多孔结晶材料(沸石ITQ-24)、其制备方法和其在有机化合物催化转化中的应用技术

本发明专利技术涉及一种多孔结晶材料（ＩＴＱ－２４）、其制备方法和其在有机化合物催化转化中的应用。更具体地，本发明专利技术涉及一种合成多孔结晶材料，特征在于：它由通过氧互连的四面体配位原子形成。所述材料包括包含５６个四面体配位原子的晶胞，称为ＩＴＱ－２４。此外，在煅烧无水态时，材料具有化学式ｎＭ↓［１／ｐ］ＸＯ↓［２］∶ＹＯ↓［２］，其中：Ｘ为至少一种三价元素，Ｙ为至少一种四价元素，ｎ在０和０．２之间，Ｍ为至少一种氧化态为ｐ的电荷补偿阳离子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔结晶材料(沸石ITQ-24)、其制备方法和其在有机化合物催化转化中的应用
本专利技术在结晶沸石材料和它们在有机化合物催化转化中应用的范围内。现有技术沸石是作为催化剂、吸附剂和离子交换剂具有重要应用的多孔结晶材料。这些沸石材料中的多种具有在其内部形成通道和空穴的清晰结构，通道和空穴具有允许某些分子吸附的均匀尺寸和形状，从而它们阻止了对通过孔扩散而言尺寸太大的其它分子进入晶体的内部。这种特性赋予这些材料分子筛性能。这些分子筛可在它们的晶格中包括Si和周期表IIIA和IVA族的其它元素，和/或过渡金属如Ti、V等，它们全部被以四面体方式配位，四面体经由氧被它们的顶点束缚，形成三维晶格。在晶格位置中包含四面体配位的对应于IIIA族的元素时，产生的负电荷被阳离子例如位于这些材料的通道和/或空穴中的碱金属或碱土金属的存在所抵消。一种阳离子可通过离子交换技术全部或部分交换成另一种阳离子，从而能通过选择所需的阳离子改变给定硅酸盐的性能。在这些阳离子为质子的情况下，得到的材料具有能赋予它们有益催化性能的高酸度。有机催化剂用作结构定向剂(structure directing agent)迄今已成为获得新型沸石结构的非常有效方法。最近证实硅以外杂原子的结合能起结构定向剂的重要作用，因为它们促进了某些二级结构亚单元的形成。因此，例如，Ge的结合能促进最终沸石中形成四元双环，而Be或Zn的结合能促进最终材料中出现三元环。由于沸石合成领域中进行的工作，迄今已描述了140多种沸石结构，其中它们的通道和/或空穴的形状、尺寸和连通性(connectivity)是变化的，赋予它们不同的吸附/扩散性能，并因此表现出不同的催化性能。因此，获得新型沸石显然是重要的发展领域，因为具有大量沸石的可能性意味着，可选择最适合于设法被催化的工艺的结构。-->专利技术描述本专利技术涉及一种合成多孔结晶材料，特征在于：它由通过氧结合到一起的四面体配位原子形成，其包括包含56个以四面体方式配位的原子的晶胞，称为ITQ-24，它的煅烧无水态的化学式为M1/pXO2:YO2，其中：X为至少一种三价元素，Y为至少一种四价元素，n的值在0和0.2之间，M为氧化态为p的至少一种电荷补偿阳离子。其在煅烧无水态时具有最有代表性的反射表示在表1中给出的间距处的X-射线衍射图：                     表1  2  d(±0.5_)  100 I0/Imax  7.1400  12.4012  w  7.8650  11.2596  vs  11.0150  8.0457  w  20.2900  4.3840  vw  21.4200  4.1552  vw  22.0450  4.0388  vw  22.7350  3.9178  vw  22.9300  3.8849  vw其中晶面间距d以埃计算，线的相对强度以相对于最强峰的百分比计算，并认为非常强(vs)＝80-100，强(s)＝60-80，中等(m)＝40-60，弱(w)＝20-40和非常弱(vw)＝0-20。上面ITQ-24的式中的三价元素的例子为Al、B、Fe、In、Ga、Cr和它们的混合物。上面ITQ-24的式中的四价元素的例子为Si、Ti、Sn、Ge和它们的混合物。上面ITQ-24的式中的补偿阳离子的例子为质子、H+前体如NH4+、金属离子如碱金属或碱土金属、稀土金属阳离子、和VIII族的金属，以及还有元素周期表中IIA、IIIA、IVA、Va、IB、IIB、IIIB、IVB、-->VB、VIIB族的金属，或它们的混合物。从给出的值可推断出，可在没有加入的三价元素和/或补偿阳离子的情况下合成结晶材料ITQ-24。在ITQ-24的优选实施方案中，X选自B、Al和它们的组合，Y为Si、Ge、Ti和它们的组合。