[发明专利]制备柱状硅酸盐的方法

说明书

本发明涉及一种制备硅酸盐化合物，特别是制备柱状层状硅酸盐的方法。本发明还涉及可通过该方法得到的硅酸盐，特别是煅制硅酸盐及其模制品。本发明同样涉及这些硅酸盐本身和它们的用途。

在催化领域，以及例如在吸附或吸收方法领域中，提供具有新孔结构的新骨架拓扑在显示新反应性和/或改善性能的催化剂、催化剂组分和催化剂载体材料的开发中起决定性作用。例如，过去已研究了层状硅酸盐借助局部规整反应程序缩合到新沸石骨架中。

由所选择的具有MWW、FER、CDO和MCM-47拓扑的层状硅酸盐与二乙氧基二甲基硅烷反应所得产物的这种合成和表征公开于P.Wu等人；J.Am.Chem.Soc，130，2008，第8178-8187页中。特别地，其中所述甲硅烷基化产物通过在2M HNO₃中使具体层状硅酸盐前体回流，其后通过煅烧程序而得到。

然而，现有技术的甲硅烷基化程序仅限于非常窄的硅酸盐拓扑范围。

因此，本发明的目的是提供一种制备甲硅烷基化层状硅酸盐，即柱状层状硅酸盐的新方法。

本发明的另一目的是提供热稳定的具有扩大孔开口的新沸石骨架，特别是具有更宽夹层孔开口的层状结构。

此外，本发明的目的是提供可作为分子筛和/或吸附剂用于这类离析和/或分离的化合物。

本发明的另一目的在于提供可用作催化剂和/或催化剂载体的化合物。

根据本发明，已尤其发现与现有技术的具有特殊硅酸盐拓扑的甲硅烷基化实例相反，RUB-15、RUB-36和RUB-39结构的甲硅烷基化是可能的，因此提供具有意想不到的性能的新材料。除这一点外，已发现一种使用具体甲硅烷基化剂导致新层状材料的新方法也可用于本发明中，因此导致显示出意想不到且新的性能的其它新柱状硅酸盐。

特别地，根据本发明，已发现在甲硅烷基化方法中使用水热条件允许以简单且通用的程序将层状硅酸盐甲硅烷基化。

此外，已发现一种特别是借助用于甲硅烷基化方法的水热条件制备新层状硅酸盐的方法，所述新层状硅酸盐可用作用于制备新柱状硅酸盐的前体层状硅酸盐结构。

然而，最意想不到的是，已发现使用三烷基硅烷和包含三烷基硅烷结构部分的硅烷，特别是六烷基硅烷也导致柱状硅酸盐产物。这特别令人惊讶，由于硅烷结构部分中三个烷基的存在预期仅容许层状硅酸盐前体的单甲硅烷基化，因此防止柱状硅酸盐产物中所存在的硅烷桥的形成。

因此，本发明涉及一种制备硅酸盐化合物的方法，其包括：

(1)提供至少一种层状硅酸盐；

(2)将所述层状硅酸盐与水和至少一种根据式(I)的含硅化合物混合，

R_4-mSi[-(SiR₂)_n-R]_m  (I)

其中：

m为1、2、3或4；且

n为大于或等于0的整数；

其中当n等于0时，至少一个残基R为离去基团，且

其中残基R都不含Si。

根据本发明，层状硅酸盐在步骤(1)中提供。(1)中提供的层状硅酸盐可以为显示出层状结构的任何可能的硅酸盐，条件是它包含可在适当选择的反应条件下与至少一种根据式(I)的含硅化合物反应的化学官能团。特别地，层状硅酸盐的特征在于在它们的X-射线衍射图中，它们在低衍射角下显示出一个或多个强反射，优选一个强反射。

在本发明的优选实施方案中，(1)中提供的至少一种层状硅酸盐为同晶取代的层状硅酸盐。通常所有元素都可含在层状硅酸盐中，同晶取代适于这种同晶取代的层状硅酸盐中的至少一部分Si原子。根据本发明优选的合适元素选自Al、B、Fe、Ti、Sn、Ga、Ge、Zr、V、Nb及其两种或更多种的混合物。在本发明的具体实施方案中，例如在使用具有如P.Wu等人；J.Am.Chem.Soc，130，2008，第8178-8187页所公开的结构的层状硅酸盐的情况下，(1)中提供的层状硅酸盐中的至少一种其它元素不是Ti、B、Al、Ga或Fe。

在本发明中，(1)中提供的层状硅酸盐优选选自RUB-15、RUB-36、RUB-39、BLS-1和BLS-3。然而，特别是直到涉及式(I)中指数n大于或等于1的本发明优选实施方案，还可提到其它层状硅酸盐作为优选的原料，例如在本发明引言部分中提到的材料。