ES2247921B1 - Un material amorfo microporoso, procedimiento de preparacion y su uso en la conversion catalitica de compuestos organicos. - Google Patents
Un material amorfo microporoso, procedimiento de preparacion y su uso en la conversion catalitica de compuestos organicos. Download PDFInfo
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Abstract
Un material amorfo microporoso, procedimiento de preparación y su uso en la conversión catalítica de compuestos orgánicos. La presente invención se refiere a un material amorfo microporoso caracterizado porque tiene una composición química en el estado calcinado y anhidro que puede representarse por la fórmula empírica: x (M1/nXO2) : y YO2 : SiO2 en la que: - x posee un valor inferior a 0.2; pudiendo ser igual a cero, - y tiene un valor menor de 0.2; pudiendo ser igual a cero, - M está seleccionado entre H+, uno o varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los mismos, - X es uno o varios elementos químicos de estado de oxidación +3, e - Y es uno o más elementos en estado de oxidación +4, que tiene una distribución uniforme de poro y un volumen de microporo mayor o igual de 0.05 cm3.g-1 y que tiene una superficie específica superior a 100 m2.g-1; a su procedimiento de preparación y a su uso.
Description
Un material amorfo microporoso, procedimiento de
preparación y su uso en la conversión catalítica de compuestos
orgánicos.
Tamices moleculares microporosos.
Las zeolitas son materiales cristalinos
microporosos formados por una red cristalina de tetraedros TO_{4}
que comparten todos sus vértices dando lugar a una estructura
tridimensional que contiene canales y/o cavidades de dimensiones
moleculares. Son de composición variable, y T representa
generalmente átomos con estado de oxidación formal +3 o +4, como
por ejemplo Si, Ge, Ti, Al, B o Ga, entre otros.
La existencia de canales y cavidades de
dimensiones regulares en el interior de las zeolitas origina una
elevada área especifica. El hecho de que el tamaño de poro sea
uniforme y con una distribución estrecha, en estos materiales
cristalinos, permite adsorber selectivamente moléculas de distinto
tamaño en función de las dimensiones de los canales.
Por otro lado, la estructura cristalina de cada
zeolita, con un sistema de canales y cavidades específico, da lugar
a un patrón de difracción de rayos X característico. Por tanto, las
zeolitas se diferencian entre sí por su rango de composición
química y su patrón de difracción de rayos X. Ambas características
(estructura cristalina y composición química) determinan además las
propiedades fisicoquímicas de cada zeolita y su posible aplicación
en diferentes procesos industriales.
Se han desarrollado materiales micro y
mesoporosos amorfos tales como silicatos, silicoaluminatos y
silicotitanatos, entre otros, intentando conseguir propiedades de
tamiz molecular, es decir, distribuciones de poro muy estrechas. En
el caso de los materiales microporosos, cuando existía una
distribución estrecha de poros, se ha visto que los materiales no
podían considerarse completamente amorfos. De hecho, aunque no
poseían orden a larga distancia, de acuerdo con los difractogramas
de rayos X, sí poseían orden a corta distancia, tal y como ponía de
manifiesto la espectroscopia de infrarrojo (IR), por lo que los
autores concluían que su material contenía ya núcleos de un
material cristalino, como podía ser una zeolita (Kragten, D. D.;
Fedeyko, J. M.; Sawant, K. R.; Rimer, J. D.; Vlachos, D. G.; Lobo,
R. F.; Tsapatsis, M. Journal of Physical Chemistry B (2003),
107(37), 10006-10016).
En el caso de los materiales mesoporosos, la
síntesis de los tamices moleculares mesoporosos no
cristalinos
desarrollada por Kresge y colaboradores utilizando surfactantes ha abierto un nuevo campo de aplicaciones en adsorción, catálisis y electrónica (Kresge, C. T.; Leonowicz, M. E.; Roth, W. J.; Vartuli, J. C.; Beck, J. S. Nature (1992), 359(6397), 710-12).
desarrollada por Kresge y colaboradores utilizando surfactantes ha abierto un nuevo campo de aplicaciones en adsorción, catálisis y electrónica (Kresge, C. T.; Leonowicz, M. E.; Roth, W. J.; Vartuli, J. C.; Beck, J. S. Nature (1992), 359(6397), 710-12).
Cabría pues esperar que el desarrollo de nuevos
tamices moleculares microporosos no cristalinos podría abrir nuevas
aplicaciones en los campos antes citados cuando se requieran poros
menores de 2 nm, e incluso menores de
1 nm.
1 nm.
La presente invención se refiere a un material
amorfo microporoso caracterizado porque tiene una composición
química en el estado calcinado y anhidro que está representado por
la siguiente fórmula empírica:
x \
(M_{1/n}XO_{2}) : \ y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2;
preferentemente inferior a 0.1, pudiendo ser igual a cero,
- y tiene un valor menor de 0.2; preferentemente
menor de 0.1, pudiendo ser igual a cero,
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los
mismos,
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3, e
- Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4,
que tiene una distribución uniforme de poro y un
volumen de microporo mayor o igual de 0.05 cm^{3}.g^{-1} y
que tiene una superficie específica superior a
100 m^{2}.g^{-1}.
En el material amorfo microporoso, X está
seleccionado preferentemente entre Al, Ga, B, Fe, Cr y una mezcla de
ellos, e Y está seleccionado preferentemente entre Ti, Ge, Sn, V y
una mezcla de ellos.
Según una realización preferida dicho material
amorfo microporoso está caracterizado porque tiene una composición
química en el estado calcinado y anhidro que puede representarse
por la siguiente fórmula empírica:
x \
(M_{1/n}XO_{2}) : \ y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.1, pudiendo ser
igual a cero;
- y tiene un valor menor de 0.1, pudiendo ser
igual a cero;
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los
mismos,
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3, e
- Y es uno o varios elementos químicos con
estado de oxidación +4.
