[发明专利]同晶取代硅酸盐

说明书

本发明涉及一种制备同晶取代RUB-36硅酸盐的方法。另外，本发明涉及通过该方法可得到或得到的RUB-36硅酸盐，和同晶取代RUB-36硅酸盐本身。本发明还包括在制造方法中的另一步骤，即由层状硅酸盐RUB-36制备同晶取代架状硅酸盐(tectosilicate)RUB-37的步骤。另外，本发明还涉及所述材料的用途。

由Si和O组成的全二氧化硅(all-silica)RUB-36层状硅酸盐原则上是本领域中已知的。参考例如J.Song，H.Gies；Studies in Surface Science and Catalysis，第15卷，2004，第295-300页。

在各个技术领域，例如催化或吸附中，常常需要新材料，特别是硅酸盐，和分别便于制造例如用于特定催化或吸附问题的特制材料的新方法。

因此，本发明的目的是提供一种制备同晶取代层状硅酸盐的新方法，所述硅酸盐可直接用于例如上述领域中或用作制备相应架状硅酸盐或柱状硅酸盐的前体。本发明的目的还有提供一种新的层状硅酸盐和一种新的架状硅酸盐。

因此，本发明涉及一种制备同晶取代RUB-36硅酸盐的方法，所述方法包括：

(1)提供含有二氧化硅(优选无定形二氧化硅)和/或至少一种二氧化硅前体、水、至少一种四烷基铵化合物、任选至少一种碱的混合物，所述四烷基铵化合物选自二乙基二甲基铵化合物、三乙基甲基铵化合物，和二乙基二甲基铵化合物与三乙基甲基铵化合物的混合物，

(2)将根据(1)得到的混合物在水热条件下加热以得到含有RUB-36硅酸盐的悬浮液，

(3)从根据(2)得到的悬浮液中分离RUB-36硅酸盐，并任选将其(4)洗涤和/或(5)干燥，

其中：

(a)根据(1)的混合物含有至少一种适于同晶取代硅酸盐中至少一部分Si原子的元素的至少一种来源；和/或

(b)将根据(3)分离和任选洗涤和/或干燥的RUB-36硅酸盐后处理，由此硅酸盐中至少一部分Si原子被至少一种合适元素同晶取代。

根据本发明，除至少一种四烷基铵化合物外，可使用与该化合物不同的碱。该碱的实例为氢氧化铵NH₄OH、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾，或这些化合物中两种或更多种的混合物。在这种情况下，至少一种四烷基铵化合物含有一种或多种合适的阴离子，例如卤素阴离子如氟或氯或溴或碘。

优选至少一种四烷基铵化合物含有根据(1)使用的碱作为阴离子。在本文中，碱性阴离子的实例尤其包括氢氧离子或铝酸根。特别优选的碱性阴离子为氢氧离子。

因此，(1)中提供的混合物优选含有二乙基二甲基氢氧化铵、三乙基甲基氢氧化铵，或者二乙基二甲基氢氧化铵与三乙基甲基氢氧化铵的混合物。

令人惊讶的是，发现与如文献(J.Song，H.Gies；Studies in Surface Science and Catalysis，第15卷，2004，第295-300页)中报告的RUB-36的制备方法相比，可制备本发明硅酸盐而不使用必须由相应氢氧化物和氢氟酸制备的四烷基氟化铵如三乙基甲基氟化铵。显然，本发明的优点是避免化学物质如HF。

由于该优选实施方案，还优选根据(1)的混合物基本不含不同于通常用作四烷基铵离子的抗衡离子的氢氧根的常规阴离子。优选，根据(1)的混合物基本不含卤素离子如溴或氟。特别是关于钛或硼作为合适元素，进一步优选根据(1)的混合物基本不含碱金属离子和碱土金属离子如钠离子。如本文中所用术语“基本不含”指的是所述混合物的所述阴离子的相应含量不大于500ppm。

尤其优选(1)中提供的混合物仅含有四烷基铵化合物，更优选恰好一种四烷基氢氧化铵，特别是二乙基二甲基氢氧化铵。

任何合适化合物原则上可用作二氧化硅或二氧化硅前体。如本文所用术语“二氧化硅前体”指一种在所选择的反应条件下便于形成层状硅酸盐的硅酸盐结构的化合物。可例如提及四烷氧基硅烷如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷或四丙氧基硅烷作为前体化合物。在本发明方法中，特别优选直接使用二氧化硅。例如，这类二氧化硅来源可为热解法二氧化硅、无定形二氧化硅、硅溶胶如Ludox等。还可使用两种或更多种二氧化硅来源的混合物，或者两种或更多种二氧化硅前体的混合物，或者至少一种二氧化硅来源和至少一种二氧化硅前体的混合物。尤其优选无定形二氧化硅。另外，优选无定形二氧化硅作为唯一的二氧化硅来源。

因此本发明还涉及如上所述方法，其中根据(1)使用无定形二氧化硅。