5微孔化合物的合成化学 特殊类型、结构与聚集态.ppt

第五章 微孔化合物的合成化学－－－特殊类型、结构及聚集态 主要内容 特殊类型及结构 特殊聚集态 特殊类型与结构多孔材料 M(Ⅲ)X(Ⅴ)O4型微孔化合物家族 微孔过渡金属磷酸盐 微孔硼铝体系 含硫、氯、氮微孔骨架化合物 超大微孔化合物 具有交叉（Intersecting）或内联接孔道（Interconnected Channel）结构的类沸石分子筛 层柱型微孔材料 手性催化材料 ULM-5和ULM-16的合成（16元环） F－存在 能否做出更大孔道的微孔晶体？ NTHU-1 ND-1 24元环 NTHU-1 (GaPO4) 乙二醇与水的混合溶剂 ND-1(ZnPO4)的合成 过渡元素加入 缺点 热稳定性低，限制了它们的广泛应用！ 提高热稳定性，制备硅基材料的微孔晶体？ 怎样制备？传统的有机模板材料较小，是否大的模板材料可以制备出大孔道的微孔晶体？ CIT-5(14-rings)的合成 模板剂：N(16)-甲基鹰爪豆碱(MeSPAOH) 1SiO2:0.02Al2O3:0.1MOH:0.2MeSPAOH:40H2O 新型有机模板材料 用这些新型模板材料，果然合成出多种新型具有交叉结构的分子筛晶体，例如Beta C, ITQ-24, 和ITQ-22等！ 层柱型微孔材料 手性多孔催化材料 MCM-41孔道中Sharpless催化剂的嫁接 MCM-41孔道中Sharpless催化剂的嫁接 分子筛膜的制备 微乳条件下合成微孔晶体形貌 图5-23 层离模式 Sharpless等创建的由Ti(OPri)4与手性二烷基酒石酸（如L－(＋)二乙基酒石酸）组成的催化剂对于烯丙醇的环氧化是一种高效的催化材料。 图5-24 Sharpless催化体系在MCM-41孔道中的嫁接 图5-25 Sharpless催化体系在MCM-41孔道中的嫁接 特殊聚集态的微孔晶体 单晶 纳米晶及超微粒子 分子筛膜 外模板作用下特定聚集态的微孔晶体 单晶的合成 单晶较大，需要较少的晶核！ 合成体系中需要加入成核抑制剂 (Nucleation suppressor) ！ 三乙醇胺、对二苯酚等 图5-32 大单晶LTA 图5-33 大单晶FAU (X型) 三乙醇胺存在下的单晶合成 对苯二酚存在下的SOD单晶合成 单晶的合成 单晶生长，需要较慢的生长速度！ 溶剂热合成？ 氟离子的存在？ 图5-35 Si-Sodalite, GaPO4-LTA, InPO4-C12单晶形貌扫描电镜 (a) Si-Sodalite (b) GaPO4-LTA (c) InPO4-C12 乙二醇为溶剂的单晶合成 F－存在下的ZSM-5单晶合成 F－存在下的APO-5单晶合成 单晶的合成 单晶生长，需要活性不同的硅源 活性硅源可以首先成核，而非活性硅源可以缓慢生长！ 图5-39　双硅源法合成MOR单晶形貌电镜扫描 单晶的合成 单晶生长，降低原料的供应，让其缓慢生长，最终可以形成大单晶？ 块状材料溶解技术，因为块状材料的活性最低！ 块状材料溶解技术 (Bulk Material Dissolution) 图5-40 高压反应釜中BMD技术合成大单晶的装置图 表5-12　应用BMD技术合成沸石大单晶 120×120×120 12 200 NaOH (98.7) H2O (697) 陶瓷舟 SiO2(21.7) Al2O3(11.7) SOD 60×60×60 19 100 NaOH (51.0) H2O (833) 陶瓷舟 SiO2(11.0) Al2O3(2.7) SOD 100×20×20 13 200 NaOH (99.0) H2O (832) 陶瓷舟 SiO2 (11.4) Al2O3 (2.8) CAN JBW 640×320×1000 CAN 300×5×5 7 200 NaOH (51.2) H2O (683) 陶瓷舟 SiO2 (12.6) Al2O3 (9.6) JBW与ANA 3000×2800×2500 31 200 NaOH (20.3) H2O (847) 陶瓷舟 SiO2 (12.1) Al2O3 (3.0) ANA 3900×2600×2000 34 200 TPAOH (88.4) HF (137.9) H2O (3616) 石英管 SiO2 (680) MFI 3200×2800×2600 46 200 TPAOH (8.9) HF (14.6) H2O (885) 石英管 SiO2 (18.4) MFI 2000×1000×1000 25 200 TPAOH (8.9) HF (9.7) H2O (870) 石英管 SiO2 (25.2) MFI 时间 (天) 温度