El elemento, o elementos, trivalente X está
seleccionado preferentemente entre Al, Ga, B, Fe, Cr y una mezcla
de ellos, Y está seleccionado preferentemente entre Ti, Ge, Sn, V y
una mezcla de ellos, y entre los cationes inorgánicos que puede
representar M, se pueden citar, por ejemplo uno o más metales
alcalinos, alcalino térreos o mezclas de ellos.
Según una realización particular de la presente
invención el material amorfo microporoso tiene una composición que
corresponde a la fórmula:
x \
(M_{1/n}XO_{2}) :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2, pudiendo ser
igual a cero,
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los
mismos, y
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3.
Según una realización particular de la presente
invención el material amorfo microporoso tiene una composición en
el estado calcinado y anhidro que corresponde a la fórmula:
y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- y tiene un valor menor de 0.2, preferentemente
menor de 0.1, pudiendo ser igual a cero; e
- Y es uno o varios elementos químicos con
estado de oxidación +4 preferentemente Ti, Ge, Sn, V o una mezcla
de ellos.
Según una realización particular de la presente
invención el material amorfo microporoso tiene una composición en
el estado calcinado y anhidro que corresponde a la fórmula
x \ (HXO_{2})
:
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2,
preferentemente inferior a 0.1, pudiendo ser igual a cero, y
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3, preferentemente Al, Ga, B, Fe, Cr o una mezcla de
ellos.
Según una realización particular de la presente
invención el material amorfo microporoso tiene una composición en
el estado calcinado y anhidro que corresponde a la fórmula
SiO_{2}.
\newpage
El material no cristalino microporoso de la
presente invención, que denominaremos genéricamente MAS, tiene una
distribución de poro estrecha y uniforme en el rango del
microporo.
Dicho material no cristalino microporoso se
caracteriza porque su patrón de difracción de rayos X no presenta
picos de difracción, y su espectro de IR no muestra bandas
desarrolladas en la zona entre 400 y 600 cm^{-1}, bandas que son
características de silicatos cristalinos, como por ejemplo las
zeolitas.
La presente invención se refiere también a un
método para sintetizar un material amorfo microporoso definido
anteriormente, que comprende al menos:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC,
preferentemente entre 100 y 200ºC, hasta conseguir formación del
material amorfo, y en el que la mezcla de reacción tiene una
composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0, preferiblemente 0.1-1.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, preferiblemente 1-50,
donde R es una o más compuestos
orgánicos.
Opcionalmente la mezcla de reacción puede
contener una fuente de iones fluoruro, en cuyo caso como fuente de
iones fluoruro se puede usar, por ejemplo, ácido fluorhídrico o
fluoruro amónico.
Según una realización particular, el método para
sintetizar el material amorfo microporoso comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos tetravalentes Y,
- -
- uno o más compuestos orgánicos,
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC,
preferentemente entre 100 y 200ºC, hasta conseguir formación del
material amorfo, y en el que la mezcla de reacción tiene una
composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0, preferiblemente 0.1-1.0
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, preferiblemente 1-50, e
- -
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.2
donde Y es uno o más elementos en
estado de oxidación +4, preferentemente Ti, Ge, Sn, V o una mezcla
de ellos, y R es uno o más compuestos orgánicos. La adición de
este, o estos elementos Y, puede realizarse anteriormente al
calentamiento de la mezcla de reacción o en un tiempo intermedio
durante dicho calentamiento. Opcionalmente la mezcla de reacción
puede contener una fuente de iones
fluoruro.
Según una realización particular adicional el
método para sintetizar el material amorfo microporoso
comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC,
preferentemente entre 100 y 200ºC, hasta conseguir formación del
material amorfo, y en el que la mezcla de reacción tiene una
composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0, preferiblemente 0.1-1.0
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, preferiblemente 1-50 y
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, preferentemente seleccionados entre Al, Ga,
B, Fe, Cr y una mezcla de ellos, y R es uno o más compuestos
orgánicos. La adición de este o estos elementos trivalentes puede
realizarse anteriormente al calentamiento de la mezcla de reacción
o en un tiempo intermedio durante dicho
calentamiento.
Opcionalmente la mezcla de reacción puede
contener una fuente de iones fluoruro. En este caso, de manera
preferida la proporción de iones fluoruro en la mezcla es
HF/SiO_{2} = 0.05-3.0.
Según una realización particular adicional el
método para sintetizar dicho material amorfo microporoso
comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X,
- -
- uno o más elementos M de carga +n,
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC,
preferentemente entre 100 y 200ºC, hasta conseguir formación del
material amorfo, y en el que la mezcla de reacción tiene una
composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los intervalos
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0, preferiblemente 0.1-1.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100,
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n y mezclas de ellos; y R es
uno o más compuestos orgánicos. La adición de este o estos
elementos trivalentes X, puede realizarse anteriormente al
calentamiento de la mezcla de reacción o en un tiempo intermedio
durante dicho
calentamiento.
Opcionalmente la mezcla de reacción puede
contener una fuente de iones fluoruro. En este caso, de manera
preferida la proporción de iones fluoruro en la mezcla es
M_{1/n}F/SiO_{2} = 0.05-3.0.
Según una realización particular adicional el
método para sintetizar dicho material amorfo microporoso
comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X,
- -
- una fuente de uno o varios elementos tetravalentes Y,
- -
- uno o más elementos M de carga +n,
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 20020,
preferentemente entre 100 y 200ºC, hasta conseguir formación del
material amorfo, y en el que la mezcla de reacción tiene una
composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0, preferiblemente 0.1-1,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, preferiblemente 1-50,
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1, e
- -
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.2,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4, M está seleccionado entre H^{+}, uno o varios
cationes inorgánicos de carga +n, y una mezcla de los mismos, y R
es uno o más compuestos orgánicos. La adición de este o estos
elementos tri- y/o tetravalentes, X e Y, puede realizarse
anteriormente al calentamiento de la mezcla de reacción o en un
tiempo intermedio durante dicho
calentamiento.
