[发明专利]锡酸硅酸钛其制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明是关于用作催化剂及吸附剂的硅酸盐，尤其是含有诸如钛的过渡金属的硅酸盐的领域。

背景技术

中孔硅酸盐材料由于其大表面积及预定直径的孔隙而在如催化剂及吸附介质的广泛领域中有许多应用。此使其尤其适用于用作纯化吸附剂、催化剂、催化剂载体、过滤介质、填充剂。

具体而言，US5,508,457描述IVB族硅酸盐，尤其是硅酸钛及硅酸锆，其可为结晶的或非晶的。所述催化剂尤其为结晶硅酸钛、结晶硅酸铝钛、非晶硅酸钛及相应的锆化合物。硅酸盐适用于(转)酯化反应，且尤其是在固定床工艺中。

US5,053,139描述可用于在通常可见于饮用水中的竞争离子存在下，从该饮用水中移除铅的非晶硅酸钛及硅酸锡。

GB 212,065描述一种通过使酸与可溶性盐的溶液混合制备多元氧化物凝胶以生产水凝胶的方法，该可溶性盐诸如为氧化锡、氧化铝、氧化钨和/或氧化钛的酸的钠盐。将此方法的最终产物描述为具有超显微孔的高孔隙度的物质。亦描述通过混合锡酸钠、钨酸钠及酸的溶液制备锡酸钨酸盐凝胶以生产水凝胶。但是，没有描述使用可溶性钛酸盐且建议使用的唯一钛酸盐为几乎不溶于水的钛酸钠的实例。

虽然已存在各种硅酸盐，但始终需要具有改良的物理性质(诸如孔径)及改良的催化剂性质(诸如选择性及活性)的新颖化合物用于催化及吸附应用。

发明内容

为了解决前述需求中的至少一者，本发明提供一种非晶锡酸硅酸钛，其具有以下通式：

M^v+_wTi_xSi_ySn_zO_{2x+2y+2z+0.5vw}，

其中M为质子、铵、金属或金属混合物中的至少一种，v为M为正整数的化合价且其中x、y、z及w为摩尔比：

x为1，

y为0.01至99，

z为0.01至99，及

w为0.01至50。

在另一方面中，本发明提供一种用于制备根据本发明的锡酸硅酸钛的方法，其包含在可溶性硅酸盐源、可溶性锡酸盐源及可溶性钛源之间的水性介质中的沉淀反应，由此所述锡酸硅酸钛沉淀且分离。

在另一方面中，本发明提供根据本发明的锡酸硅酸钛的用途，其用作化学反应中的催化剂或催化剂载体或用作吸附剂。

具体实施方式

根据本发明的锡酸硅酸钛与现有硅酸钛及硅酸锡的不同之处在于所有三种元素构成氧网络。在结构层面上，本发明化合物表示一种由互连的硅酸盐、钛酸盐、及锡酸盐多面体构成的三维氧化物网络。因此，所有的三个原子(Si、Ti及Sn)构成氧-O-键的网络中的一部分。在替代观点中，据说Sn原子代替经由氧-O-键键合的Ti及Si的网络中的Ti(或Si)原子。亦据说根据本发明的化合物为钛、锡及硅的混合氧化物。通过与Sn阳离子进行离子交换自硅酸钛获得的Ti/Sn/Si化合物的区别在于锡不以阳离子形式存在于根据本发明的化合物中，而与氧原子共价结合，亦即呈锡酸盐形式。并且，锡以Sn(IV)形式存在于根据本发明的化合物中，而通常通过离子交换引入Sn(II)。此外术语“锡酸盐(stannate)”特别意味着以Sn(IV)形式存在于结构中的锡。