[发明专利]包含至少一种类型的客体分子的L沸石材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种包含至少一种类型的客体分子的L沸石主体‑客体材料的制备方法，其包括以下步骤：a)获得包含客体分子与具有直通通道的L沸石晶体的混合物和至少一种环状硅氧烷的组合物，和b)将步骤a)中获得的组合物加热到至少100℃以将该有机客体分子掺入到所述L沸石晶体的通道中。

本发明涉及一种包含至少一种类型的客体分子的L沸石主体-客体材料的制备方法。

具有直通通道的L沸石晶体可作为分子、复合物、簇和量子尺寸颗粒的超分子组织的主体。这些性质可以用于例如开发设备，如用于电信的红外塑料发光二极管、用于光学数据存储的染料纳米结构材料或用于改进聚合物的化学-物理性质。例如，EP 1873202公开了一种透明沸石-聚合物混杂材料，其包含分散在聚合物中的含有客体分子的L沸石晶体，该混杂材料可用于光学设备中。

沸石是用于许多化学反应的众所周知的催化剂。例如，US 3,169,942公开了含羟基和/或烷氧基的硅组合物的缩合反应，其由结晶沸石分子筛催化。

已知负载染料的L沸石材料适用于各种应用。WO 02/36490公开了负载染料的L沸石材料作为具有极高亮度和稳定性的发光染料颜料、作为具有极高灵敏度和多功能性的闪烁材料和作为发光光学设备(例如具有几百纳米尺寸的染料激光器、用于扫描近场显微镜的针和其它高度集成的光学设备)的用途。

由于与在溶液中或在塑料复合物中的染料本身相比，荧光染料在L沸石通道中的稳定性更高，负载染料的L沸石颜料和负载染料的L沸石天线系统非常适合作为发光集中器或发光分散器中的颜料，如WO2010/009560中所述的。

然而，由于在插入过程期间L沸石的通道应优选仅包含客体分子而没有另外的分子，因此找到合适的负载条件是相当难的。特别地，氧、水和有机溶剂（如乙醇或甲醇）的存在可导致在插入过程期间在高温下有机染料的分解。此外，有机溶剂（如甲醇和乙醇）在通道内占据大量空间，并因此阻止染料进入L沸石的通道。

特别地，具有巨大商业利益的大的有机染料分子非常难以插入L沸石的腔中。Pengpen Cao等人在Chem. Eur. J. 2016, 22, 4046-4060，supramolecularorganization of dye molecules in zeolite L channels: synthesis, propertiesand composite materials中公开了这样的负载染料的沸石的制备方法。根据该方法，通过在抽空和加热的安瓿中吸收，将染料插入沸石通道中。染料插入在真空下在180℃和260℃之间的温度下进行，时间为从24小时至72小时的范围，这取决于染料分子和所需的负载量。然而，由于使用安瓿，仅能获得几百毫克的产品。此外，插入时间非常长并且插入效率低，这进一步增加了生产成本。

因此，本发明的问题是提供一种方法，该方法允许快速和有效地大规模生产包含至少一种类型的客体分子的L沸石晶体。

该问题通过根据权利要求1所述的方法解决。进一步优选的实施方案是从属权利要求的主题。

令人惊奇的是，发现可以非常有效、快速和廉价的方式制备包含至少一种类型的客体分子的L沸石主体-客体材料。根据本发明的方法包括以下步骤：

a)获得包含至少一种类型的客体分子与具有直通通道的L沸石晶体的混合物和至少一种环状硅氧烷的组合物，

b)将步骤a)中获得的组合物加热到至少100℃以将客体分子掺入L沸石晶体的通道中。

已经发现，环状硅氧烷在插入温度下可至少部分溶解至少一种类型的客体分子，但同时不能进入L沸石晶体的通道中。以液态存在的环状硅氧烷将至少部分溶解的客体分子输送到L沸石通道的开口，L沸石通道随后吸收客体分子。由于在插入温度下可至少部分溶解客体分子的环状硅氧烷的存在，可避免在玻璃安瓿中的复杂且耗时的气相吸收过程。