一种具有bea拓扑结构含锡分子筛及其制备和应用_2

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Phys.Chem.C, dx.do1.0rg/10.1021/jpl076966],但是该气相同晶取代的方法存在难于操作以及难以控制的缺点。1.Hermans等则将经硝酸脱铝的Beta分子筛采用固态离子交换的方式进行后合成方法的研究[C.Hammond, S.Conrad, and 1.Hermans, Angew.Chem.1nt.Ed., DO1: 10.1002/anie.201206193],该方法则存在着所用锡源容易团聚、不易分散的明显缺点。

【发明内容】

[0014]本发明的目的在于克服现有技术的不足,得到一种具有BEA拓扑结构特征的含锡杂原子功能性分子筛,以及一种离子热二次合成制备含锡Beta分子筛的方法,该方法的离子热合成法具有极低蒸汽压的特点,摒弃了传统水热合成方法中高压力对于合成设备的限制,同时也避免了氟的使用带来的严重环境污染。
[0015]本发明提供的具有BEA拓扑结构特征的含锡杂原子功能性分子筛,该种Sn-Beta杂原子功能性分子筛的硅锡比(原子比)范围在10?1000之内。
[0016]本发明提供了一种离子热二次合成制备含锡Beta分子筛的方法。离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”,具有许多独特的性质:(I)离子液体液程宽、挥发性低、不易燃,因此离子热合成可以在常压下进行,从而降低了分子筛合成的压力风险;(2)离子液体与分子筛合成常用的有机胺结构导向剂结构相近,可以兼作溶剂和结构导向剂,而且其种类繁多,分子结构可设计,增加了合成的可控变量,为创制新材料提供了新平台;
(3)离子液体作为一种离子溶剂,对无机盐的溶解有新的特性,而且离子热合成在无水体系中进行,能够避免某些过渡金属盐在水存在条件下的快速水解而形成沉淀难以进入骨架的现象,因此离子热法在分子筛合成方面有很大的发展空间。
[0017]该离子热合成方法的特征是:将锡源、离子液体和富含S1-OH基团的Beta分子筛按照一定的比例和投料方法混合均匀,在一定温度下晶化一定时间,经分离、洗涤、干燥得到Sn-Beta杂原子功能性分子筛;
[0018]其过程包括:
[0019]I)、将用作前驱体原料的Beta分子筛经由酸处理或者碱处理或者水热处理抑或是前述三种方法的其中任意两种甚至所有三种方法的组合方法得到富含S1-OH基团的Beta分子筛;
[0020]2)、将锡源、离子液体和步骤I)中得到的富含S1-OH基团的Beta分子筛配成混合均匀的体相,得到晶化混合物;
[0021]3)、将步骤2)中所制备的晶化混合物混合均匀后转移到反应釜中,在100?280°C条件下晶化2?240小时;晶化结束后,将反应物冷却至室温,过滤、洗涤并干燥后得到含锡的Beta杂原子分子筛。
[0022]本发明提供的合成方法,所述的步骤I)中用作前驱体原料的Beta分子筛可以是硅铝Beta分子筛、硼硅Beta分子筛、或者纯硅Beta分子筛的一种或几种的组合物。
[0023]本发明提供的合成方法,所述的步骤I)中用作前驱体原料的Beta分子筛所需要经过的处理方法可以采用采取传统的常规加热方式,亦可以选择超声波强化或者微波强化的加热方式。
[0024]本发明提供的合成方法,所述的步骤2)中合成所用的锡源为四氯化锡、氯化亚锡等无机锡源的一种或混合物,以及烧基锡、烧氧基锡、有机锡酸酷等有机锡源的一种或几种的混合物。优选四氯化锡、氯化亚锡。
[0025]本发明提供的合成方法,其特征在于:所述的步骤2)中合成所用的离子液体为四烷基季铵盐类、烷基咪唑盐类、烷基吡啶盐类、烷基哌啶盐类、烷基吡咯盐类、烷基呱盐类、四烷基季膦盐类化合物等的一种或其任意品类的组合体系。优选为四烷基季铵盐类、烷基咪唑盐类化合物等的一种或其任意品类的组合体系,更优选为R1R2R3R4NT (其中R1、R2、R3、R4为Cl?C4烷基取代基,X为Cl、Br)、R1R2ImT (其中R1、R2为Cl?C4烷基取代基,Im为咪唑环,X为Cl、Br)化合物等的一种或其任意品类的组合体系。
