一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有cfi层板结构ECNU‑n分子筛及其制备方法和应用，其特点是该分子筛为“第一氧化物·第二氧化物•第三类氧化物”组成三种不同层间连接的cfi层板结构，其制备是将*CTH硅锗分子筛母体置于水溶液中，于室温下力搅拌反应，产物经抽滤、干燥和高温焙烧后得到ECNU‑n系列新结构分子筛，该ECNU‑n分子筛作为催化剂用于烯烃环氧化、间烷基取代芳烃歧化/异构化和酮类Baeyer‑Villiger氧化的催化反应。本发明专利技术与现有技术相比具有原创性结构且为首次发现，能够丰富分子筛种类，基于该分子筛新颖的孔道结构，向其骨架中引入Al,Ti,Sn等催化中心构筑固体酸或氧化还原催化剂为开发新型环境友好催化体系提供了可能性。

A kind of ecnu-n molecular sieve with CFI structure and its preparation method and Application

The invention discloses a kind of ECNU \u2011 n molecular sieve with CFI layer structure and its preparation method and application, which is characterized in that the molecular sieve is composed of three kinds of CFI layer structure with different layer connection, i.e. \the first oxide \u00b7 the second dioxide \u00b7 the third kind of oxide\, and the preparation is that the mother of * CTH SiGe molecular sieve is placed in an aqueous solution and stirred at room temperature, the product is filtered, dried and A series of ECNU \u2011 n molecular sieves with new structure were obtained after calcination at high temperature. The ECNU \u2011 n molecular sieves were used as catalysts for epoxidation of olefins, metaalkylation / isomerization of aromatics and oxidation of ketones by Baeyer \u2011 Villiger. Compared with the prior art, the invention has original structure and is the first discovery, which can enrich the types of molecular sieve. Based on the novel pore structure of the molecular sieve, it is possible to introduce Al, Ti, Sn and other catalytic centers into its skeleton to build solid acid or redox catalyst, which provides the possibility for developing a new environmental friendly catalytic system.

