[发明专利]碱性金属沸石组合物，其制法及其在碱催化反应中的应用

说明书

本发明涉及含碱性金属沸石组合物，其制法及其在碱催化反应中的应用。

沸石为结晶硅铝酸盐矿物，为笼-网状结构，其中带有直径为几个埃的孔。一些常见材料，如沸石Y（八面沸石）或沸石A为三维结构，其孔交汇处（“超笼”）略大于孔径。其它沸石，如沸石L带有通道，其中含扩散交连点。沸石可用作为形状选择性吸附剂，可吸附大量有机分子，还可用作形状选择性催化剂，可用于大量化学工艺。

沸石水合程度确定了其中Si-OH和Al-OH的数目。一般认为，这些羟基与氧化铝中心的相互作用可产生质子（Bronsted）酸性部位，而氧化铝中心本身又可作为电子受体（Lewis）酸性部位。常规沸石材料具有酸性活性，并且即使用碱中和，如将H-沸石转化成Na-沸石，这些材料仍保持一定的酸性。某些文献考虑将沸石与碱金属阳离子进行交换而形成某些弱碱性部分，其中有过量的酸性部位和某些碱性部位共存。参见例如Barthomeuf    et    al.，“Basicity    and    Basic    Catalytic    Properties    of    Zeolites”，Materials    Chemistry    and    Physics，18（1988）553-575和U.S.pat.spec.4，140，726，特别是第5栏，第39-44行。但是，这些对比文献中没有一篇提出将碱金属化合物与沸石共用，其中碱金属量超过了沸石的交换能力。沸石的酸性可使其能用于酸催化反应，如裂化，重排，芳环烷基化等反应中进行催化。但是，由于所有已知沸石，包括离子交换材料，表现出酸性催化特性，这因此在经济上相当重要，从而可制得带窄通道并使沸石具有形状选择性催化潜势的材料，其中这些材料中，碱性比起其中的酸性（如有的话）要占优势。这些材料可用于各种烷基化反应，如芳族化合物侧链烷基化，烯烃齐聚，选择性氧化，缩合以及双键异构化而又不使骨架重排，而这用常规酸性沸石是难以达到的。

因此本发明涉及碱性组合物，其中包括沸石和一种或多种ⅠA族金属，ⅡA族金属，过渡金属或稀土金属的金属化合物，其中该化合物中金属，金属化合物和交换进入沸石的任何金属阳离子量的总和超过了达到完全金属阳离子交换沸石所要求的量。本发明还涉及这类组合物的制法。在优选实施方案中，用ⅠA族金属，ⅡA族金属，过渡金属或稀土金属的一种或多种金属化合物溶液浸渍沸石，其中所说浸渍进入沸石的金属超过了交换掉沸石中存在的可离子交换部位所要求的量;干燥得到的浸渍金属材料，然后焙烧所得组合物即可制得这类组合物。用于浸渍操作的优选金属化合物在沸石存在下加热到850℃以下的温度时至少可部分分解成为氧化物或含氧化合物。优选焙烧条件一般为150℃至850℃，在中性或氧化气氛中进行。

本发明另一目的是提出金属-沸石组合物，其性质为碱性并且特别适于吸附酸性气体和进行碱催化反应的催化。这类组合物还适于用作其它催化成分的载体。