Opcionalmente la mezcla de reacción puede
contener una fuente de iones fluoruro. En este caso, de manera
preferida la proporción de iones fluoruro en la mezcla es
M_{1/n}F/SiO_{2} = 0.05-3.0.
Según una realización particular preferida, la
mezcla de reacción tiene una composición, en términos de
relaciones molares de óxidos, comprendida entre los intervalos:
- ROH/SiO_{2} = 0.1-1.0
- M_{1/n}F/SiO_{2} = 0-1.0
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.05
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-50,
donde X es uno o varios elementos
trivalentes seleccionado entre Al, B, Ga, Fe y Cr, e Y es uno o
varios elementos tetravalentes seleccionado entre Ti, Ge, Sn y
V.
En el método de la presente invención, entre las
fuentes de SiO_{2} se pueden citar, por ejemplo,
tetraetilortosilicato, sílice coloidal y sílice amorfa.
Entre los elementos en estado de oxidación +3 se
puede usar el Al, pudiendo usar como fuente de aluminio, por
ejemplo, alcóxidos de aluminio, óxidos de aluminio o sales de
aluminio.
En cualquiera de las realizaciones del método de
preparación del material amorfo descrito anteriormente el
compuesto orgánico R está preferentemente en forma de hidróxido.
Alternativamente, es posible utilizar el catión orgánico en forma
de sal (por ejemplo, un haluro, preferiblemente cloruro, bromuro o
ioduro).
Según una realización preferida del método de
síntesis, el compuesto orgánico comprende uno o varios grupos
amino. Dicho compuesto orgánico puede también comprender uno o
varios grupos amonio.
Según una realización preferida del método de
síntesis, el compuesto orgánico está seleccionado entre
N(16)-metilesparteinio, hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, hidróxido de
hexametonio e hidróxido de tetraetilamonio.
El tratamiento térmico de la mezcla de reacción
puede realizarse en estático o con agitación de la mezcla. Una vez
finalizada la preparación del material amorfo microporoso, se
separa el producto sólido y se seca. La calcinación posterior a
temperaturas entre 400 y 700ºC, preferiblemente entre 450 y 600ºC,
muestra que los materiales son térmicamente estables, y se produce
la descomposición de los restos orgánicos ocluidos y la salida de
éstos, dejando libres los poros.
De manera general, la mezcla de reacción tiene
una composición que responde a la fórmula empírica
a \ ROH : \ b \ M_{1/n}F : x \
X_{2}O_{3} : \ y \ YO_{2} : SiO_{2} : \ w \
H_{2}O
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4, M está seleccionado entre H^{+}, uno o varios
cationes inorgánicos de carga +n, y una mezcla de los mismos, y R
es uno o más compuestos orgánicos, y los valores de a, b, x, y, y w
están en los
rangos
a = ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0,
preferiblemente 0.1-1.0
b = M_{1/n}F/SiO_{2} =
0-3.0, preferiblemente 0.1-1.0
x = X_{2}O_{3}/SiO_{2} =
0-0.01, preferiblemente 0-0.05
y = YO_{2}/SiO_{2} = 0-0.2,
preferiblemente 0-0.1,
w = H_{2}O/SiO_{2} = 1-100,
preferiblemente 1-50, más preferiblemente
1-20.
La presente invención se refiere también al uso
del material amorfo microporoso definido anteriormente como
catalizador en un proceso de conversión de compuestos orgánicos que
comprende poner en contacto una alimentación con una cantidad de
dicho catalizador.
Dicho proceso puede ser un proceso de craqueo
catalítico de compuestos orgánicos, preferentemente
hidrocarburos.
Según realizaciones preferidas el proceso está
seleccionado entre un proceso de hidrocraqueo, hidrocraqueo suave de
hidrocarburos, hidrocraqueo suave de hidrocarburos funcionalizados,
hidrocraqueo suave de hidrocarburos e hidrocarburos
funcionalizados, hidroisomerización de olefinas, un proceso de
isomerización de parafinas ligeras, desparafinado, isodesparafinado
y un proceso de alquilación.
En el caso de un proceso de alquilación, dicha
alquilación puede estar seleccionada entre alquilación de
isoparafinas con olefinas, alquilación de olefinas con
isoparafinas, alquilación de aromáticos con olefinas o alcoholes,
alquilación de aromáticos sustituidos con olefinas o alcoholes,
alquilación de compuestos tiofénicos con olefinas o alcoholes,
alquilación de compuestos alquiltiofénicos con olefinas o alcoholes
y alquilación de compuestos alquilbenzotiofenicos con olefinas o
alcoholes. De manera especialmente preferida, dicha alquilación es
la alquilación de benceno con propileno.
Según realizaciones alternativas del uso del
material amorfo, microporoso, éste puede actuar como catalizador
en un proceso que es una reacción de acilación de compuestos
aromáticos sustituidos utilizando ácidos, cloruros de ácido o
anhídridos de ácidos orgánicos como agentes acilantes.
Según una realización alternativa adicional el
proceso es una oxidación selectiva de compuestos orgánicos usando
un oxidante seleccionado entre H_{2}O_{2}, peróxidos orgánicos e
hidroperóxidos orgánicos.
Según una realización alternativa adicional el
proceso está seleccionado entre una reacción de oxidación de tipo
Meerwein-Pondorf-Verley y una
reacción de oxidación de tipo Baeyer-Villiger.
En el caso de contener Ti, dicho material amorfo
microporoso se puede usar como catalizador en un proceso de
epoxidación de olefinas, oxidación de alcanos, oxidación de
alcoholes y oxidación de compuestos orgánicos que contengan azufre
y que puedan producir sulfóxidos y sulfonas, utilizando
hidroperóxidos orgánicos o inorgánicos, como por ejemplo
H_{2}O_{2}, tertbutilhidroperóxido, hidroperóxido de cumeno u
oxígeno molecular como agentes oxidantes y en amoximación de
cetonas, y más específicamente de ciclohexanona a ciclohexanona
oxima con NH_{3} y H_{2}O_{2}, o NH_{3} y O_{2}.