所制备的在煅烧前的合成多孔结晶材料ITQ-24具有最有代表性的反射表示在表2中给出的间距处的X-射线衍射图：                  表2  2  d(±0.5_)  100 I0/Imax  7.1000  12.4709  vw  7.9400  11.1534  vs  10.5950  8.3637  w  11.0150  8.0457  m  19.4800  4.5644  vw  19.5700  4.5436  vw  20.6050  4.3177  m  21.5450  4.1314  vw  22.1750  4.0154  m  22.6550  3.9314  w  22.8650  3.8958  m  22.9550  3.8807  m  26.9400  3.3150  w  27.0100  3.3066  w  29.2100  3.0624  w其中相对强度如上面所定义。利用装备有石墨单色仪和自动发散狭缝的Philips X’Pert衍射仪，使用来自铜的K辐射得到这些衍射图。利用0.01°2步记录衍射数据，其中0.01°为布拉格角，每步计数时间为10秒。必须记住作为单线列出的该样品的衍射数据可由在某些条件如结晶变化差异下作为清晰或部分清晰线出现的反射重叠多重线或叠加线组成。通常，结晶变化可包括没有结构原子间连通性任何改变发生时的晶胞参数小的变化和/或晶体对称性的变化。这些改变，还包括相对强度的变化，也可归因于补偿阳离子的类型和数量的差异、晶格组成-->和其形状、优选取向或进行的热和热水处理的类型。本专利技术涉及的多孔结晶材料ITQ-24为具有彼此相交的三方向通道系统的单结晶相。特别地，沸石ITQ-24具有通道开孔为7.7×5.6_的由四面体配位原子的12元环限定的第一通道系统，同样由12个四面体配位原子形成的通道开孔限定且通道开孔为7.2×6.2_的第二正弦通道系统，和最后具有10个四面体配位原子的通道开孔且通道开孔为5.75×4.8_的第三通道系统。这三个系统彼此相互连接。沸石ITQ-24的结构可由它的晶胞限定，晶胞是显示材料全部对称元素的最小结构单元。表3显示了ITQ-24特定实施方案的晶胞中包含的全部四配位原子的位置列表。每个四配位原子通过氧桥连接到它的四个邻接原子上。假定四配位原子的位置可随其孔中有机物质或水的存在、材料的化学组成或任何其它改变而轻微变化，则表3中给出的每个位置坐标可在形成沸石ITQ-24结构的原子的连通性没有任何变化发生的情况下改变±0.5_。               表3  位置   原子坐标  ()  X  Y  Z  T1  1.61  1.60  4.71  T2  T3  T4  T5  T6  T7  T8  T9  T10  T11  T12  12.24  19.65  9.02  1.61  12.24  19.65  9.02  19.65  9.02  1.61  12.24  8.36  11.92  5.16  11.92  5.16  1.60  8.36  11.92  5.16  1.60  8.36  4.71  4.71  4.71  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90-->  T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成多孔结晶材料，特征在于：它由通过氧互连的以四面体方式配位的原子形成，其存在包含５６个四面体配位原子的晶胞，称为ＩＴＱ－２４，它的煅烧无水态的化学式为ｎＭ↓［１／ｐ］ＸＯ↓［２］∶ＹＯ↓［２］，其中：Ｘ为至少一种三价元 素，Ｙ为至少一种四价元素，ｎ的值在０和０．２之间，Ｍ为氧化态为ｐ的至少一种电荷补偿阳离子，其在煅烧无水态时具有最有代表性的反射表示在表１中给出的间距处的Ｘ－射线衍射图：表１　＊＊＊其中线的相对 强度以相对于最强峰的百分比计算，并且其中（ｖｓ）＝８０－１００表示非常强，（ｓ）＝６０－８０强，（ｍ）＝４０－６０中等，（ｗ）＝２０－４０弱和（ｖｗ）＝０－２０非常弱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】ES 2003-2-14 P2003004451.一种合成多孔结晶材料，特征在于：它由通过氧互连的以四面体方式配位的原子形成，其存在包含56个四面体配位原子的晶胞，称为ITQ-24，它的煅烧无水态的化学式为nM1/pXO2:YO2，其中：X为至少一种三价元素，Y为至少一种四价元素，n的值在0和0.2之间，M为氧化态为p的至少一种电荷补偿阳离子，其在煅烧无水态时具有最有代表性的反射表示在表1中给出的间距处的X-射线衍射图：                          表1  2  d(±0.5_)  100 I0/Imax  7.1400  12.4012  w  7.8650  11.2596  vs  11.0150  8.0457  w  20.2900  4.3840  vw  21.4200  4.1552  vw  22.0450  4.0388  vw  22.7350  3.9178  vw  22.9300  3.8849  vw其中线的相对强度以相对于最强峰的百分比计算，并且其中(vs)＝80-100表示非常强，(s)＝60-80强，(m)＝40-60中等，(w)＝20-40弱和(vw)＝0-20非常弱。