制備釩硅酸鹽分子篩的新型方法和新型的釩硅酸鹽分子篩技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種制備新型釩硅酸鹽分子篩的新型方法，并用該相同方法制備釩硅酸鹽分子篩及其衍生物。釩硅酸鹽分子篩的制備方法包括利用含有硅源、堿、作為釩源的含V+5的化合物、還原劑，鹽和水的反應(yīng)混合物進(jìn)行水熱反應(yīng)而形成釩硅酸鹽分子篩。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種制備釩硅酸鹽分子篩的新型方法，和用所述相同方法制備的釩硅酸鹽分子篩及其衍生物。
技術(shù)介紹
一維(ID)半導(dǎo)體量子限制材料的合成與表征較為重要，這是由于其具有用作納米級電子器件和其他新型應(yīng)用的構(gòu)件塊的巨大潛力(見參考文獻(xiàn)1-9)。在已知的ID半導(dǎo)體材料中，分子線或者量子線(參見參考文獻(xiàn)1-5)是最薄的ID量子限制材料。然而，該量子線的實(shí)例極少。最近，本專利技術(shù)者已闡明鈦酸鹽(TiO32O量子線的令人關(guān)注的量子限制特性(參見參考文獻(xiàn)10)，該量子線有規(guī)則地定位在稱為ETS-IO的鈦硅酸鹽分子篩中。其甚至在長于50nm的長度范圍上仍顯示長度依賴性量子限制效應(yīng)(參見參考文獻(xiàn)10-13)。沿著量子線估算的激子有效約化質(zhì)量(μ ζ)小于O. 0006me(me=電子靜止質(zhì)量)，其比最小報(bào)道值(InSb 0.014me，單壁碳納米管0.019me)小得多，該結(jié)果表明沿著鈦酸鹽量子線的激子遷移率比InSb (0.014me)和單臂碳納米管(0.019me)的高的多。鈦酸鹽量子線的電子吸收的特性是氧化物至Tiiv電荷轉(zhuǎn)移或配位體至金屬電荷轉(zhuǎn)移(LMCT)(參見參考文獻(xiàn)14-16)。鈦酸鹽量子線的伸縮頻率隨著線的電子密度的增加而增加(參見參考文獻(xiàn)14)。闡明鈦酸鹽量子線的這些重要性質(zhì)后，將關(guān)注于是否能闡明緊密相關(guān)的釩酸鹽(VO32-)量子線的物理化學(xué)性質(zhì)。在此意義上，Rocha，Anderson和共同工作者在1997年發(fā)現(xiàn)釩硅酸鹽AM-6(下文稱為“AM-6-(RA)”)極為重要，這是由于其采用包括置換鈦酸鹽(TiO32O量子線的釩酸鹽(V032_)量子線的ETS-10結(jié)構(gòu)的原因(參考文獻(xiàn)17)。然而，ETS-10晶體需要用作籽晶以誘導(dǎo)釩硅酸鹽中的ETS-10結(jié)構(gòu)。因此，AM-6-(RA)不可避免地在AM-6內(nèi)含有EST-10晶體。在此方面，AM-6-(RA)應(yīng)更嚴(yán)格地定義為具有ETS-10核/AM-6殼的結(jié)構(gòu)。此外，Lobo，Doren及共同工作者顯示了 AM_6_(RA)中的V032—量子線由V4+和V5+構(gòu)成(參見參考文獻(xiàn)18-20)。因此，本質(zhì)而言，不可能闡明純VivO廣量子線的物理化學(xué)性質(zhì)。此外，其程序始終同時(shí)產(chǎn)生大量石英。在此意義上，長期需要用以制備不含ETS-10的純AM-6的方法。在報(bào)道AM-6_(RA)之后的12年，Sacco，Jr.及其共同工作者最終開發(fā)出一種合成不含ETS-10的純AM-6的方法(參見參考文獻(xiàn)21)。然而，Sacco, Jr.小組需使用四甲基銨離子(TMA+)作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。因此，該AM-6在通道內(nèi)含有TMA+離子。本文中，AM-6將稱為“AM-6-(S)-TMA”。本專利技術(shù)者發(fā)現(xiàn)，AM-6-(S)-TMA也含有V4+和V5+ (參見下文)。此外，TMA+離子緊密封于通道中且完全阻斷二氧化硅通道。