硅-钛混合氧化物粉末、其分散体及由其制备的含钛沸石转让专利
申请号 : CN200880111826.8
文献号 : CN101827785B
文献日 : 2013-12-25
发明人 : K·舒马赫 , M·莫特尔斯 , H·曼戈尔德 , S·哈森察尔
申请人 : 赢创德固赛有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.热解的硅-钛混合氧化物粉末,
其特征在于
2
-BET表面积是200至400m/g,
-DBP值/BET表面积的比是0.5至1.2,
-所述粉末具有含量为93.5至95.4重量%的二氧化硅以及含量为4.6至6.5重量%的二氧化钛,其中二氧化硅含量以及二氧化钛含量的总和大于99.7重量%,其中所有的百分比是基于所述粉末的总量。
2.根据权利要求1所述的热解的硅-钛混合氧化物粉末,其特征在于所述的BET表面2
积是250至350m/g。
3.根据权利要求1或2所述的热解的硅-钛混合氧化物粉末,其特征在于所述的二氧化硅含量是94至95重量%,二氧化钛含量是5至6重量%,并且二氧化硅含量和二氧化钛含量的总和大于99.9重量%。
4.根据权利要求1或2所述的热解的硅-钛混合氧化物粉末,其特征在于Al、Ca、Co、Fe、K、Na、Ni和Zn的含量小于50ppm。
5.根据权利要求1或2所述的热解的硅-钛混合氧化物粉末,其特征在于氯化物的含量小于700ppm。
6.用于制备根据权利要求1至5中任一项所述的硅-钛混合氧化物粉末的方法,其特征在于-将以SiO2计为93.5至95.4重量份的硅氯化物,以及以TiO2计为4.6至6.5重量份的钛氯化物蒸发,并将蒸气引入混合室中,-单独地将氢气和一次空气引入所述混合室中,
-然后,在燃烧器中将硅氯化物和钛氯化物、含氢的燃烧气体以及一次空气的蒸气混合物点燃,并且将火焰烧入反应室中,-此外,将二次空气引入反应室中,然后将固体从气态物质中去除,-并且随后通过在250至700℃的温度经蒸汽处理,所述的固体基本上不包含含卤化物的物质,-其中选择包含硅氯化物、钛氯化物、燃烧气体、一次空气以及二次空气的原料的量以导致绝热火焰温度Tad:
900℃
其中
Tad=原料的温度+次级反应的反应焓的总和/离开所述反应室物质的热容量,所述离开反应室的物质包括硅-钛混合氧化物、水、氯化氢、氧气、氮气、以及任选存在的载气,其不是空气或氮气,所述热容量的基准是这些物质在1000℃的比热容。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于所用的硅氯化物是SiCl4,所用的钛氯化物是TiCl4,并且Tad=1050±50℃。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于所用的从燃烧器至反应室的气体的流出速率VBr是10至80m/s。
9.具有pH9至14、并且包含水和根据权利要求1至5任一项所述的热解的硅-钛混合氧化物粉末的分散体,其中在所述分散体中硅-钛混合氧化物颗粒具有小于200nm的平均聚集体直径,其中5≤水的摩尔量/硅-钛混合物氧化物的摩尔量≤30。
10.根据权利要求9所述的分散体,其特征在于所述分散体包含碱性季铵化合物。
11.根据权利要求10所述的分散体,其特征在于0.005≤铵化合物的摩尔量/硅-钛混合氧化物的摩尔量<0.20。
12.用于制备根据权利要求9至11中任一项所述的分散体的方法,其特征在于-通过转子/定子机械循环来自储存器的液相,所述液相由水以及一种或多种碱组成,所述的碱以使得pH是10至12的量存在,-通过填充装置,并且在转子/定子机械运行下,将一定量的根据权利要求1至5任一项的硅-钛混合氧化物粉末引入在转子的齿槽和定子的缝槽之间的剪切区域,使得产生具有含量为20-40重量%的硅-钛混合氧化物粉末的分散体,通过连续地进一步加入碱性季铵化合物使pH保持在10至12,-一旦已加入所有的硅-钛混合氧化物粉末,将填充装置关闭,并继续剪切,使得剪切-1速率在10000和40000s 之间的范围,
-任选地,然后加入水和/或另外的碱以调整硅-钛混合氧化物粉末的含量和pH。
13.制备含钛沸石的方法,其特征在于在150至220℃的温度将根据权利要求1至5任一项所述的硅-钛混合氧化物粉末以及碱性季铵化合物在含水介质中处理少于12小时的时间。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于5≤水的摩尔量/硅-钛混合氧化物的摩尔量≤30。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于0.005≤铵化合物的摩尔量/硅-钛混合氧化物的摩尔量<0.20。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于所用的碱性季铵化合物是四烷基氢氧化铵。
17.用于制备含钛沸石的方法,其特征在于将根据权利要求9至11任一项所述的分散体任选地与另外加入的碱性季铵化合物在150至220℃的温度处理少于12小时的时间。
18.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于将所述的含钛沸石移去、干燥并煅烧。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于将所述的含钛沸石移去、干燥并煅烧。
说明书 :
硅-钛混合氧化物粉末、其分散体及由其制备的含钛沸石
技术领域
(m/g)。对于纯的热解二氧化硅粉末的DBP值/BET表面积的比是>1.2。例如,对于
200的比大约是1.5,而对于 300是大约1.3(两者都来自Evonik
Degussa)。
H2 -241.8
SiCl4 -620.1
SiHCl3 -659.4
SiH2Cl2 -712.3
C3H7SiCl3 -2700.2
CH3SiCl3 -928.3
(CH3)3SiCl -2733.8
TiCl4 -553.4
12≤水的摩尔量/硅-钛混合氧化物的摩尔量≤17的范围。
具体实施方式
氮气作为载气将蒸气转移入混合室中。单独地将3.3m(STP)/h氢气以及11.6m(STP)/h一次空气引入所述的混合室中。在中心管中,将反应混合物向燃烧器给料并点燃。将火焰烧
3 3
入水冷却的火焰管中。此外,将13m(STP)/h的一次空气以及0.5m(STP)/h的外部氢气引入反应室中。在下游过滤器中分离出所形成的粉末,并且然后将其在520℃用蒸汽逆流处理。
SiCl4 kg/h 6.0 6.0 6.0 5.15 5.15
TiCl4 kg/h 0.26 0.245 0.35 0.25 0.25
核心H2 m3(STP)/h 3.3 3.3 3.3 2.10 3.50
外部H2 m3(STP)/h 0.5 0.5 0.5 1.0 1.1
一次空气 m3(STP)/h 11.6 11.6 10.2 12.7 10.0
二次空气 m3(STP)/h 13.0 14 13.0 15.0 15.1
Tad ℃ 1156 1124 1268 928 1308
VBr m/s 34 38 31 45 31
BET m2/g 305 311 208 364 85
DBP值 g/100g 275 263 222 345 125
DBP/BET g/100g/m2/g 0.9 0.85 1.07 0.95 1.47
SiO2 重量% 95 95.5 94.5 94.5 94.5
TiO2 重量% 5 4.6 5.5 5.5 5.5
4小时,并且然后在180℃在高压釜中进行结晶10小时。通过离心将所得固体从母液中去除,每次用250ml去离子水洗涤,洗涤三次,在90℃干燥,并在550℃于空气气氛中煅烧4小时。