[发明专利]一种拓扑结构的ECNU-13分子筛及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种拓扑结构的ECNU‑13分子筛及其制备和应用，其特点是该ECNU‑13分子筛化学组成的无水形式表示为：1.0 XO₂:0.1 ‑ 1.0YO₂，其中，XO₂为第一类氧化物；YO₂为第二类氧化物；所述第一类氧化物为氧化硅；所述第二类氧化物为锗源、铝源、钛源、锡源、硼源、氟源、磷源或铁源，其制备包括：凝胶的老化和晶化，以及在烃类选择氧化的催化反应，本发明具有独特的X射线衍射结构数据且为尚未报道的新结构分子筛，制备方法简单，原料来源广泛且利用率高、产品结构新颖且结晶度好，有机模板剂为绿色溶剂、对环境污染小等诸多特点，便于工业大规模生产，以及作为催化剂应用于精细化学品的高效合成。

技术领域

本发明涉及分子筛及化工应用技术领域，具体地说是一种新发现的具有有益性能且新型拓扑结构的ECNU-13分子筛及其制备和应用。

背景技术

沸石分子筛从传统意义上来讲是一类由硅氧四面体和铝氧四面体组成的具有规则的微孔孔道结构的硅铝酸盐，它起源于1756年人们在地下岩洞里对天然沸石发现，经历了一个从天然沸石到人工合成沸石的发展历程。目前，国际分子筛协会已经公布了两百多种具有不同拓扑结构的分子筛，纵观沸石分子筛的历史发展长河，从最早18世纪天然沸石的发现，到20世纪40年代末分子筛的人工首次合成，50年代A型、X型和Y型等分子筛的工业化应用，60年代第一个高硅分子筛Beta的发现，再到70年代ZSM-5分子筛的出现，之后80年代拓展到磷铝分子筛，每个发现都可谓是分子筛发展史上的里程碑事件。

随着分子筛合成技术的逐渐发展，一系列杂原子如Li、B、Be、Mg、Si、Ti、Mn、Fe、Co、Zn、Ga、Ge、As等元素都能被引入分子筛骨架，其中，由于Ge元素在骨架中倾向于构建双四元环(D4R)或双三元环(D3R)次级结构单元，降低分子筛的骨架密度，故形成的硅锗分子筛的骨架结构往往具有超大的微/介孔孔道特征，这使得硅锗分子筛在分子筛大家族中占据着越来越重要的地位，在催化研究领域具有非常大的潜在应用价值。X-射线衍射谱图是观察物质晶体结构的最直接最直观手段，不同分子筛如ZSM-5、Beta、MCM-22等由于具有不同的晶体结构，所以都有各自对应的X-射线衍射特征谱图，这可以通过X-射线粉末衍射仪测得。追溯化学化工行业的发展历程，我们知道，一代又一代性能优异的催化剂被研发出来且实现工业化应用，然而这并不能满足我们当今的需求，具有更好性能的新型催化剂的研发一直是人类不断追求的目标。

微孔分子筛所具有的均匀孔道结构、适宜的酸性以及良好的水热稳定性，使其在吸附，催化，离子交换等领域都具有了非常广泛的工业用途与商业前景。随着化学化工发展的日新月异，对于催化剂的需求迅猛发展，寻求新型孔道结构的分子筛材料是一个重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供的一种具有新型结构的ECNU-13分子筛及其制备和应用，采用二氧化硅为第一氧化物与锗源、铝源、钛源、锡源、硼源、氟源、磷源或铁源为第二氧化物，且第一氧化物与第二氧化物的摩尔比为1.0:0.1-1.0组成具有新型拓扑结构的分子筛，该分子筛经XRD谱图确认具有原创性结构以及新颖的孔道结构，具有制备方法简单，原料来源广泛且利用率高、产品结构新颖且结晶度好，模板剂为绿色溶剂、对环境污染小等诸多特点，便于工业大规模生产以及作为催化剂应用于精细化学品的高效合成。

实现本发明目的的具体技术方案是：一种拓扑结构的ECNU-13分子筛，其特点是该ECNU-13分子筛化学组成的无水形式表示为：1.0XO₂:0.1～1.0YO₂，其中，XO₂为第一类氧化物；YO₂为第二类氧化物；所述第一类氧化物为硅酸四乙酯、硅酸、发烟硅胶、硅溶胶、水玻璃中的任意一种或两种以上的混合；所述第二类氧化物为锗源、铝源、钛源、锡源、硼源、氟源、磷源、铁源中的任意一种或两种以上的混合；所述ECNU-13分子筛的空间群为PMMM(47)，其晶胞参数a为b为c为且具有下述表1所示X射线衍射表征的结构数据：