[其他]硅磷铝酸盐及有关结晶氧化物

说明书

本发明是关于从两种液相构成的反应介质中合成硅磷铝酸盐结晶，该反应介质含有有机或无机定向剂和特效反应剂。这种合成产生一种具有离子交换特性的硅磷铝酸盐结晶结构，并很容易地转变成具有催化活性的物质。这种物质中的硅、磷、铝组份可以用其它元素所取代。

例如美国专利4310440和4385994中已讲到磷酸铝，磷酸铝物质具有电中性晶格，因此不能用来作为离子交换剂，或者作为催化剂组份。微孔的磷酸铝具有如下组合形式：

XR∶Al₂O₃∶（1.0±0.2）P₂O₅∶YH₂O

其中：R是夹杂在磷酸铝中的有机胺或季胺盐，起着结晶成型的作用;X和Y表示充填微孔孔隙所需R和H₂O的量。因为这些物质中的铝/磷原子比率大约是一，因此它们显示不出离子交换特性，磷的结构正电荷由铝的相应负电荷所平衡：

AlPO₄＝（AlO^-₂）（PO⁺₂）

加拿大专利911416;911417和911418的取代磷沸石被认为是“铝硅磷酸盐”沸石。某些磷似乎是夹杂在里面的，而不是结构上的化合。这些后一种含有硅、铝和磷的物质表现出如下通式的特征：

其中：M是一价阳离子，X约为0.125-1.5，Y为0.05-1.0，Z为水合水的分子数。用磷完成取代结构上的硅，这些物质被称作硅的笼形包合物（西德专利3128988）。

美国专利4363748描述了一种硅和铝-钙-铈磷酸盐的组合物，作为氧化脱氧氢的一种低酸活性催化剂。英国专利2068253透露了一种硅和铝-钙-钨磷酸盐的组合物，作为氧化脱氢的一种低酸活性催化剂。美国专利3801704讲到以某种方法处理磷酸铝赋于酸性。美国专利4228036讲到一种铝-磷酸铝-硅基体，作为一种非晶型体与沸石混合用来作为裂化催化剂。美国专利3213035谈到用磷酸处理改进铝硅酸盐催化剂的硬度，这些催化剂是无定形的。

美国专利2876266描述了一种活性硅磷酸或盐相的非晶型物质，它是利用预成型的硅酸盐或铝硅酸盐吸附磷酸制备的。

磷酸铝和其制备的其它讲法在以下美国专利中也有：4365095;4361705;4222896;4210560;4179358;4158621;4071471;4014945;3904550和3697550。由于它们的中性骨架结构没有离子交换特性，所以被用来作为催化剂载体或基体。

美国专利4440871描述了其特征为“硅铝磷酸盐”的各种晶型微孔物质，这些物质是由含有反应性磷，硅和铝化合物及有机成型剂的水凝胶进行水热作用制备的。

因此，合成的晶型硅磷铝酸盐是分子筛或呈现出离子交换特性的其他骨架结构，并且很容易简便地转换成具有真正催化活性的物质，现有技术中所讲的合成沸石或磷酸盐铝的技术没有被认为对于合成这些晶型硅磷铝酸盐和它们的取代类似物特别有用。

因此，在最广阔的物质组合方面本发明提供了一种无水态结晶氧化物，其组成如下所示：

其中：X表示一种或多种正三价的元素;Y表示一种或多种正五价的元素;Z表示一种或多种正四价的元素;其中由Z表示的原子数小于由X和Y表示的原子数和;其中或者X不是铝，Y不是磷，或者Z不是硅或钛;M是价数为m的阳离子;N是价数为n的阴离子;x和y是大于-1到小于+1的数，满足于如下关系：

（1）如果x是0，那y就不是0，

（2）如果y是0，那x就不是0，

（3）如果X/Y的原子比率大于1，那（x+y）就大于0，x+0.6x小于0.4，

（4）如果X/Y的原子比率小于1，那（x+y）就大于0，0.5就大于0.5y+x，

所说的晶型氧化物具有至少约为0.002毫克当量/克的离子交换容量。

利用煅烧，即加热可形成这种晶型物质，正如本文中所描述的，以合成形成的晶型氧化物为一种无水态组合物，如下式所示：