[發明專利]低硅鋁比Kenyaite及其制備方法

有效

• 申請號: 201310435346.X
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104445234A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 袁志慶;陶偉川;何欣;滕加偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低硅鋁比的Kenyaite及其制備方法。

背景技術

Kenyaite是一種層狀的硅酸鹽材料，它可以從自然界礦物中獲取，也可以通過人工合成的方法的得到。它的化學式為Na₂O·22SiO₂·10H₂O，其中的Na也可以為其它堿金屬元素，比如K，Rb和Cs等取代，Si也可以部分地被其它元素所取代，一般為三價元素，包括B，Al，Fe和Ga等，x的數值隨干燥程度而定，一般在10以下。Kenyaite的層間距一般在20?左右，由于其層間距較大，因而可以容許較大的分子在其層間自由進出，其層間的堿金屬陽離子能夠被質子所交換，從而使其帶有酸性，相比Magadiite和Octosilicate等其它的層狀硅酸鹽，Kenyaite具有更高的結構穩定性，因此它本身可以作為催化劑使用。

Kenyaite可以通過無有機模板劑的方法合成出來【?American?Mineralogist,?1983,?818-826】，但是在無有機模板劑的條件下，晶化時間非常長，通常約為數周，且得到產物中含有過多的雜質，如石英等。

通過使用有機模板劑的方法可以更好地合成出Kenyaite，專利US?5063039提供了一種水熱合成Kenyaite的方法，所使用的模板劑為三甲基胺和四丙基胺等，Kenyaite中的Si也可以部分被三價元素如Al,?B,?Cr和Fe等所取代。

專利US?7314843使用同時含有末端羥基和末端氨基等兩種基團的有機化合物，比如反式4-氨基環己醇作為模板劑也合成出了Kenyaite。

US?8021637則使用長鏈二元醇作為模板劑合成全硅及含鋁的Kenyaite。

使用聚乙二醇作為模板劑也能獲得純度很高的Kenyaite，如文獻【石油化工（増刊），2004,33,1170】和文獻【Journal?of?Porous?Materials,2003,10,5】都使用了聚乙二醇作為模板劑來水熱合成Kenyaite。

當硅酸鹽多孔材料中部分的四面體配位的Si被Al取代時會產生一定量的Bronsted酸性位，從而作為固體酸對酸催化的有機反應起到催化效果。但采用現有的技術方法，Kenyaite中的四面體配位的Si很難直接被Al所取代，即得不到低硅鋁比的Kenyaite，從而導致了該材料的酸性位密度不足，限制了其在酸催化有機反應中的應用。

目前，尚未有低硅鋁比Kenyaite及其制備方法的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是獲得具有低硅鋁比的Kenyaite。它具有較強的固體酸性質和較大的層間距離。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種解決上述技術問題之一的低硅鋁比Kenyaite的制備方法。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種低硅鋁比Kenyaite材料，包含如下以摩爾比表示的化學組成：SiO₂:nAl₂O₃，其中0.01≤n≤0.25，

上述技術方案中，優選的技術方案：0.02≤n≤0.20。

為解決上述技術問題之二，本發明采用的技術方案如下：一種低硅鋁比kenyaite材料的制備方法，包括如下幾個步驟：

a)?將含硼的Kenyaite、鋁鹽、和水按照B₂O₃:（0.1~6）Al₂O₃:?(10~1000)H₂O的摩爾配比均勻混合制得混合物；

b)?將上述混合物在室溫~200℃下水熱晶化1~80小時，得到硅鋁比kenyaite材料。

上述制備低硅鋁比Kenyaite的技術方案中，鋁鹽為硝酸鋁，硫酸鋁和氯化鋁中的至少一種。

上述制備低硅鋁比Kenyaite的技術方案中，混合物的摩爾配比優選為B₂O₃:（0.2~4）Al₂O₃:?(50~500)H₂O。

上述制備低硅鋁比Kenyaite的技術方案中，晶化溫度優選為室溫~180℃，晶化時間優選為2~60小時。

上述制備低硅鋁比Kenyaite的技術方案中，含硼的Kenyaite的制備方法包括下列幾個步驟：