[發明專利]層狀材料SCM?7及其制備方法

有效

• 申請號: 201410455065.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105460948B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 袁志慶;陶偉川;滕加偉;楊為民
• 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: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 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SCM-7層狀材料及其制備方法。

背景技術

無機層狀材料在自然界中廣泛存在，比較常見的是粘土類礦物，各種粘土類礦物都是由四面體層(用T表示)和八面體層(用O表示)堆疊而成的，比如具有1:1(TO)結構的高嶺土，2:1(TOT)結構的膨潤土、蒙脫土、鋰蒙脫石和皂石，以及3:1結構的累托石等等。由于四面體中的硅可以被其它元素如Al等所部分取代，以及八面體中的金屬元素可以多種多樣，如可以是Mg²⁺，Al³⁺，Li⁺，Zn²⁺，Fe³⁺，Fe²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺等等，因此具有層狀結構的粘土類礦物具有非常豐富的化學組成和結構細節，這些特性決定了它們具有差異很大但可調的物理和化學特征。

層狀粘土材料在工業上具有廣泛的應用，比如用作高分子納米復合材料的填充劑【Journal of Inclusion Phenomena,1987,5,473】【Journal of Polymer Science,Part A,1993,31,1755】【K.K.Maniar,Polymeric Plastics Technology and Engineering,2004,427】，高分子材料中添加適量的粘土材料可以起到多重作用，包括顯著提高聚合物膜的氣體阻隔性能，明顯增強材料的拉伸和彎曲強度，提高材料的熱穩定性能，提高材料的助燃性能以及使材料的重量減輕等等。

由于層狀粘土四面體中的Si可以部分被其它元素特別是鋁所部分取代，因此可以產生一定量的固體酸，從而為其催化應用創造了條件，另外，由于層狀材料的層與層之間的空隙比較大，因此它們適用于大分子的有機反應，比如高嶺土和膨潤土用于原油流化催化裂化(FCC)過程的添加劑【Chemtech,1994,24,24】【Journal of Catalysis,1984,90 256】【Stud.Surf.Sci.,Catal.,2004,149,323】，由于粘土材料的熱穩定性較差，因此在實際的催化應用中都需對粘土材料進行改性處理，最常用的辦法是對粘土材料進行柱撐【Science,1983,220,365】，例如皂石經過柱撐之后其結構在800℃時還能較好地保持，它在正葵烷臨氫異構化反應中具有較好的催化性能【高等學校化學學報，2011,32,738】。除粘土類層狀化合物之外，其它層狀化合物，如層狀尖晶石材料和水滑石材料等也在一些有機反應中表現出較好的催化應用方面的潛力【Microporous and Mesoporous Materials,2008,107,3】。除了作為催化劑活性組分之外，得益于層狀材料比較空曠的層間空間，層狀材料也可以作為催化劑的載體，例如高嶺土可以用于負載Lewis酸ZnCl2，在芳烴的Friedel-Crafts反應，酰化反應和烷基化反應中表現出較好的催化性能【Handbook of Green Chemistry and Techonolgy,2002,321】【Bull.Korean.Chem.Soc.,2004,25,1929】。

雖然一些層狀材料，特別是粘土類層狀材料在自然界中有一定的儲存量，但是這些礦物由于其產地不同可能會表現出很大的差異，另外還需要步驟繁瑣的提純過程，這些都給其應用帶來了較大的阻礙。人工合成的層狀材料具有純度高和組成易于調變的特點，因此有利于它們的實際應用。目前層狀材料的人工合成方法以水熱合成法為主，比如水熱法合成皂石材料【Microporous and Mesoporous Materials,1999,33,49】【USP 3252757】【石油學報(石油加工)，2012,28,368】，水熱法合成鋰蒙脫石【USP 3666407】【USP 3671190】，以及其它類型的粘土類層狀材料【USP 3887454】【USP 3252757】【USP 3252889】【USP 3586478】【Applied Clay Science,2010,50,1】。雖然目前已經合成出了為數眾多的層狀粘土類材料，但是其種類數量相對于三維的多孔材料——分子篩來說仍然相形見絀，可以預見有更多的層狀粘土類材料亟待被發明。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提供一種現有技術中未涉及的新的SCM-7層狀材料。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的層狀材料的合成方法。