En el caso de contener Sn el material amorfo
microporoso de la presente invención se puede usar como catalizador
en una oxidación de tipo Baeyer-Villiger utilizando
H_{2}O_{2} como agente oxidante.
La figura 1 muestra el diagrama de difracción de
rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención, preparado según el ejemplo 1, usando
N(16)-metilesparteinio, y antes de
calcinar.
La figura 2 muestra el espectro IR de una
muestra del material amorfo microporoso de la invención,
denominado MAS-1, preparado según el ejemplo 1,
usando N(16)-metilesparteinio y antes de
calcinar.
La figura 3 muestra la distribución de poro de
una muestra del material amorfo microporoso de la invención,
preparado según el ejemplo 1, usando
N(16)-metilesparteinio, y calcinado.
La figura 4 muestra el diagrama de difracción de
rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención, preparado según el ejemplo 2, usando
N(16)-metilesparteinio, y antes de
calcinar.
La figura 5 muestra el diagrama de difracción de
rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención conteniendo Ti, y preparado según el ejemplo 3, usando
N(16)-metilesparteinio, y sin calcinar.
La figura 6 muestra el diagrama de difracción de
rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención MAS-1 pura sílice, y preparada según el
ejemplo 4, usando N(16)-metilesparteinio, y
sin calcinar.
La figura 7 muestra el diagrama de difracción de
rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 5, denominado
MAS-2, usando hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, y sin calcinar.
La figura 8 muestra el espectro IR de una
muestra del material amorfo microporoso de la invención preparado
según el ejemplo 5, usando hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, y sin calcinar.
La figura 9 muestra la distribución de poro de
una muestra del material amorfo microporoso de la invención,
preparado según el ejemplo 5, usando hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, y calcinado.
La figura 10 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 6, usando hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, y sin calcinar.
La figura 11 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 7, denominado
MAS-3, usando hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, y sin
calcinar.
La figura 12 muestra el espectro IR de una
muestra del material amorfo microporoso de la invención preparado
según el ejemplo 7, usando hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano y sin
calcinar.
La figura 13 muestra la distribución de poro de
una muestra del material amorfo microporoso de la invención,
preparado según el ejemplo 7, usando hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, y
calcinado.
La figura 14 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 8, usando hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, y sin
calcinar.
La figura 15 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 9, denominado
MAS-4, usando hidróxido de hexametonio, y sin
calcinar.
La figura 16 muestra el espectro IR de una
muestra del material amorfo microporoso de la invención preparado
según el ejemplo 9, usando hidróxido de hexametonio, y sin
calcinar.
La figura 17 muestra la distribución de poro de
una muestra del material amorfo microporoso de la invención,
preparado según el ejemplo 9, usando hidróxido de hexametonio, y
calcinado.
La figura 18 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 10, denominado
MAS-5, usando hidróxido de tetraetilamonio, y
sin
calcinar.
calcinar.
La figura 19 muestra el espectro IR de una
muestra del material amorfo microporoso de la invención preparado
según el ejemplo 10, usando hidróxido de tetraetilamonio, y sin
calcinar.
La figura 20 muestra el diagrama de difracción
de rayos X de una muestra del material amorfo microporoso de la
invención preparado según el ejemplo 11, usando hidróxido de
tetraetilamonio, y sin calcinar.
Se hidrolizan 0.272 gramos de isopropóxido de
aluminio y 4.167 gramos de tetraetilortosilicato en 11.00 gramos de
disolución de hidróxido de
N(16)-metilesparteinio con una concentración
de 0.91 moles/Kg. La disolución obtenida se mantiene en agitación
dejando evaporar todo el alcohol formado en la hidrólisis y el
agua sobrante. Posteriormente, se añade 0.416 g de una disolución
de ácido fluorhídrico (48.1% de HF en peso) y se sigue evaporando
hasta que la mezcla de reacción alcanza una composición final:
\vskip1.000000\baselineskip
SiO_{2} :
0.033 \ Al_{2}O_{3} : 0.50 \ ROH : 0.50 \ HF : 2 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
N(16)-metilesparteinio.
El gel se calienta a 175ºC en estático durante
16 horas en autoclaves de acero con una funda interna de teflón.
El sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS1. El patrón de difracción de rayos X del sólido
obtenido, medido por el método de polvo utilizando una rendija de
divergencia fija y empleando la radiación K_{\alpha} del Cu, se
muestra en la figura 1 y el espectro IR en la figura 2.
El material se calcina a 580ºC durante 3 horas
en flujo de aire para eliminar la materia orgánica y los iones
fluoruro ocluidos en su interior. El sólido denominado
MAS-1 presenta un superficie específica de 738
m^{2}/g y un volumen de microporo de 0.28 cm^{3}/g. El diámetro
de poro es de 7.5 \ring{A}, y la distribución de poro medida por
adsorción de Ar siguiendo el formalismo de
Hovartz-Kavazoe se presenta en la figura 3.
En 132.98 g de disolución de hidróxido de
N(16)-metilesparteinio con una concentración
de 0.94 moles/Kg se hidrolizan 52.08 g de tetraetilortosilicato y
2.04 g de isopropóxido de aluminio. La disolución obtenida se
mantiene en agitación dejando evaporar el etanol y el isopropanol
formados en la hidrólisis. Posteriormente, se añade 5.20 g de una
disolución de ácido fluorhídrico (48.1% de HF en peso) y se sigue
evaporando hasta que la mezcla alcanza la composición:
SiO_{2} : 0.02
\ Al_{2}O_{3} : 0.50 \ ROH : 0.50 \ HF : 2 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
N(16)-metilesparteinio.
El gel se calienta durante 16 horas en
autoclaves de acero con una funda interna de teflón a 175ºC en
estático. El sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada
y secar a 100ºC es MAS-1. El patrón de difracción
de rayos X del sólido obtenido se muestra en la figura 4.
El sólido denominado MAS-1, tras
calcinar a 580ºC en flujo de aire durante 3 horas presenta un
superficie específica de 643 m^{2}/g y un volumen de microporo de
0.24 cm^{3}/g.
