分子篩ssz-85的物質組合物及其合成的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明的公開內容一般地涉及命名為SSZ-85的新型鈷鋁磷酸鹽分子篩，使用 1，3-二異丙基咪唑鎗離子液體制備SSZ-85的方法和SSZ-85的用途。
[0002] 發明背景
[0003] 由于它們獨特的篩分性質以及它們的催化性能，結晶分子篩和沸石在例如烴轉 化、氣體干燥和分離的應用中是特別有用的。雖然已經公開了許多不同的結晶分子篩，但對 于具有期望的性質用于氣體分離和干燥、烴和化學品轉化和其他應用的新的分子篩具有持 續的需求。新的分子篩可含有新型內孔結構，從而提供在這些工藝中增強的選擇性。
[0004] 常規地通過水熱合成，制備分子篩，其中在高壓釜內，在自生壓力下，加熱含有 四面體原子源、礦化劑和結構導向劑的含水反應混合物。最近，報道了可通過離子熱 (ionothermal)合成來制備分子篩，其中離子液體用作溶劑和結構導向劑（"SDA"）二者， 結構導向劑也稱為結晶模板（參見，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)。離子液體是完全由離子構成的 一組化合物且通常在環境溫度和近環境溫度下為液體。離子液體傾向于在非常寬的溫度范 圍內為液體，且一些具有多達300°C或更高的液體范圍。離子液體通常是非揮發的，且有效 地不具有蒸汽壓。許多是空氣和水穩定的，且可以是寬泛的各種無機、有機和聚合物材料的 良溶劑。
[0005] 分子篩的離子熱合成與常規的水熱合成相比具有數個優點。消除了與在水熱合成 過程中在高壓下操作有關的安全擔心。由于大多數離子液體通常是非揮發的，且有效地不 具有蒸汽壓，因此在加熱時沒有產生自生壓力，從而允許在高溫下發生分子篩合成，同時保 持壓力在環境水平下。而且，可以循環在離子熱合成中所使用的離子液體以供進一步使用。 [0006] 發明概述
[0007] 本發明的公開內容涉及一類具有獨特性能的結晶鈷鋁磷酸鹽分子篩，在本文中稱 為"分子篩SSZ-85"或簡稱為"SSZ-85"。
[0008] 在一個方面中，提供其煅燒形式具有表3的粉末X-射線衍射（XRD)線的鈷鋁磷酸 鹽分子篩。
[0009] 在另一方面中，提供制備鈷鋁磷酸鹽分子篩的方法，該方法包括在結晶條件下接 觸下述物質：（1)至少一種鈷源；（2)至少一種鋁源；（3)至少一種磷源；（4)氟離子；和 (5) 1，3-二異丙基咪唑鎗離子液體。
[0010] 在又一方面中，提供其煅燒形式具有表3的粉末X-射線衍射（XRD)線的鈷鋁磷酸 鹽分子篩的制備方法，該方法包括：(a)制備含下述物質的反應混合物：（1)至少一種鈷源； (2)至少一種鋁源；（3)至少一種磷源；（4)氟離子；和（5) 1，3-二異丙基咪唑鎗離子液體； 和（b)維持該反應混合物在足以形成分子篩晶體的條件下。
[0011] 合成后原樣形式且在無水狀態下的SSZ-85用下述經驗式表示：
[0012] pQ:aF: (CoxAlyPz)02
[0013] 其中p是相對于每mol (CoxAlyPz)02,1，3-二異丙基咪唑鎗陽離子（Q)的摩爾數并 且P的數值為〇. 001-1 ;其中a是相對于每mol(CoxAlyPz)02，氟離子（F)的摩爾數，和a的 數值為0-1，其中包括（〇彡a彡1);其中x，y和z分別表示作為四面體單元的Co，Al和P 的摩爾分數；和其中x，y和z各自是大于0且小于1的數值，以及x，y和z之和為1。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1是根據實施例1制備的合成后原樣的SSZ-85的粉末XRD圖譜。
