制备钒硅酸盐分子筛的新型方法和新型的钒硅酸盐分子筛技术

本发明专利技术涉及一种制备新型钒硅酸盐分子筛的新型方法，并用该相同方法制备钒硅酸盐分子筛及其衍生物。钒硅酸盐分子筛的制备方法包括利用含有硅源、碱、作为钒源的含V+5的化合物、还原剂，盐和水的反应混合物进行水热反应而形成钒硅酸盐分子筛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备钒硅酸盐分子筛的新型方法，和用所述相同方法制备的钒硅酸盐分子筛及其衍生物。
技术介绍
一维(ID)半导体量子限制材料的合成与表征较为重要，这是由于其具有用作纳米级电子器件和其他新型应用的构件块的巨大潜力(见参考文献1-9)。在已知的ID半导体材料中，分子线或者量子线(参见参考文献1-5)是最薄的ID量子限制材料。然而，该量子线的实例极少。最近，本专利技术者已阐明钛酸盐(TiO32O量子线的令人关注的量子限制特性(参见参考文献10)，该量子线有规则地定位在称为ETS-IO的钛硅酸盐分子筛中。其甚至在长于50nm的长度范围上仍显示长度依赖性量子限制效应(参见参考文献10-13)。沿着量子线估算的激子有效约化质量(μ ζ)小于O. 0006me(me=电子静止质量)，其比最小报道值(InSb 0.014me，单壁碳纳米管0.019me)小得多，该结果表明沿着钛酸盐量子线的激子迁移率比InSb (0.014me)和单臂碳纳米管(0.019me)的高的多。钛酸盐量子线的电子吸收的特性是氧化物至Tiiv电荷转移或配位体至金属电荷转移(LMCT)(参见参考文献14-16)。钛酸盐量子线的伸缩频率随着线的电子密度的增加而增加(参见参考文献14)。阐明钛酸盐量子线的这些重要性质后，将关注于是否能阐明紧密相关的钒酸盐(VO32-)量子线的物理化学性质。在此意义上，Rocha，Anderson和共同工作者在1997年发现钒硅酸盐AM-6(下文称为“AM-6-(RA)”)极为重要，这是由于其采用包括置换钛酸盐(TiO32O量子线的钒酸盐(V032_)量子线的ETS-10结构的原因(参考文献17)。然而，ETS-10晶体需要用作籽晶以诱导钒硅酸盐中的ETS-10结构。因此，AM-6-(RA)不可避免地在AM-6内含有EST-10晶体。在此方面，AM-6-(RA)应更严格地定义为具有ETS-10核/AM-6壳的结构。此外，Lobo，Doren及共同工作者显示了 AM_6_(RA)中的V032—量子线由V4+和V5+构成(参见参考文献18-20)。因此，本质而言，不可能阐明纯VivO广量子线的物理化学性质。此外，其程序始终同时产生大量石英。在此意义上，长期需要用以制备不含ETS-10的纯AM-6的方法。在报道AM-6_(RA)之后的12年，Sacco，Jr.及其共同工作者最终开发出一种合成不含ETS-10的纯AM-6的方法(参见参考文献21)。然而，Sacco, Jr.小组需使用四甲基铵离子(TMA+)作为结构导向剂。因此，该AM-6在通道内含有TMA+离子。本文中，AM-6将称为“AM-6-(S)-TMA”。本专利技术者发现，AM-6-(S)-TMA也含有V4+和V5+ (参见下文)。此外，TMA+离子紧密封于通道中且完全阻断二氧化硅通道。因此，其他原始阳离子(Na+和K+)与其他阳离子的离子交换非常困难(见下文)。且使其不可适用于研究纯VivO32-量子线或者纯Viv钒硅酸盐分子筛的重要物理化学性质。Sacco，Jr.小组在约350°C到400°C下用NH3气体处理AM-6-(S)-TMA约3到4小时以移除TMA+离子。该苛刻条件破坏了所有钒酸盐(V032_)量子线，这是由于其在高于约180°C的温度下在真空中不稳定(见下文)。下文中，经过NH3处理的 AM-6-⑶-TMA 将称为 “AM-6-⑶-NH3”。因此，还没有合成具有保留完好的Viv032_量子线但不含有ETS-10核和阻断通道的TMA+阳离子的理想Viv钒硅酸盐AM-6的方法。此外，合成AM-6- (RA)和AM_6_ (S) -TMA的反应时间通常为3天或3天以上，且用硫酸氧钒(VOSO4)作为钒源，其比五氧化二钒(V2O5)贵的多(>5倍)。因此，开发用以产生理想Viv AM-6钒硅酸盐的快速平价的合成方法将对纳米材料和纳米多孔材料科学及催化有重要贡献。在整个说明书中，已参考许多期刊和专利文献且指定为参考文献。所参考的期刊和专利文献的阐述内容并入本文以更清楚地说明与本专利技术有关的
