[发明专利]锗锌分子筛及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锗锌分子筛及其制备方法，主要解决现有技术中未涉及的新结构锗锌分子筛的技术问题。本发明提供一种新的锗锌分子筛制备方法，通过采用包含如下摩尔比的化学组成：GeO₂:nZnO，其中0.05≤n≤0.50，所述的锗锌分子筛在处出现X射线衍射峰的衍射强度极大值且相对强度I/I₀2.0％的技术方案，较好的解决了上述技术问题。本发明锗锌分子筛可以应用于Lewis酸催化的反应，例如葡萄糖异构化为果糖的反应以及环己酮和2‑丁醇的MPVO反应等。

技术领域

本发明涉及一种锗锌分子筛及其制备方法。

背景技术

沸石分子筛为一种结晶的硅酸盐材料，其中的硅元素也可以被其它元素，特别是一些三价或四价元素如Al,B,Ga,Ge等部分取代，由于其结构和化学性质上的一些特殊性，沸石分子筛在催化，吸附以及离子交换等领域都具有广泛应用。决定分子筛应用性能的一个关键因素是其孔道或者笼穴特征，而这些特征是由分子筛的本征晶体结构所决定的，因而获得新晶体结构的分子筛对于开拓分子筛的应用来说具有非常重要的意义。

一些分子筛可以从自然界中获得，然而，大部分在催化领域获得实际应用的分子筛都是通过人工合成的方法来得到的。水热合成法是最常用的合成分子筛的方法，一些在工业上具有重要应用的分子筛，比如A型分子筛，X型分子筛，Y型分子筛，ZSM-5分子筛等等都可以通过水热合成法得到。一个典型的水热合成法的主要步骤是首先将硅源，铝源，结构导向剂，碱和水均匀混合，得到初始溶胶，然后再将该溶胶置于反应釜中，密闭后在一定的温度和自身压力下进行晶化反应。

20世纪90年代，锗元素在微孔材料合成中的价值引起了人们的兴趣。主要是因为在元素周期表中，Ge与Si处于同一主族和相邻周期。Ge与Si有一定的相似性，可以作为 Si原子的替代元素，合成Ge元素掺杂的硅酸盐分子筛或与硅酸盐同构的锗酸盐分子筛，如FAU、CAN、LTA、MFI、AST、DFT等。同时，Ge还具有独特的性质，主要体现在 Ge-O键长(～1.76埃)大于Si-O键长(～1.61埃)，Ge-O-Ge键角(～130°)小于Si-O-Si (～145°)。锗元素具有较柔性的键长和键角，增加了结构的可调节性，有可能形成一些硅元素很难形成的次级结构单元，如双四元环(D4R)、三元环等，可能形成与传统硅酸盐不同的新型拓扑结构，如ITQ-n系列化合物、ASV、SOS、STW、SOF、PUN、JST等。目前通过引入Ge元素已经得到十多种新型结构的分子筛结构，如IFR、IHW、IRR、ITE、 ITW、IWS、IWV、IWW等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种现有技术中未涉及的锗锌分子筛。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的分子筛的合成方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种锗锌分子筛，包含如下摩尔比的化学组成： GeO₂:nZnO的化学组成，其中0.05≤n≤0.50。所述的锗锌分子筛在处出现X射线衍射峰的衍射强度极大值且相对强度I/I₀2.0％.

上述技术方案中，所述的锗锌分子筛包含摩尔比GeO₂：nZnO的化学组成，其中0.05≤n≤0.50；优选地，0.1≤n≤0.4。

上述技术方案中，所述的锗锌分子筛包含如下表所示的X射线衍射图谱：

其中，X射线衍射的入射线为Cu K_α1。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：

a)将含锗化合物与含锌化合物按照物质的量比为(20～2)：1的比例均匀混合，加入水搅拌，得到混合物I；

b)向上述混合物I中加入结构导向剂，混合搅拌得混合物II。