Se hidrolizan 0.19 g de tetraetilortotitanato y
8.33 g de tetraetilortosilicato en 24.39 g de disolución de
hidróxido de N(16)-metilesparteinio con una
concentración de 0.86 moles/Kg. En la disolución obtenida se deja
evaporar todo el alcohol formado en la hidrólisis y parte del agua
sobrante. Posteriormente, se añade 0.80 g de una disolución de
ácido fluorhídrico (50% de HF en peso). La composición final del
gel de síntesis es:
SiO_{2} : 0.02
\ TiO_{2} : 0.50 \ ROH : 0.50 \ HF : 2 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
N(16)-metilesparteinio.
El gel se calienta a 175ºC en estático durante 3
días en autoclaves de acero con una funda interna de teflón. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es Ti-MAS-1. El patrón de
difracción de rayos X del sólido obtenido se muestra en la figura
5.
Se hidrolizan 34.67 g de tetraetilortosilicato
en 73.45 g de disolución de hidróxido de
N(16)-metilesparteinio con una concentración
de 1.133 moles/Kg, manteniendo en agitación y dejando evaporar todo
el etanol formado en la hidrólisis. Posteriormente, se añade 3.55
g de una disolución de ácido fluorhídrico (46.9% de HF en peso) y
se continúa evaporando hasta que la mezcla de reacción alcanza una
composición final:
SiO_{2} : 0.50
\ ROH : 0.50 \ HF : 3 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
N(16)-metilesparteinio.
Tras 2 días de cristalización a 175ºC en
agitación en autoclaves de acero con una funda interna de teflón,
se obtiene MAS-1 pura sílice. El patrón de
difracción de rayos X del sólido obtenido se muestra en la figura
6.
En 18.80 g de disolución de hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano con una concentración de
0.81 moles de OH/Kg se hidrolizan 6.34 g de tetraetilortosilicato
y 0.12 g de isopropóxido de aluminio. La disolución obtenida se
mantiene en agitación dejando evaporar el etanol y el isopropanol
formados en la hidrólisis. Posteriormente, se añade 0.61 g de una
disolución de ácido fluorhídrico (49.8% de HF en peso) y se sigue
evaporando hasta que la mezcla alcanza la composición:
SiO_{2} : 0.01
\ Al_{2}O_{3} : 0.25 \ R(OH)_{2} : 0.50 \ HF : 15 \
H_{2}O
donde R(OH)_{2} es
hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano.
\newpage
El gel se calienta durante 7 días en autoclaves
de acero con una funda interna de teflón a 175ºC en agitación. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-2. El patrón de difracción de rayos X
del sólido obtenido se muestra en la figura 7 y el espectro IR en
la figura 8.
El material se calcina a 580ºC durante 3 horas
en flujo de aire para eliminar la materia orgánica y los iones
fluoruro ocluidos en su interior. El sólido denominado
MAS-2 presenta un superficie específica de 388
m^{2}/g y un volumen de microporo de 0.14 cm^{3}/g. El diámetro
de poro es de 6.0 \ring{A}, y la distribución de poro medida por
adsorción de Ar siguiendo el formalismo de
Hovartz-Kavazoe se presenta en la figura 9.
En 18.84 g de disolución de hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano con una concentración de
1.06 moles OH/Kg se hidrolizan 8.32 g de tetraetilortosilicato y
0.16 g de isopropóxido de aluminio. La disolución obtenida se
mantiene en agitación dejando evaporar el etanol y el isopropanol
formados en la hidrólisis. Posteriormente, se añade 0.85 g de una
disolución de ácido fluorhídrico (46.9% de HF en peso) y se sigue
evaporando hasta que la mezcla alcanza la composición:
SiO_{2} : 0.01
\ Al_{2}O_{3} : 0.50 \ R(OH)_{2} : 0.50 \ HF : 15 \
H_{2}O
donde R(OH)_{2} es
hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano.
El gel se calienta durante 3 días en autoclaves
de acero con una funda interna de teflón a 150ºC en agitación. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-2. El patrón de difracción de rayos X
del sólido obtenido se muestra en la figura 10.
Se hidrolizan 1.27 gramos de isopropóxido de
aluminio y 12.93 gramos de tetraetilortosilicato en 70.04 gramos de
disolución de hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano con una
concentración de 0.47 moles OH/Kg. La disolución obtenida se
mantiene en agitación dejando evaporar todo el alcohol formado en
la hidrólisis y el agua sobrante. Posteriormente, se añade 1.33 g
de una disolución de ácido fluorhídrico (50% de HF en peso) y se
sigue evaporando hasta que la mezcla de reacción alcanza una
composición final:
SiO_{2} : 0.05
\ Al_{2}O_{3} : 0.27 \ R(OH)_{2} : 0.54 \ HF : 7.25 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano.
El gel se calienta a 175ºC en agitación durante
5 días en autoclaves de acero con una funda interna de teflón. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-3. El patrón de difracción de rayos X
del sólido obtenido se muestra en la figura 11 y el espectro IR en
la figura 12.
El material se calcina a 580ºC durante 3 horas
en flujo de aire para eliminar la materia orgánica y los iones
fluoruro ocluidos en su interior. El sólido denominado
MAS-1 presenta un superficie específica de 418
m^{2}/g y un volumen de microporo de 0.15 cm^{3}/g. El diámetro
de poro es de 6.2 \ring{A} y la distribución de poro medida por
adsorción de Ar siguiendo el formalismo de
Hovartz-Kavazoe se presenta en la figura 13.
En 38.75 g de disolución de hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano con una
concentración de 0.28 moles OH/Kg se hidrolizan 8.65 g de
tetraetilortosilicato y 0.34 g de isopropóxido de aluminio. La
disolución obtenida se mantiene en agitación dejando evaporar el
etanol y el isopropanol formados en la hidrólisis. Posteriormente,
se añade 0.88 g de una disolución de ácido fluorhídrico (50% de HF
en peso) y se sigue evaporando hasta que la mezcla alcanza la
composición:
SiO_{2} : 0.02
\ Al_{2}O_{3} : 0.27 \ R(OH)_{2} : 0.54 \ HF : 7.25 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano.
