[发明专利]硅铝分子筛SCM‑6、其合成方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅铝分子筛SCM-6、其合成方法及其用途。

背景技术

在工业上，多孔无机材料被广泛用作催化剂和催化剂载体。多孔材料具有相对较高的比表面和畅通的孔道结构，因此是良好的催化材料或催化剂载体。多孔材料大致可以包括：无定型多孔材料、结晶分子筛以及改性的层状材料等。这些材料结构的细微差别，预示着它们本身在材料的催化和吸附性能等方面的重大差异，以及在用来表征它们的各种可观察性能中的差异，如它们的形貌、比表面积、空隙尺寸和这些尺寸的可变性。

结晶微孔沸石的基本骨架结构是基于刚性的三维TO₄(SiO₄，AlO₄等)单元结构；在此结构中TO₄是以四面体方式共享氧原子，骨架四面体如AlO₄的电荷平衡是通过表面阳离子如Na⁺、H⁺的存在保持的。由此可见通过阳离子交换方式可以改变沸石的骨架性质。同时，在沸石的结构中存在着丰富的、孔径一定的孔道体系，这些孔道相互交错形成三维网状结构，且孔道中的水或有机物被去除后其骨架仍能稳定存在(US4439409)。正是基于上述结构，沸石不但对多种有机反应具有良好催化活性、优良的择形性、并通过改性可实现良好的选择性(US6162416,US4954325,US5362697)。

本说明书中，对于合成的沸石分子筛材料，在其孔道中的除水以外的其他合成该分子筛时填充在孔道中的物质(如有机模板剂分子)未被脱除之前，称为“前驱体”(precursor)。

分子筛的特定结构是由X-射线衍射谱图(XRD)确定的，X-射线衍射谱图(XRD)由X-射线粉末衍射仪测定，使用Cu-Kα射线源、镍滤光片。不同的沸石分子筛，其XRD谱图特征不同。已有的分子筛，如A型沸石(US2882243)、Y型沸石(US3130007)、PSH-3分子筛(US4439409)、ZSM-11分子筛(US3709979、ZSM-12分子筛(US3832449)、ZSM-23分子筛(US4076842)、ZSM-35分子筛(US4016245)、MCM-22分子筛(US4954325)等等均具有各自特点的XRD谱图。同时，具有相同XRD谱图特征，但骨架元素不同，性能不同，也是不同分子筛。如TS-1分子筛(US4410501)与ZSM-5分子筛(US3702886)，它们二者之间具有相同的XRD谱图特征，但骨架元素不同，性能不同。具体来说，TS-1分子筛具有催化氧化功能，而ZSM-5分子筛具有酸催化功能。

层状材料由片层堆叠而成，片层是构成层状材料的基本单元，片层与片层通过化学键或者非键作用(静电作用，范德华力作用，氢键作用)按照一定的层间距(片层与片层之间的距离)规则的堆叠在一起。某些层状材料的多个片层可以被溶胀剂溶胀，溶胀后，在各片层之间插入热稳定性的柱撑剂如氧化硅可以得到层间距更大的新的层状材料。比如MCM-22分子筛前驱体(US4954325)，在pH值为11～14的条件下采用溶胀剂进行处理，再把前步制得的物质用柱撑剂氧化硅进行处理，得到MCM-36分子筛(US5292698)。柱撑后得到的多层材料的XRD谱图与柱撑前的材料相比具有不同的特征，二者是不同的材料，MCM-36分子筛具有更大的比表面积和孔体积(氮气物理吸脱附(BET)测试得到)。

再进一步，对于两个合成的沸石分子筛材料，其前驱体具有不同的XRD谱图特征，但是对前驱体焙烧脱除孔道内的模板剂之后，得到两个具有相同XRD谱图特征的样品，这也属于不同的分子筛。如MCM-22分子筛(US4954325)与MCM-49分子筛，二者前驱体的XRD谱图不同，而焙烧后具有相同的XRD谱图特征。