[0026]由于离子液体液程宽、挥发性低,因此离子热合成可以在常压下进行,从而降低了分子筛合成的压力风险。因此本发明提供的合成方法,其特征在于:所述的步骤3)中反应釜可以是开口状态,亦可以是闭合状态;晶化过程可以采取传统的常规加热方式,亦可以选择超声波强化或者微波强化的加热方式。
[0027]本发明提供的合成方法,其特征在于:所得到的含锡的Beta杂原子分子筛可以直接作为催化剂或催化剂载体使用,亦或经过酸处理或碱处理或者水热处理以提高分子筛中锡活性位的催化效率。
[0028]本发明含锡的Beta杂原子功能性分子筛采用荷兰Philips X’Pert Pro型X射线衍射仪测定合成样品的晶相结构。测定条件:Cu靶,Ka射线(λ =0.15418nm),Ni滤波,电压40kV,电流40mA,扫描范围5?65°,扫描速度10° /min。
[0029]本发明含锡的Beta杂原子功能性分子筛制备的催化剂在生物质催化转化以及如Baeyer-Viiliger反应等等诸多精细化工反应过程均具有良好的催化性能。
【附图说明】
[0030]图1是实施例1制备的Sn-Beta分子筛的XRD谱图。
[0031]图2是实施例2制备的Sn-Beta分子筛的XRD谱图。
[0032]图3是实施例3制备的Sn-Beta分子筛的XRD谱图。
[0033]图4是实施例4制备的Sn-Beta分子筛的XRD谱图。
【具体实施方式】
[0034]以下的实施例对本发明做进一步的说明,但本发明并不局限于以下的实施例中。任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,可利用本发明揭示的技术内容作出些许的变更或修饰为等同变化的等效实施案例;凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术核心思想对以下实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本发明技术方案范围内。
[0035]实施例1
[0036]将Beta分子筛(硅铝比=21) 3g采用浓硝酸(浓度65%)按液体:固体为20的比例(重量比)在100°C下处理24小时,得到富含S1-OH的Beta分子筛(硅铝比>2000)。
[0037]然后在一个反应器中,称取溶解的1-丁基-3-甲基氯代咪唑盐离子液体100g,力口入四氯化锡1.5g强烈搅拌反应4小时,再将前面得到的富含S1-OH的Beta分子筛加入,强烈搅拌反应4小时,得到混合均匀的晶化混合物,其摩尔配比为1.0Si02:0.lSn02。
[0038]将所制备的晶化混合物混合均匀后转移到开放式的反应釜中,在200°C条件下晶化20小时。晶化结束后,将反应物冷却至室温,过滤、洗涤并干燥后得到含锡的Beta杂原子分子筛。反应产物进行了 X射线衍射光谱的表征,结果如图1所示,表明产物与标准的Beta分子筛的X射线衍射谱图一致。
[0039]实施例2
[0040]将硼硅Beta分子筛(硅硼比=25) 3g采用浓硝酸(浓度65%)按液体:固体为20的比例(重量比)在超声波强化的100°c加热条件下处理10小时,得到富含S1-OH的Beta分子筛(硅硼比>1300)。
[0041]然后在一个反应器中,称取溶解的1-乙基-3-甲基氯代咪唑盐与四乙基氯化铵混合物(重量比1:1)离子液体100g,加入四氯化锡0.15g强烈搅拌反应4小时,再将前面得到的富含S1-OH的Beta分子筛加入,强烈搅拌反应4小时,得到混合均匀的晶化混合物,其摩尔配比为 1.0S12:0.0lSnO20
[0042]将所制备的晶化混合物混合均匀后转移到闭合式的反应釜中,在100°C条件下晶化240小时。晶化结束后,将反应物冷却至室温,过滤、洗涤并干燥后得到含锡的Beta杂原子分子筛。反应产物进行了 X射线衍射光谱的表征,结果如图2所示,表明产物与标准的Beta分子筛的X射线衍射谱图一致。
[0043]实施例3
[0044]将纯硅Beta分子
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