[發明專利]一種兩親型有機硅烷輔助一步合成單層MWW分子篩的方法有效

申請號：	201911098060.0	申請日：	2019-11-12
公開（公告）號：	CN110615446B	公開（公告）日：	2023-02-24
發明（設計）人：	郝青青;陳潔瓊;馬曉迅;解志霞;劉夢楠;代成義;陳匯勇;張建波;孫鳴;徐龍	申請（專利權）人：	西北大學
主分類號：	C01B39/48	分類號：	C01B39/48;C01B39/04;B82Y40/00
代理公司：	西安永生專利代理有限責任公司 61201	代理人：	高雪霞
地址：	710069 ***	國省代碼：	陜西;61
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種兩親型有機硅烷輔助一步合成單層 mww 分子篩方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本發明公開了一種兩親型有機硅烷輔助一步合成單層MWW分子篩的方法，以二氧化硅溶膠為硅源，偏鋁酸鈉為鋁源，采用六亞甲基亞胺和二甲基十八烷基[3?(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨為結構導向劑，通過一步水熱法合成單層MWW分子篩。本發明合成方法簡單易行，合成產物收率高，且通過改變凝膠的組成和水熱條件，可以有效控制合成MWW分子篩納米片的厚度，這對于有效控制MWW分子篩形貌和其催化性能具有重要意義。

技術領域

本發明屬于分子篩與多孔材料技術領域，具體涉及一種使用兩親型長鏈有機硅烷表面活性劑導向一步水熱合成單層MWW分子篩的方法。

背景技術

1990年，Mobile公司合成了一種具有MWW拓撲結構的層狀分子篩MCM-22。1994年，Leonowicz等人對MCM-22的骨架結構進行了研究，結果表明其拓撲結構由MWW基本籠在水平方向以共享氧原子的方式連接形成單片層。在垂直方向上，單片層之間由層內十元環孔道連接形成層厚約為2.5nm的MWW片層。MCM-22(P)是MCM-22的前驅體，其為二維層狀分子篩，由MWW片層在垂直方向上通過片層Si-OH間的氫鍵作用力形成。

結構決定性質，由于MCM-22(P)層間以氫鍵相結合，此作用力較弱，所以可以進行后處理過程。將MCM-22(P)焙燒，其層間的Si-OH間會脫水縮合成Si-O-Si鍵而增維形成MCM-22；也可使用表面活性劑對其進行層間溶脹，進一步超聲剝離獲得單片層的ITQ-2分子篩。ITQ-2分子篩具有與MCM-22相同的層內正弦孔道體系，不存在與超籠連接的十元環正弦孔道，剝離過程中產生介孔也使得超籠結構消失，超籠表面的十二元環空穴暴露于MWW單層表面上，即酸性位點暴露于分子篩的外表面。因此，與MCM-22分子篩相比，ITQ-2分子篩具有比表面積大、微孔比例少、酸性位易于接近的優點，可以應用于較大分子的催化反應。

根據先前文獻報道，使用有機表面活性劑對前驅體MCM-22(P)進行溶脹處理，然后進一步進行超聲剝離，可得到ITQ-2分子篩，但是此過程較為繁瑣，且溶脹體系(pH＝13.5～13.8，T＝80℃)會破壞分子篩的骨架結構。鑒于此缺陷，尋求一種結構導向劑，通過水熱法一步合成單層MWW分子篩是近年來研究的熱點問題。

Ryoo教授課題組(Nature,2009,461,246)以精心設計制備的Gemini型雙頭季銨鹽表面活性劑C₂₂H₄₅-N⁺(CH₃)₂-C₆H₁₂-N⁺(CH₃)₂-C₆H₁₃為結構導向劑，在水熱體系中一步合成了納米片層狀ZSM-5分子篩，層板厚度為2nm，在甲醇制汽油反應中表現出優異的抗積碳性能和穩定性。根據同樣的思路，通過設計新型結構導向劑，Corma教授課題組(Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,13724)和Luo等(Chem.Sci.,2015,6,6320)分別成功制備了MWW結構的納米薄層分子篩。上述研究成果為納米薄層分子篩的合成提供了重要的理論依據。然而，上述方法所用的結構導向劑結構復雜、合成成本高，難以實現工業化生產，限制了其實際應用。