[0016] 圖2是根據實施例2制備的煅燒后的SSZ-85的粉末XRD圖譜。
[0017] 圖3示出了在SSZ-85和數種其他分子篩內正己烷的吸附。
[0018] 詳細說明
[0019]
[0020] 在整個說明書中使用下述術語且將具有以下含義，除非另有說明。
[0021] 術語"活性源"是指能提供以可反應且可被摻入到分子篩結構中的形式的至少一 種元素的試劑或前體材料。術語"源"和"活性源"在本文可互換使用。
[0022]術語"鈷鋁磷酸鹽分子篩"是指具有含[C002]、[A102]和[P02]四面體單元的三維 微孔框架結構的分子篩。任選地，鈷鋁磷酸鹽分子篩也可含有摻入到該框架結構內的[M0 2] 四面體單元，其中M是選自硅（Si)，鎂（Mg)，錳（Mn)，鐵（Fe)，鎳（Ni)，鋅（Zn)及其混合物 中的金屬。
[0023] 術語"離子液體"是指完全由離子作為陽離子和陰離子的組合組成的液體。術語 "離子液體"包括低溫離子液體，它通常是熔點在l〇〇°C以下和常常甚至低于室溫的有機鹽。
[0024] 通過離子熱合成來制備SSZ-85,其中使用離子液體作為溶劑和結構導向劑 ("SDA"）二者，而不是借助常規的水熱合成。咪唑鎗-基離子液體是最常用的離子液體。 1，3-二異丙基咪唑鎗離子液體用于離子熱合成SSZ-85且用下述結構（1)表示：
【主權項】
1.其煅燒形式具有基本上如下表所示的X-射線衍射圖譜的結晶鈷鋁磷酸鹽分子篩：
'2.其合i后原樣形式i有基本上如+表所示的X-射線衍射圖譜的結晶鈷鋁磷酸鹽分 子篩：
3. 權利要求2的分子篩，在無水狀態下，其組成用下述經驗式表示： pQ:aF: (CoxAlyPz)02 其中： 以口是相對于每!11〇1((：〇/1&)02，1，3-二異丙基咪唑鎗陽離子（0)的摩爾數并且口的數值為0.001-1 ; (b)a是相對于每m〇l(C〇xAlyPz)02，氟離子（F)的摩爾數并且a的數值為0-1 ; (c)x，y，和z分別表示作為四面體單元的Co,A1和P的摩爾分數；和 (d)x,y,和z各自是大于0且小于1的數值，以及x,y和z之和為1。
4. 權利要求3的分子篩，其中x為0. 01-0. 5,y為0. 25-0. 7和z為0. 25-0. 7。
5. 制備結晶鈷鋁磷酸鹽分子篩的方法，該方法包括在結晶條件下接觸下述物質：（1) 至少一種鈷源；（2)至少一種鋁源；（3)至少一種磷源；（4)氟離子；和（5) 1，3-二異丙基咪 唑鎗離子液體。
6. 權利要求5的方法，其中由含如下摩爾比的物質的反應混合物制備所述分子篩: 其中q是1，3-二異丙基咪唑鐲m離于。
7. 權利要求5的方法，其中由含如下摩爾
比的物質的反應混合物制備所述分子篩： 其中Q是1，3-二異丙基咪唑鎗陽離子。^ '
8. 權利要求5的方法，其中所述分子篩的煅燒后形式具有基本上如下表所示的X-射線 衍射圖譜：
9. 權利要求5的方法，其中結晶條件包括150°C-200°C的溫度。
10. 權利要求5的方法，其中1，3-二異丙基咪唑鎗離子液體是1，3-二異丙基咪唑鎗溴 化物。
11. 權利要求5的方法，進一步包括從所述反應混合物中回收所述離子液體。
【專利摘要】本發明的公開內容涉及命名為SSZ-85的新型鈷鋁磷酸鹽分子篩和使用1,3-二異丙基咪唑鎓離子液體來制備SSZ-85的方法。
【IPC分類】C01B37-06, C01B39-54
【公開號】CN104703916
【申請號】CN201380052943
【發明人】S·I·佐尼斯
【申請人】雪佛龍美國公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月3日
【公告號】CA2884574A1, US20140227171, WO2014123609A1