[发明专利]微孔沸石、其合成方法及其用途

说明书

本发明涉及一种微孔沸石、其合成方法及其用途。所述微孔沸石具有如式“(1/n)Al₂O₃:SiO₂:(m/n)R₁”所示的示意性化学组成；并且所述微孔沸石骨架结构中具有‑Si‑R₁‑Si‑单元；其中，n＝5～500；m＝0.01～50；R₁为C_1‑20的亚烷基、C_2‑20的亚烯基、C_2‑20的亚炔基或亚苯基。所述微孔沸石可作为吸附剂或催化剂使用。

技术领域

本发明涉及一种微孔沸石、其合成方法及其用途。

背景技术

在工业上，多孔无机材料被广泛用作催化剂和催化剂载体。多孔材料具有相对较高的比表面，和畅通的孔道结构，因此是良好的催化材料或催化剂载体。多孔材料大致可以包括：无定型多孔材料、结晶分子筛以及改性的层状物质等。

结晶微孔沸石的基本骨架结构是基于刚性的三维TO₄(SiO₄，AlO₄等)单元结构。在此结构中TO₄是以四面体方式共享氧原子，骨架四面体如AlO₄的电荷平衡是通过表面阳离子如Na⁺、H⁺的存在保持的。由此可见，通过阳离子交换方式可以改变沸石的骨架性质。同时，在沸石的结构中存在着丰富的、孔径一定的孔道体系，这些孔道相互交错形成三维网状结构。正是基于上述结构，沸石不但对多种有机反应具有良好催化活性、优良的择形性、并通过改性可实现良好的选择性(US6162416，US4954325，US5362697)。

人造结晶微孔沸石常常是采用水热法合成，并经常采用特定的模板剂或导向剂来合成特定的沸石分子筛。这些模板剂或导向剂常为含氮有机化合物。然而，模板剂或导向剂与特定的沸石分子筛之间存在对应的关系。例如，对于具有微孔MFI结构ZSM-5，US3702886发现可以采用四丙基胺(TPA)作为导向剂来合成，US4151189发现采用C₂～C₉的伯胺为导向剂也可以合成。其他如US3709979公开了采用溴化四丁基铵作为导向剂合成ZSM-11的方法，US3832449公开了采用四乙基铵为导向剂合成ZSM-12的方法，US4016245公开了采用乙二胺为导向剂合成ZSM-35的方法，Zeolite(1991.Vol 11.P202)介绍了采用四乙基氢氧化铵为导向剂合成Beta沸石的方法，US4439409公开了采用六亚甲基亚胺合成PSH-3沸石的方法，US4954325公开了采用六亚甲基亚胺合成MCM-22的方法，US5362697和ZL94192390.8公开了以六亚甲基亚胺为导向剂，通过控制晶化时间合成具有稳定层状MWW结构MCM-56的方法，US5236575介绍了以六亚甲基亚胺为导向剂合成非层状MCM-49的方法，Nature(1998.Vol396.P353)公开了以六亚甲基亚胺为导向剂、采用分层技术制备具有MWW结构的ITQ-2的方法。上述结晶沸石的骨架结构都是以无机氧化硅和无机氧化铝为基本元素。CN101121524A、CN101121523A、CN101172254A、US8030508公布了微孔沸石分子筛中掺杂有机硅物种，获得了有机硅杂化微孔沸石。但是由于它使用的硅烷为-O-Si-R，有机官能团只能位于沸石骨架结构的最外表面。而微孔沸石在制备、使用过程中不可避免地需要焙烧和活化，这样，位于外表面的有机官能团在焙烧和活化过程中会被氧化。

发明内容

本发明人在现有技术的基础上经过刻苦的研究，发现了一种新型结构的骨架含有机官能团的微孔沸石，并进一步发现了其具有有益性能。

具体而言，本发明涉及一种微孔沸石。所述微孔沸石具有如式“(1/n)Al₂O₃:SiO₂:(m/n)R₁”所示的示意性化学组成；并且

所述微孔沸石骨架结构中具有-Si-R₁-Si-单元；