Мезоструктурированные цеолитные материалы, способы их получения и применения

Изобретение относится к синтезу мезоструктурных цеолитов. Предложены цеолитные материалы, имеющие дальний порядок кристалличности, содержащие множество мезопор, где площади поперечного сечения каждой из множества мезопор практически одинаковые. Материалы характеризуются регулируемым средним диаметром мезопор или толщиной стенки между мезопорами равной 1-5 нм. Описаны варианты способов получения цеолитных материалов и варианты их применения, например, в качестве катализаторов крекинга органических соединений, катализаторов деструкции полимеров, сорбентов для очистки воды. Изобретение обеспечивает получение цеолитного материала с упорядоченной мезопористостью. 14 н. и 15 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Цеолитный материал, имеющий дальний порядок кристалличности, содержащий множество мезопор, в котором площади поперечного сечения каждой из множества мезопор практически одинаковые, причем материал характеризуется по меньшей мере одной характеристикой: регулируемым средним диаметром мезопор или толщиной стенки между мезопорами, равной 1-5 нм.

2. Цеолитный материал по п.1, в котором множество мезопор характеризуется регулируемым объемом пор, равным 0,05-2 см³/г.

3. Цеолитный материал по п.1, в котором цеолитный материал имеет контур внешней поверхности практически такой же, как контур внешней поверхности цеолитного материала до создания множества мезопор.

4. Цеолитный материал по п.1, в котором цеолитный материал имеет химический состав решетки практически такой же, как химический состав решетки цеолитного материала до создания множества мезопор.

5. Цеолитный материал по п.1, в котором связность мезоструктуры практически аналогична связности кристаллического цеолитного материала до создания множества мезопор.

6. Цеолитный материал по п.1, в котором цеолитный материал имеет улучшенную внутрикристаллическую диффузию в сравнении с внутрикристаллической диффузией цеолитного материала до создания множества мезопор.

7. Цеолитный материал по п.1, в котором площадь сечения каждой из множества мезопор имеет регулируемый интервал значений.

8. Цеолитный материал по п.7, в котором значение регулируемой площади поперечного сечения имеет регулируемый интервал распределения.

9. Цеолитный материал по п.7, в котором регулируемая площадь поперечного сечения характеризуется диаметром, и диаметр каждой мезопоры имеет регулируемый интервал распределения.

10. Цеолитный материал по п.7, в котором регулируемая площадь поперечного сечения характеризуется диаметром, а диаметр каждой мезопоры находится в интервале распределения в 1 нм.

11. Способ получения углеводородного материала, включающий контактирование углеводородного материала с более высокой молекулярной массой с цеолитным материалом по п.1 в условиях регулируемых температуры и давления для получения углеводородного материала, имеющего более низкую молекулярную массу.

12. Способ по п.11, в котором углеводородный материал включает бензин, олефин, пропилен, бутен, кокс, общий сухой газ, сжиженные нефтяные газы или их комбинации.

13. Способ каталитического крекинга органического соединения, включающий стадию контактирования органического соединения с цеолитным материалом по п.1.

14. Способ получения полимера, включающий контактирование полимера с цеолитным материалом по п.1 и термическую обработку полимера в присутствии цеолитного материала.

15. Способ обработки воды, включающий контактирование загрязненной воды с цеолитным материалом по п.1 и удаление из воды загрязнителей с помощью цеолитного материала.

16. Способ получения цеолитного материала по пп.1-10, включающий следующие стадии:
a) создание цеолитного материала, имеющего дальний порядок кристалличности;
b) воздействие на исходный цеолитный материал щелочного раствора, содержащего поверхностно-активное вещество;
c) гидротермальная обработка реакционной смеси;
d) выделение из смеси твердой фазы, ее промывка и прокаливание.

17. Способ получения цеолитного материала по пп.1-10, включающий следующие стадии:
a) создание цеолитного материала, имеющего дальний порядок кристалличности;
b) воздействие на исходный цеолитный материал кислого раствора,
c) воздействие на полученную суспензию раствора, содержащего поверхностно-активное вещество с последующим подщелачиванием смеси;
d) гидротермальная обработка реакционной смеси;
e) выделение из смеси твердой фазы, ее промывка и прокаливание.

18. Способ по п.16 или 17, дополнительно включающий:
выбор среды с регулируемым значением рН для регулирования объема пор, диаметра каждой из множеств мезопор или площади поперечного сечения каждой из множества мезопор и
выбор количества поверхностно-активного вещества для регулирования объема пор, диаметра каждой из множеств мезопор или площади поперечного сечения каждой из множества мезопор.

19. Цеолитный материал, включающий:
кристаллическую наноструктуру, содержащую множество элементов, каждый из которых определяет множество пор, и пустоты между соседними элементами, в которой, по меньшей мере, один размер каждого из множеств элементов имеет значение менее 100 нм.

20. Способ переработки полимера, включающий
контактирование полимера с цеолитным материалом по п.19 и термообработку полимера в присутствии неорганического материала.

21. Способ получения крекированного органического соединения, включающий: контактирование органического соединения с цеолитным материалом по п.19 в условиях регулируемых температуры и давления для получения крекированного органического соединения.

22. Способ по п.21, в котором крекированное органическое соединений представляет собой углеводородный материал, включающий бензин, олефин, пропилен, бутен, кокс, общий сухой газ, сжиженные нефтяные газы или их комбинации.

23. Способ обработки воды, включающий контактирование загрязненной воды с цеолитным материалом по п.19 и удаление из воды загрязнителей с помощью неорганического материала.

24. Способ получения цеолитного материала по п.19, включающий стадии:
a) создания цеолитного материала;
b) воздействия среды с регулируемым значением рН на цеолитный материал с целью частичного растворения кристаллического цеолитного материала с образованием аморфного цеолитного материала;
c) необязательно регулирования рН аморфного цеолитного материала до значения, необходимого для воздействия поверхностно-активного вещества;
d) воздействия поверхностно-активного вещества на аморфный цеолитный материал и
e) обработки цеолитного материала в режиме регулирования временных и температурных условий согласно стадиям (b)-(d) с получением наноструктур.

25. Цеолитный материал, полученный способом по п.24.

26. Способ по п.17, в котором стадии b) и с) осуществляют одновременно.

27. Способ по п.17, в котором стадии b) и с) осуществляют последовательно.

28. Цеолитный материал, имеющий дальний порядок кристалличности, содержащий множество мезопор с четко определенной регулируемой мезопористостью.

29. Цеолитный материал по п.27, который имеет повышенное поглощение азота при парциальном давлении [Р/Р_о] более высоком, чем парциальное давление микропор.