477184D1 (en) * | 1984-08-10 | 1989-04-20 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Novel crystalline aluminosilicate, process for the preparation thereof, and process for the conversion of organic materials using the same |
| US4900529A (en) * | 1984-09-04 | 1990-02-13 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Process for making crystalline siliceous materials |
| NZ225813A (en) * | 1987-09-02 | 1990-11-27 | Mobil Oil Corp | Zsm-5 in crystal form having specific dimensions, and preparation thereof |
-
1989
- 1989-07-06 DE DE3922181A patent/DE3922181A1/de not_active Withdrawn
- 1989-08-29 DE DE8989115906T patent/DE58903834D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 EP EP89115906A patent/EP0406474B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 ES ES89115906T patent/ES2047626T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 AT AT89115906T patent/ATE86948T1/de not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-06-19 DK DK150190A patent/DK171508B1/da not_active IP Right Cessation
- 1990-07-02 RO RO145475A patent/RO109055B1/ro unknown
- 1990-07-05 BR BR909003203A patent/BR9003203A/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-07-05 RU SU904830485A patent/RU2066675C1/ru active
- 1990-07-05 AU AU58692/90A patent/AU627902B2/en not_active Ceased
- 1990-07-05 DD DD342537A patent/DD300507A5/de unknown
- 1990-07-06 CA CA002020580A patent/CA2020580C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-06 JP JP2177627A patent/JP2918054B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-31 UA UA5001891A patent/UA32404C2/ru unknown
- 1991-10-31 RU SU915001891A patent/RU2042621C1/ru active
-
1992
- 1992-06-29 US US07/908,539 patent/US5385714A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4257885, кл. 210-691, 1982. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9003203A (pt) | 1991-08-27 |
| UA32404C2 (ru) | 2000-12-15 |
| DE3922181A1 (de) | 1991-01-17 |
| EP0406474A3 (en) | 1991-09-18 |
| CA2020580A1 (en) | 1991-01-07 |
| EP0406474A2 (de) | 1991-01-09 |
| AU627902B2 (en) | 1992-09-03 |
| RO109055B1 (ro) | 1994-11-30 |
| DK150190D0 (da) | 1990-06-19 |
| US5385714A (en) | 1995-01-31 |
| DE58903834D1 (de) | 1993-04-22 |
| CA2020580C (en) | 2000-02-22 |
| JP2918054B2 (ja) | 1999-07-12 |
| DK171508B1 (da) | 1996-12-09 |
| EP0406474B1 (de) | 1993-03-17 |
| RU2066675C1 (ru) | 1996-09-20 |
| AU5869290A (en) | 1991-01-10 |
| DK150190A (da) | 1991-01-07 |
| JPH03115116A (ja) | 1991-05-16 |
| DD300507A5 (de) | 1992-06-17 |
| ATE86948T1 (de) | 1993-04-15 |
| ES2047626T3 (es) | 1994-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kulkarni et al. | Studies in the synthesis of ZSM-5 zeolites | |
| US4404175A (en) | Preparation of zeolites | |
| US4401637A (en) | Crystalline isotactic zeolites and their preparation | |
| Shirazi et al. | The effect of Si/Al ratio of ZSM‐5 zeolite on its morphology, acidity and crystal size | |
| AU690402B2 (en) | Rare earth-ZSM-5/ZSM-11 cocrystalline zeolite | |
| CA1154419A (en) | High silica faujasite polymorph csz-3 and method of synthesizing | |
| US4325929A (en) | Method of preparing crystalline silica polymorph | |
| US4344927A (en) | Method of preparing crystalline silica polymorph | |
| RU2042621C1 (ru) | Синтетический кристаллический алюмосиликат | |
| JPH04342415A (ja) | 大孔径合成ゼオライトの脱アルミニウム方法、該方法によって得られる脱アルミニウムゼオライトを含有してなる触媒及び親有機性選択的吸着剤、並びにシリカ主体のゼオライトβ | |
| US4331644A (en) | Combustion catalyst and process for using same | |
| JPS58145616A (ja) | 新規結晶性アルミノシリケ−トゼオライト及びその製造法 | |
| JPS6366771B2 (ru) | ||
| Chumbhale et al. | Characterization of siliceous mordenite obtained by direct synthesis or by dealumination | |
| Tapp et al. | Generation of acid sites in substituted aluminophosphate molecular sieves | |
| Wenyang et al. | Nonaqueous synthesis of ZSM-35 and ZSM-5 | |
| US8022003B2 (en) | Crystalline composition, preparation and use | |
| GB2084552A (en) | Silica polymorph | |
| US5215736A (en) | Mordenite type zeolite and its preparation process | |
| GB2144727A (en) | Crystalline silicates of the MTN-type and methods for their production | |
| Eapen et al. | Synthesis of a gallosilicate analogue of high silica, large Port Mordenitel | |
| Van der Puil et al. | On the synthesis and characterization of Cr-silicalite-1 | |
| Reddy et al. | Physicochemical characterization of boro-and gallo-silicate isomorphs of β-zeolite | |
| Tianyou et al. | The templating effect during the formation of ZSM-5 type zeolite | |
| KR100478077B1 (ko) | 알킬화 반응 촉매 및 이의 용도 |