El gel se calienta durante 4 días en autoclaves
de acero con una funda interna de teflón a 175ºC en agitación. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-3. El patrón de difracción de rayos X
del sólido obtenido se muestra en la figura 14.
\newpage
En 39.01 g de disolución de hidróxido de
hexametonio con una concentración de 0.84 moles OH/Kg se disuelven
0.24 g de GeO_{2}. En la disolución obtenida se hidrolizan 11.84
g de tetraetilortosilicato, y se mantiene en agitación dejando
evaporar el etanol formado. Posteriormente, se añade 1.37 g de una
disolución de ácido fluorhídrico (48.1 de HF en peso) y se sigue
evaporando hasta que la mezcla alcanza la composición:
0.96 \ SiO_{2}
: 0.04 \ GeO_{2} : 0.28 \ R(OH)_{2} : 0.56 \ HF : 7 \
H_{2}O
donde R(OH)_{2} es
hidróxido de
hexametonio.
El gel se calienta durante 5 días en autoclaves
de acero con una funda interna de teflón a 135ºC en agitación. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-4. El patrón de difracción de rayos X
del sólido obtenido se muestra en la figura 15 y el espectro IR en
la figura 16.
El material se calcina a 580ºC durante 3 horas
en flujo de aire para eliminar la materia orgánica y los iones
fluoruro ocluidos en su interior. El sólido denominado
MAS-4 presenta una superficie específica de 348
m^{2}/g y un volumen de microporo de 0.13 cm^{3}/g. El diámetro
de poro es de 5.5 \ring{A} y la distribución de poro medida por
adsorción de Ar siguiendo el formalismo de
Hovartz-Kavazoe se presenta en la figura 17.
Se añaden 19.9 g de tetraetilortosilicato sobre
14.39 g de una disolución acuosa de hidróxido de tetraetilamonio
(TEAOH) al 40% en peso y 3 g de agua y se agita la mezcla. A
continuación se adiciona una solución que contiene 0.32 g de
aluminio metálico (99.95%) previamente disuelto en 9 g de TEAOH
(40%). Se deja la mezcla evaporando en agitación hasta completa
eliminación del etanol procedente de la hidrólisis del TEOS más la
cantidad de agua necesaria hasta alcanzar la composición final que
se indica. Finalmente, se añaden 2.15 g de una disolución acuosa de
ácido fluorhídrico (48% de HF en peso). La composición del gel
es:
SiO_{2} :
0.062 \ Al_{2}O_{3} : 0.665 \ ROH : 0.54 \ HF : 7 \
H_{2}O.
donde ROH es hidróxido de
tetraetilamonio.
La mezcla obtenida se introduce en un autoclave
provisto de una funda interna de politetrafluoretileno y se calienta
a 140ºC durante 6 días en una estufa provista de un sistema de
rotación. Transcurrido este tiempo se recuperan, mediante
filtración, lavado con agua y posterior secado a 100ºC, 27.9 g de
sólido por 100 g de gel. El sólido obtenido es
MAS-5, y su patrón de difracción de rayos X se
muestra en la figura 18 y el espectro IR en la figura 19.
El material se calcina a 580ºC durante 3 horas
en flujo de aire para eliminar la materia orgánica y los iones
fluoruro ocluidos en su interior.
Se hidrolizan 15.00 gramos de
tetraetilortosilicato en 16.36 gramos de disolución de hidróxido de
tetraetilamonio (TEAOH) al 40% en peso y 3 g de agua y se agita la
mezcla. La disolución obtenida se mantiene en agitación dejando
evaporar todo el alcohol formado en la hidrólisis y el agua
sobrante. Posteriormente, se añade 1.56 g de una disolución de
ácido fluorhídrico (50% de HF en peso) y se sigue evaporando hasta
que la mezcla de reacción alcanza una composición final:
SiO_{2} : 0.54
\ ROH : 0.54 \ HF : 7 \
H_{2}O
donde ROH es hidróxido de
tetraetilamonio.
El gel se calienta a 175ºC en agitación durante
4 horas en autoclaves de acero con una funda interna de teflón. El
sólido obtenido tras filtrar, lavar con agua destilada y secar a
100ºC es MAS-5, y su difractograma se muestra en la
figura 20.
En este ejemplo se muestra la actividad
catalítica de un catalizador bifuncional formado por una función
ácida (MAS, preparado según ejemplo 2) y una función
hidrogenante-deshidrogenante (Pt 1.0% en peso),
introducido por impregnación a partir de una solución acuosa de
ácido hexacloro platínico, para el hidrocraqueo de
n-hexadecano. La reacción se llevó a cabo, en un
reactor continuo de lecho fijo, a 270ºC, 40 bares de presión, con
una relación molar H_{2}/hexadecano de 95 y un tiempo de contacto
(W/F) de 0.27 horas. En estas condiciones la conversión de
n-hexadecano fue de 84.6% con una selectividad a
isómeros C_{16} del 2.3% y una selectividad a productos de
hidrocraqueo del 97.7%. Entre los productos de hidrocraqueo no se
detectaron productos con uno o dos átomos de carbono. El
rendimiento a productos C_{5}-C_{7} fue del
35.8%.
En este ejemplo se muestra la actividad de un
catalizador bifuncional formado por una función ácida (MAS,
preparado según ejemplo 2) y una función hidrogenante (Pt, 1% en
peso), introducido por impregnación a partir de una solución acuosa
de ácido hexacloro platínico, para el hidrocraqueo de un gasoil
hidrotratado conteniendo 10.6% en peso de hidrocarburos con un
punto de ebullición entre 250ºC y 380ºC, y 89.4% con punto de
ebullición por encima de 380ºC, y un contenido de azufre de 87 ppm.