的标准和本专利技术的内容
技术实现思路
技术问题本专利技术者已研究开发出一种制备钒硅酸盐的快速平价的合成方法。结果，本专利技术者发现可快速平价地制备钒硅酸盐的方法，其中，在不使用籽晶和模板的情况下使用含V5+的化合物作为钒源，并使用还原剂使含V5+化合物还原成V4+，从而完成本专利技术。因此，本专利技术提供一种制备钒硅酸盐分子筛的新型方法，及由该方法制备的钒硅酸盐分子筛及其衍生物，且本专利技术也提供一种新型的钒硅酸盐分子筛及其衍生物。本专利技术欲解决的问题不限于以上描述，且本领域技术人员可从以下描述中理解其他的问题。 解决方式按照本专利技术的一个方案，提供一种制备钒硅酸盐分子筛的方法，该方法包括通过含有硅源、碱、作为钒源的含V+5的化合物、还原剂、盐和水的反应混合物进行水热反应而形成钥;娃酸盐分子筛。根据本专利技术的另一方案，提供一种根据本专利技术的上述方法制备的钒硅酸盐分子筛，该钒硅酸盐分子筛具有以下结构其中SiO4四面体与VO6八面体连接且实质上不含有V5+离子。根据本专利技术的又一方案，提供如下获得的钒硅酸盐分子筛在通过根据本专利技术公开的方法制备的钒硅酸盐分子筛中将V4+离子氧化成V5+离子。根据本专利技术的又一方案，提供一种钒硅酸盐分子筛，其具有以下通式I所表示的组成，SiO4四面体与VO6八面体连接的结构，和包括一个或者多个位于约5°到约10°范围内的衍射角(2 Θ )处的峰的粉末X射线衍射图谱。Ar · tH20;其中，在通式I中，A表示从由碱金属、碱土金属及其组合组成的群中选择的单价或者二价金属阳离子，且r介于约O. 5到约3之间，s介于约O. 5到约2之间，η介于约I到约6之间，且t介于约O. I到约2之间。根据本专利技术的另一方案，提供一种如下获得的钒硅酸盐分子筛在通式I所表示的钒硅酸盐分子筛内将V4+离子氧化成V5+离子。 本专利技术的有益效果根据本专利技术，可在不使用籽晶和模板的情况下使用含V5+化合物作为钒源以快速平价地合成纯钒硅酸盐分子筛。此外，由于不需要用NH3处理，因此可在所制备的钒硅酸盐分子筛内保留Viv032_量子线，可制备所有V原子在+4氧化态的纯钒硅酸盐分子筛，且可合成具有AM-6和各种新型结构的钒硅酸盐分子筛。因此，可研究由本专利技术方法制备的钒硅酸盐分子筛的重要物理化学性质或者钒硅酸盐分子筛内的纯VivO广量子线。此外，包括纯VivO32-量子线的本专利技术的钒硅酸盐分子筛可应用于各种
，诸如电子器件，纳米器件、催化剂、纳米材料和纳米多孔材料。附图说明图Ia到图Ic提供根据本专利技术的实例的钒硅酸盐分子筛SVS-I的(a)粉末X射线衍射图谱、(b) IR光谱和(C)SEM图；图2a到图2c提供根据本专利技术的实例的钒硅酸盐分子筛SVS-2的(a)粉末X射线衍射图谱、(b) IR光谱和(C)SEM图；图3a到图3d提供根据本专利技术的实例的钒硅酸盐分子筛SVS-3的立方体形、截角 立方体形和砖形晶体中的每一个的(a)粉末X射线衍射图谱、(b) IR光谱(立方体形)(c) IR光谱(截角立方体形)和(d) IR光谱(砖形)；图4a到图4c提供根据本专利技术的实例的钒硅酸盐分子筛SV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹景炳，舒瓦·吉特·达塔，宋美京，
申请(专利权)人：西江大学校产学协力团，
类型：
国别省市：