2.根据权利要求1的合成多孔结晶材料，特征在于在煅烧前制备的合成多孔结晶材料具有最有代表性的反射表示在表2中给出的间距处的X-射线衍射图：                 表2  2  d(±0.5_)  100 I0/Imax  7.1000  12.4709  vw  7.9400  11.1534  vs  10.5950  8.3637  w  11.0150  8.0457  m  19.4800  4.5644  vw  19.5700  4.5436  vw  20.6050  4.3177  m  21.5450  4.1314  vw  22.1750  4.0154  m  22.6550  3.9314  w  22.8650  3.8958  m  22.9550  3.8807  m  26.9400  3.3150  w  27.0100  3.3066  w  29.2100  3.0624  w其中线的相对强度以相对于最强峰的百分比计算，并且其中(vs)＝80-100表示非常强，(s)＝60-80强，(m)＝40-60中等，(w)＝20-40弱和(vw)＝0-20非常弱。3.根据权利要求1的合成多孔结晶材料，特征在于Y为选自Si、Ge、Ti、Sn的四价元素和它们的混合物。4.根据权利要求1的合成多孔结晶材料，特征在于X为选自Al、B、Fe、In、Ga、Cr的三价元素和它们的混合物。5.根据权利要求1的合成多孔结晶材料，特征在于X选自B、Al和它们的组合，Y选自Si、Ti和它们的组合。6.根据权利要求1的合成多孔结晶材料，特征在于：它具有下面所示的特定原子坐标                    表3  位置              原子坐标                ()  X  Y  Z  T1  1.61  1.60  4.71  T2  T3  T4  T5  T6  T7  T8  T9  T10  T11  T12  T13  T14  T15  T16  12.24  19.65  9.02  1.61  12.24  19.65  9.02  19.65  9.02  1.61  12.24  19.65  9.02  1.61  12.24  8.36  11.92  5.16  11.92  5.16  1.60  8.36  11.92  5.16  1.60  8.36  1.60  8.36  11.92  5.16  4.71  4.71  4.71  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  7.90  4.71  4.71  4.71  4.71  T17  T18  T19  T20  T21  T22  T23  T24  T25  T26  T27  T28  T29  T30  T31  T32  T33  T34  T35  T36  T37  T38  T39  T40  T41  T42  T43  T44  T45  T46  T47  T48  T49  T50  T51  3.19  13.82  18.06  7.43  3.19  13.82  18.06  7.43  18.06  7.43  3.19  13.82  18.06  7.43  3.19  13.82  16.63  6.00  4.63  15.26  16.63  6.00  4.63  15.26  4.63  15.26  16.63  6.00  4.63  15.26  16.63  6.00  1.62  12.25  19.63  2.61  9.37  10.91  4.15  10.91  4.15  2.61  9.37  10.91  4.15  2.61  9.37  2...

【专利技术属性】
技术研发人员：A科尔马卡诺斯，R卡斯塔涅达桑切斯，V福恩斯塞吉，F雷伊加西亚，
申请(专利权)人：康斯乔最高科学研究公司，巴伦西亚理工大学，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]