【技术实现步骤摘要】
一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛及其制备方法和应用
本专利技术涉及分子筛
，具体地说是一种新发现的具有cfi层板结构的ECNU-n(n＝26,23,22)系列分子筛及其制备方法和应用。
技术介绍
分子筛是以TO4(T＝Si,Al,Ge,Ti,Sn,B等)四面体构建的具有独特晶体结构和微孔孔道的无机多孔材料，被广泛应用于吸附分离、离子交换和催化等领域。分子筛广泛的用途得益于其特殊的化学组成和独特的结构，因此合成新结构以及新化学组成的分子筛对于拓展分子筛的应用范围具有十分重要的意义。一般来说，绝大多数分子筛都是在模板剂的作用下水热合成的，少部分可在无模板剂的条件下合成。能量-密度相关性导致可逆的晶化过程趋向于更低的能量排布，故而传统的水热合成方法会限制分子筛结构的多样性。为了克服传统水热合成法的限制，研究者开发出多种方法来实现新型分子筛的合成，主要包括开发结构新颖的有机模板剂、引入杂原子、结构后处理修饰等。其中基于硅锗分子筛的结构不稳定性，采用自上而下的策略对已存在的硅锗分子筛结构进行可控修饰，从而创制一系列具有新型结构的分子筛材料已成为分子筛领域研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有cfi层板结构的ECNU-n分子筛及其制备方法和应用，采用室温条件下可控水解层间双四元环的方法，制备三种具有相同cfi层板不同层间连接结构的新型分子筛，三种分子筛经XRD谱图确认具有原创性结构以及新颖的孔道，对应的骨架含Al、Ti、Sn等催化中心的材料为开发新型环境友好催化体系提供了可能性，为首次发现且能够丰富分子筛种类。实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛，其特点是该分子筛为“第一氧化物·第二氧化物”或“第一氧化物·第二氧化物·第三类氧化物”所示式的化学组成，且具有下述表1、表2和表3所示X射线衍射表征的三种不同层间连接的cfi层板结构：表1：ECNU-26分子筛的X-射线衍射的结构数据表其中：(a)为±0.30°；表2：ECNU-23分子筛的X-射线衍射的结构数据表其中：(a)为±0.30°；表3：ECNU-22分子筛的X-射线衍射的结构数据表其中：(a)为±0.30°；所述第一类氧化物为氧化硅；所述第二类氧化物为氧化锗；所述第三类氧化物为氧化铝、氧化硼、氧化铁、氧化镓、氧化钛、氧化锡、氧化镓、稀土氧化物、氧化铟和氧化钒中的一种或两种以上的混合；所述第一氧化物与第二氧化物和第三类氧化物的摩尔比为1：0.1～0.6：0～0.05。一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛的制备方法，其特点是所述ECNU-n分子筛按下述步骤制备：(一)*CTH硅锗分子筛母体的制备将第一氧化物源(以第一氧化物计)与第二氧化物源(以第二氧化物计)、第三氧化物源、有机模板剂、氟源(以F-计)和水按1：0.1～0.6：0～0.05：0.2～1.0：0.2～0.75：5～30摩尔比混合，在35～80℃温度下老化1～10小时，然后在150～180℃温度下晶化14～40天，晶化后的产物经过滤、洗涤、干燥后在500～800℃温度下焙烧5～8小时，制得具有*CTH拓扑结构的硅锗分子筛母体；所述氟源为氢氟酸、氟化铵、氟化钠、氟化钾一种或两种以上的混合；所述有机物模板剂为下述结构式的咪唑类化合物：其中：R1、R2和R3为不同碳链个数的烷基C1～6，优选烷基C1～3；作为该季氮结构的抗衡阴离子，可以是卤素离子或氢氧根离子OH-，但并不限于此。(二)ECNU-n分子筛的制备将具有*CTH拓扑结构的硅锗分子筛置于的pH值为1～13的水溶液中，于室温下磁力搅拌1～36小时，产物经抽滤、洗涤、干燥后在500～800℃温度下焙烧5～8小时，制得n＝26,23,22系列结构的ECNU-n分子筛；所述水溶液pH值采用无机或有机碱调至11～13。所述ECNU-n分子筛的焙烧态为粉末状、颗粒状或膜制品状。一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛的应用，其特点是所述ECNU-n分子筛作为催化剂用于烯烃环氧化、间烷基取代芳烃歧化/异构化和酮类Baeyer-Villiger氧化的催化反应，所述烯烃环氧化反应中ECNU-n分子筛与烯烃摩尔比为0.03～0.3；所述间烷基取代芳烃歧化/异构化反应中ECNU-n分子筛与烷基取代芳烃的摩尔比为0.1～1；所述酮类Baeyer-Villiger氧化反应中ECNU-n分子筛与酮类摩尔比为0.1～1。本专利技术与现有技术相比具有原创性结构且为首次发现，能够丰富分子筛种类，基于该分子筛新颖的孔道结构，向其骨架中引入Al,Ti,Sn等催化中心构筑固体酸催化剂或者氧化还原催化剂为开发新型环境友好催化体系提供了可能性。附图说明图1为实施例1制备的ECNU-26的X射线衍射谱图；图2为实施例2制备的Ti-ECNU-26的X射线衍射谱图；图3为实施例3制备的Al-ECNU-23的X射线衍射谱图；图4为实施例4制备的Sn-ECNU-22的X射线衍射谱图。具体实施方式本专利技术以*CTH分子筛作为母体，其具有两套互相垂直的分别沿c方向的十四元环孔道和沿b方向的十元环孔道，在室温条件下对其进行水解以制备新型分子筛，以下通过具体实施例对本专利技术的制备作进一步的详细说明。实施例1将1.31g氧化锗投入到21.81g质量浓度为25％的1,2-二甲基-3-(3-甲基苯)咪唑鎓氢氧化物模板剂的水溶液中搅拌至澄清，再将10.42g正硅酸四乙酯和0.96g氢氟酸(质量浓度为40％)加入到上述溶液中，在60℃温度下水浴除去多余的水，使得合成凝胶最终水和氧化硅的摩尔比值为10。将该凝胶产物转移到带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中于160℃温度下晶化20天。晶化产物经过滤、洗涤、干燥后于600℃温度下焙烧6小时，制得*CTH分子筛母体。将其置于质量分数为0.4wt％的氨水溶液中剧烈搅拌12小时，经过滤、洗涤、干燥后在580℃温度下焙烧6小时，得到5.69克产物为ECNU-26分子筛。参阅附图1，上述制备的ECNU-26分子筛经高分辨X射线衍射(XRD)谱图表征，具有如下表1所示的X射线衍射的结构数据：表1：ECNU-26分子筛的X-射线衍射的结构数据表(a)：±0.30°。上述结构数据表明该材料具有很好的结晶度，其插图为分子筛结构模型，其结构被认为是母体*CTH骨架中50％的双四元环水解为单四元环，另外50％的双四元环保持不变，因而其沿c方向呈现为十四元环和十二元环孔道，沿b方向为十元环和八元环的孔道。尤其是ECNU-26层板间实际结构并不是严格按照双四元环-单四元环-双四元环-单四元环的形式交替出现。实施例2将1.31g氧化锗投入到17.45g质量浓度为25％的1,2-二甲基-3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有

【技术特征摘要】
1.一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛，其特征在于该分子筛以“第一氧化物·第二氧化物”或“第一氧化物·第二氧化物•第三类氧化物”组成三种具有不同层间连接的cfi层板结构的ECNU-n分子筛，其中n=26、23、22，所述第一类氧化物为氧化硅；第二类氧化物为氧化锗；第三类氧化物为氧化铝、氧化硼、氧化铁、氧化镓、氧化钛、氧化锡、氧化镓、稀土氧化物、氧化铟和氧化钒中的一种或两种以上的混合；所述第一氧化物与第二氧化物和第三类氧化物的摩尔比为1：0.1～0.6：0～0.05。


2.一种权利要求1所述具有cfi层板结构ECNU-n分子筛的制备方法，
其特征在于所述ECNU-n分子筛按下述步骤制备：
（一）*CTH硅锗分子筛母体的制备
将第一氧化物与第二氧化物、第三氧化物、有机模板剂、氟源（以F-计）和水按1：0.1～0.6：0～0.05：0.2～1.0：0.2～0.75：5～30摩尔比混合，在35～80℃温度下老化1～10小时，然后在150～180℃温度下晶化14～40天，晶化后的产物经过滤、洗涤、干燥后在500～800℃温度下焙烧5～8小时，制得具有*CTH拓扑结构的硅锗分子筛母体；所述第一类氧化物为氧化硅；所述第二类氧化物为氧化锗；所述第三类氧化物为氧化铝、氧化硼、氧化铁、氧化镓、氧化钛、氧化锡、氧化镓、稀土氧化物、氧化铟和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，刘学，徐浩，蒋金刚，何鸣元，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31