Las condiciones de reacción fueron: 370ºC, 0.2 horas tiempo de
contacto (W/F), 50 bares de presión y relación en volumen en
condiciones normales de H_{2}/gasoil = 988.
Después de ocho horas en estas condiciones de
reacción, la conversión (380ºC) fue de 56.4% con rendimientos a
gases del 0.7%, a nafta (65º-150ºC) del 12.5%, a keroseno
(150º-250ºC) del 20.1%, y a destilados medios (250º-380ºC) del
23.0%.
En este ejemplo se muestra la actividad
catalítica para craqueo catalítico de un material MAS preparado
según ejemplo 2, en el que se utiliza n-decano como
reactivo. Las condiciones de reacción fueron: presión atmosférica,
relación en peso catalizador/alimentación de 0.70, temperatura de
500ºC y tiempo de reacción de 60 segundos. En estas condiciones la
conversión fue del 33%.
En este ejemplo se muestra la actividad
catalítica para el craqueo de un gasoil de vacío, del material MAS
preparado según ejemplo 2. Las condiciones de reacción fueron:
presión atmosférica, relación catalizador/alimentación 0.65 en
peso, temperatura de reacción de 500ºC y, tiempo de reacción de 60
segundos. La conversión fue del 60% en peso, con un rendimiento a
gases, gasolina, diesel y coque del 19.1, 23.2, 14.0 y 3.7%,
respectivamente, siendo la relación propileno/propano en los gases
del 4.9, para un rendimiento en propileno del 7%.
Claims (32)
1. Un material amorfo microporoso
caracterizado porque tiene una composición química en el
estado calcinado y anhidro que puede representarse por la fórmula
empírica:
x \
(M_{1,n}XO_{2}) : \ y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2; pudiendo ser
igual a cero,
- y tiene un valor menor de 0.2; pudiendo ser
igual a cero,
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n, y una mezcla de los
mismos,
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3, e
- Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4, que tiene una distribución uniforme de poro y un
volumen de microporo mayor o igual de 0.05 cm^{3}. g^{-1} y
que tiene una superficie específica superior a
100 m^{2}.g^{-1}.
2. Un material amorfo microporoso, según la
reivindicación 1, caracterizado porque tiene una composición
química en el estado calcinado y anhidro que puede representarse por
la fórmula empírica:
x \
(M_{1/n}XO_{2}) : \ y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.1, pudiendo ser
igual a cero;
- y tiene un valor menor de 0.1, pudiendo ser
igual a cero;
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los
mismos,
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3, e
- Y es uno o varios elementos químicos con
estado de oxidación +4.
3. Un material amorfo microporoso según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque X está
seleccionado entre Al, Ga, B, Fe, Cr y una mezcla de ellos.
4. Un material amorfo microporoso según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque Y está
seleccionado entre Ti, Ge, Sn, V y una mezcla de ellos.
5. Un material amorfo microporoso según una de
las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque su
composición corresponde a la fórmula:
x \
(M_{1/n}XO_{2}) :
SiO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2, pudiendo ser
igual a cero,
- M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los mismos,
y
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3.
6. Un material amorfo microporoso según una de
las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque su
composición en el estado calcinado y anhidro puede representarse por
la fórmula empírica
y \ YO_{2} :
SiO_{2}
en la
que:
- y tiene un valor menor de 0.2, pudiendo ser
igual a cero; e
- Y es uno o varios elementos químicos con
estado de oxidación +4.
7. Un material amorfo microporoso según una de
las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque su
composición química en el estado calcinado y anhidro se representar
por la fórmula empírica
x \ (HXO_{2})
:
SO_{2}
en la
que:
- x posee un valor inferior a 0.2, pudiendo ser
igual a cero, y
- X es uno o varios elementos químicos de estado
de oxidación +3.
8. Un material amorfo microporoso según una de
las, reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque su
composición química en el estado calcinado y anhidro se representa
por la fórmula empírica SiO_{2}.
9. Un método para sintetizar un material amorfo
microporoso definido en una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC, hasta
conseguir formación del material amorfo, y en el que la mezcla de
reacción tiene una composición, en términos de relaciones molares de
óxidos, comprendida entre los intervalos
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100,
donde R es una o más compuestos
orgánicos.
10. Un método para sintetizar un material amorfo
según la reivindicación 9, caracterizado porque la mezcla de
reacción comprende además una fuente de iones fluoruro.
11. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado
porque comprende:
- preparar una mezcla de reacción que comprende
al menos:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos tetravalentes Y,
- -
- uno o más compuestos orgánicos,
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC, hasta
conseguir formación del material amorfo, y en el que la mezcla de
reacción tiene una composición, en términos de relaciones molares de
óxidos, comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, e
- -
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.2,
donde Y es uno o más elementos en
estado de oxidación +4, y R es uno o más compuestos
orgánicos.
12. Un método para sintetizar un material amorfo
según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque
comprende:
- preparar una mezcla de reacción que
comprende:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X,
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC, hasta
conseguir formación del material amorfo, y en el que la mezcla de
reacción tiene una composición, en términos de relaciones molares
de óxidos, comprendida entre los intervalos
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, y
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3 y R es uno o más compuestos
orgánicos.
13. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado
porque comprende:
- preparar una mezcla de reacción que
comprende:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X,
- -
- uno o más elementos M de carga +n,
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC, hasta
conseguir formación del material amorfo, y en el que la mezcla de
reacción tiene una composición, en términos de relaciones molares
de óxidos, comprendida entre los intervalos
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100, y
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, M está seleccionado entre H^{+}, uno o
varios cationes inorgánicos de carga +n, y mezclas de ellos, y R es
uno o más compuestos
orgánicos.
14. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado
porque comprende:
- preparar una mezcla de reacción que
comprende:
- -
- una fuente de SiO_{2},
- -
- una fuente de uno o varios elementos trivalentes X,
- -
- una fuente de uno o varios elementos tetravalentes Y,
- -
- uno o más elementos M de carga +n,
- -
- uno o más compuestos orgánicos, y
- -
- agua,
- someter dicha mezcla a calentamiento con o sin
agitación a temperatura comprendida entre 80 y 200ºC, hasta
conseguir formación del material amorfo, y en el que la mezcla de
reacción tiene una composición, en términos de relaciones molares
de óxidos, comprendida entre los intervalos:
- -
- ROH/SiO_{2} = 0.01-3.0,
- -
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-100,
- -
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
- -
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.2,
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4, M está seleccionado entre H^{+}, uno o varios
cationes inorgánicos de carga +n; y una mezcla de los mismos, y R
es uno o más compuestos
orgánicos.
15. Un método para sintetizar un material amorfo
según la reivindicación 14, en el que la mezcla de reacción tiene
una composición, en términos de relaciones molares de óxidos,
comprendida entre los rangos
- ROH/SiO_{2} = 0.1-1.0
- X_{2}O_{3}/SiO_{2} = 0.001-0.05,
- YO_{2}/SiO_{2} = 0.001-0.1,
- H_{2}O/SiO_{2} = 1-50,
donde X es uno o varios elementos
trivalentes seleccionado entre Al, B, Ga, Fe y Cr, e Y es uno o
varios elementos tetravalentes seleccionado entre Ti, Ge, Sn y
V.
16. Un método para sintetizar un material amorfo
según la reivindicación 14, en el que la mezcla de reacción tiene
una composición que responde a la fórmula empírica
a \ ROH : \ b
\ M_{1/n}F : x \ X_{2}O_{3} : \ y \ YO_{2} : SiO_{2} : \ w \
H_{2}O
donde X es uno o más elementos en
estado de oxidación +3, Y es uno o más elementos en estado de
oxidación +4, M está seleccionado entre H^{+}, uno o varios
cationes inorgánicos de carga +n, y una mezcla de los mismos, y R
es uno o más compuestos
orgánicos,
y los valores de a, b, x, y, y w están en los
intervalos:
a = ROH/SiO_{2} = 0.1-3.0,
b = M_{1/n}F/SiO_{2} =
0.1-3.0,
x = X_{2}O_{3}/SiO_{2} =
0-0.05,
y = YO_{2}/SiO_{2} = 0-0.1,
y
w = H_{2}O/SiO_{2} =
1-50.
17. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 a 16, en el que la mezcla se
somete a calentamiento con o sin agitación a temperatura
comprendida entre 100 y 200ºC.
18. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 a 17, en el que el compuesto
orgánico R está en forma de hidróxido.
19. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 a 17 en el que el compuesto
orgánico comprende uno o varios grupos amino.
20. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 a 17 en el que el compuesto
orgánico comprende uno o varios grupos amonio.
21. Un método para sintetizar un material amorfo
según una de las reivindicaciones 9 a 17 en el que el compuesto
orgánico está seleccionado entre
N(16)-metilesparteinio, hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, hidróxido de
1,8-bisquinuclidiniooctano, hidróxido de
1,4-bisciclohexilpirrolidiniobutano, hidróxido de
hexametonio e hidróxido de tetraetilamonio.
22. Uso de un material amorfo de una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 14 como catalizador en un proceso de
conversión de compuestos orgánicos que comprende poner en contacto
una alimentación con una cantidad de dicho catalizador.
23. Uso según la reivindicación 22
caracterizado porque el proceso es un proceso de craqueo
catalítico de compuestos orgánicos.
24. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 23 caracterizado porque dichos compuestos
orgánicos son hidrocarburos.
25. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22, caracterizado porque el proceso está
seleccionado entre un proceso de hidrocraqueo, hidrocraqueo suave
de hidrocarburos, hidrocraqueo suave de hidrocarburos
funcionalizados, hidrocraqueo suave de hidrocarburos e
hidrocarburos funcionalizados, hidroisomerización de olefinas, un
proceso de isomerización de parafinas ligeras, desparafinado,
isodesparafinado y un proceso de alquilación.
26. Uso de un material amorfo, según la
reivindicación 25, caracterizado porque el proceso de
alquilación está seleccionado entre alquilación de isoparafinas con
olefinas, alquilación de olefinas con isoparafinas, alquilación de
aromáticos con olefinas o alcoholes, alquilación de aromáticos
sustituidos con olefinas o alcoholes, alquilación de compuestos
tiofénicos con olefinas o alcoholes, alquilación de compuestos
alquiltiofénicos con olefinas o alcoholes, alquilación de
compuestos alquilbenzotiofenicos con olefinas o alcoholes.
27. Uso de un material amorfo, según la
reivindicación 25, caracterizado porque el proceso de
alquilación es la alquilación de benceno con propileno.
28. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22, caracterizado porque el proceso es una
reacción de acilación de compuestos aromáticos sustituidos
utilizando ácidos, cloruros de ácido o anhídridos de ácidos
orgánicos como agentes acilantes.
29. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22, caracterizado porque el proceso es una
oxidación selectiva de compuestos orgánicos usando un oxidante
seleccionado entre H_{2}O_{2}, peróxidos orgánicos e
hidroperóxidos orgánicos.
30. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22, caracterizado porque el proceso está
seleccionado entre una reacción de oxidación de tipo
Meerwein-Pondorf-Verley y una
reacción de oxidación de tipo Baeyer-Villiger.
31. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22 caracterizado porque dicho material amorfo
comprende Ti y el proceso está seleccionado entre:
- un proceso de epoxidación de olefinas,
- oxidación de alcanos, oxidación de
alcoholes,
- oxidación de compuestos orgánicos que
contengan azufre y que puedan producir sulfóxidos y sulfonas,
utilizando hidroperóxidos orgánicos o inorgánicos, u oxígeno
molecular como agentes oxidantes y
- amoximación de cetonas.
32. Uso de un material amorfo según la
reivindicación 22 caracterizado porque dicho material amorfo
comprende Sn y el proceso es una oxidación en reacciones
Baeyer-Villiger utilizando H_{2}O_{2} como
agente oxidante.
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