发明名称 阶级式〞管中管〞中孔洞矽铝沸石及其合成方法
摘要 一种阶级式"管中管"中孔洞(孔洞直径介于1.3-20奈米)矽铝沸石被揭示于本发明。此中孔洞矽铝沸石具有直径大小介于0.1-20微米的中空管子,且此等中空管子的管壁具有奈米级(10^-9m,nm)孔径沿着中空管子轴方向做同向排列的孔洞。本发明亦揭示合成此阶级式"管中管"中孔洞矽铝沸石的后加酸技术。
申请公布号 TW364895 申请公布日期 1999.07.21
申请号 TW086101350 申请日期 1997.02.04
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号十八楼 发明人 牟中原;林弘萍
分类号 C01B39/02 主分类号 C01B39/02
代理机构 代理人 林圣富 台北巿和平东路二段二○三号四楼;陈展俊 台北巿和平东路二段二○三号四楼
主权项 1.一种中孔洞矽铝沸石,其在煆烧后型态具有下列之组成:Mn/q(AlaSibOc)其中M为一种或多种选目氢、氨、硷金族或硷土族的离子;n为该组成中去除M以氧化物形态存在时的电价;q为M的重量加权莫耳平均电价(weight -edmolar average valence);a及b分别为Al及Si的莫耳分率,且a+b=1,b>0;及c为1至2.5;该中孔洞矽铝沸石具有由微粒子构成之微细构造,并且该等微粒子具有直径介于1.3-20奈米呈六角型堆积的均一孔洞,此等六角型堆积孔洞显现出一六角型电子绕射谱(hexagonal electrondiffraction pattern),此六角型电子绕射谱具有一介于1.3-20奈米的d100,其特征在于该等微粒子的30-100%为微米尺度的中空管子,该等中空管子具有0.1-20微米直径并且其管壁具有沿轴向做同向排列的上述呈六角型堆积的均一孔洞。2.如申请专利范围第1项的中孔洞矽铝沸石,其中该等微粒子的70-100%呈一微米尺度的中空管子,该等中空管子具有0.1-5.0微米的直径及1-20微米的长度。3.如申请专利范围第1项的中孔洞矽铝沸石,其中的M为硷金属离子。4.如申请专利范围第3项的中孔洞矽铝沸石,其中的M为钠。5.如申请专利范围第1项的中孔洞矽铝沸石,其中该矽铝沸石在煆烧后型态之Al2O3:SiO2的莫耳比介于0至0.2之间。6.一种合成中孔洞矽铝沸石的方法,包含下列步骤:a)准备一水性混合物,其包含矽氧化物及一界面活性剂的来源及选择性的铝氧化物的来源,并且其组成以莫耳比表示如下:1 SiO2:(0-0.2)Al2O3:(0.2-0.7)界面活性剂:(0-0.5)M2/eO:(10-1000)H2O其中该界面活性剂具R1R2R3R4Q+X-的化学式,其中R1,R2,R3及R4中的一个或多个系选自C6-C36烷基,而其余的R1,R2,R3及R4为氢或C1-C5烷基;Q+为氮或磷离子及X-为相对应负离子;M为硷金族或硷土族离子;及e为M之电价;b)于一介于0℃至室温的温度下搅拌该水性混合物10分钟至2小时而形或一胶体混合物;c)对该胶体混合物加入一酸,于加入的同时仍维持搅拌,所加入酸的量介于1 SiO2:(0.1-1.0)H+莫耳比之间并且使混合物的pH値介于11.5至9.0之间,其中该酸系逐渐被加入而于5分钟至2小时内加完;d)将步骤c)所获得的混合物置于50℃至200℃的温度加热一段足够形成沸石的时间;及e)取出该沸石,藉由上述步骤所制得的沸石具有由微粒子构成之微细构造,并且该等微粒子具有直径介于1.3-20奈米呈六角型堆积的均一孔洞,此等六角型堆积孔洞显现出一六角型电子绕射谱(hexagonal electrondiffraction pattern),此六角型电子绕射谱具有一介于1.3-20奈米的d100,其中该等微粒子的一部份为微米尺度的中空管子,该等中空管子具有0.1-20微米直径并且其管壁具有沿轴向做同向排列的该等呈六角型堆积的均一孔洞。7.如申请专利范围第6项的方法,其中步骤c)所获得的混合物在被进行步骤d)的加热前于室温下静置或搅拌5分钟至1小时。8.如申请专利范围第6项的方法,其中该矽氧化物来源为矽酸钠,并且该水性混合物的组成以莫耳比表示介于:1SiO2:(0-0.05)Al2O3:(0.35-0.5)Na2O:(0.35-0.65)界面活性剂:(60-110)H2O。9.如申请专利范围第6项的方法,其中该界面活性剂的R1为C8-C20的烷基,而R2,R3及R4为C1-C3的烷基,并且Q+为氮离子,X-为卤素离子。10.如申请专利范围第6项的方法,其中该步骤a)的水性混合物进一步包含一共界面活性剂,其含量为该界面活性剂的1-50莫耳%。11.如申请专利范围第10项的方法,其中共界面活性剂为碳原子数介于1至8的醇。12.如申请专利范围第10项的方法,其中共界面活性剂为硷金族无机酸盐。图式简单说明:第一图为本发明之第一实施例的矽铝沸石在煆烧后的扫描电子显微(SEM)照片。第二图为本发明之第二实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第三图为本发明之第三实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第四图为本发明之第四实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第五图为本发明之第五实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第六图为本发明之第六实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第七图为本发明之第七实施例的纯矽沸石在煆烧前的扫描电子显微(SEM)照片。第八图为本发明之第一实施例的矽铝沸石在煆烧后的穿透电子显微(TEM)照片。第九图为本发明阶级式〝管中管〞中孔洞矽铝或纯二氧化矽沸石的构造之示意图。
地址 台北巿和平东路二段一○