因此，其他原始陽離子(Na+和K+)與其他陽離子的離子交換非常困難(見下文)。且使其不可適用于研究純VivO32-量子線或者純Viv釩硅酸鹽分子篩的重要物理化學(xué)性質(zhì)。Sacco，Jr.小組在約350°C到400°C下用NH3氣體處理AM-6-(S)-TMA約3到4小時(shí)以移除TMA+離子。該苛刻條件破壞了所有釩酸鹽(V032_)量子線，這是由于其在高于約180°C的溫度下在真空中不穩(wěn)定(見下文)。下文中，經(jīng)過NH3處理的 AM-6-⑶-TMA 將稱為 “AM-6-⑶-NH3”。因此，還沒有合成具有保留完好的Viv032_量子線但不含有ETS-10核和阻斷通道的TMA+陽離子的理想Viv釩硅酸鹽AM-6的方法。此外，合成AM-6- (RA)和AM_6_ (S) -TMA的反應(yīng)時(shí)間通常為3天或3天以上，且用硫酸氧釩(VOSO4)作為釩源，其比五氧化二釩(V2O5)貴的多(>5倍)。因此，開發(fā)用以產(chǎn)生理想Viv AM-6釩硅酸鹽的快速平價(jià)的合成方法將對納米材料和納米多孔材料科學(xué)及催化有重要貢獻(xiàn)。在整個(gè)說明書中，已參考許多期刊和專利文獻(xiàn)且指定為參考文獻(xiàn)。所參考的期刊和專利文獻(xiàn)的闡述內(nèi)容并入本文以更清楚地說明與本專利技術(shù)有關(guān)的
的標(biāo)準(zhǔn)和本專利技術(shù)的內(nèi)容
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題本專利技術(shù)者已研究開發(fā)出一種制備釩硅酸鹽的快速平價(jià)的合成方法。結(jié)果，本專利技術(shù)者發(fā)現(xiàn)可快速平價(jià)地制備釩硅酸鹽的方法，其中，在不使用籽晶和模板的情況下使用含V5+的化合物作為釩源，并使用還原劑使含V5+化合物還原成V4+，從而完成本專利技術(shù)。因此，本專利技術(shù)提供一種制備釩硅酸鹽分子篩的新型方法，及由該方法制備的釩硅酸鹽分子篩及其衍生物，且本專利技術(shù)也提供一種新型的釩硅酸鹽分子篩及其衍生物。本專利技術(shù)欲解決的問題不限于以上描述，且本領(lǐng)域技術(shù)人員可從以下描述中理解其他的問題。 解決方式按照本專利技術(shù)的一個(gè)方案，提供一種制備釩硅酸鹽分子篩的方法，該方法包括通過含有硅源、堿、作為釩源的含V+5的化合物、還原劑、鹽和水的反應(yīng)混合物進(jìn)行水熱反應(yīng)而形成鑰;娃酸鹽分子篩。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方案，提供一種根據(jù)本專利技術(shù)的上述方法制備的釩硅酸鹽分子篩，該釩硅酸鹽分子篩具有以下結(jié)構(gòu)其中SiO4四面體與VO6八面體連接且實(shí)質(zhì)上不含有V5+離子。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方案，提供如下獲得的釩硅酸鹽分子篩在通過根據(jù)本專利技術(shù)公開的方法制備的釩硅酸鹽分子篩中將V4+離子氧化成V5+離子。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方案，提供一種釩硅酸鹽分子篩，其具有以下通式I所表示的組成，SiO4四面體與VO6八面體連接的結(jié)構(gòu)，和包括一個(gè)或者多個(gè)位于約5°到約10°范圍內(nèi)的衍射角(2 Θ )處的峰的粉末X射線衍射圖譜。Ar · tH20;其中，在通式I中，A表示從由堿金屬、堿土金屬及其組合組成的群中選擇的單價(jià)或者二價(jià)金屬陽離子，且r介于約O. 5到約3之間，s介于約O. 5到約2之間，η介于約I到約6之間，且t介于約O. I到約2之間。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方案，提供一種如下獲得的釩硅酸鹽分子篩在通式I所表示的釩硅酸鹽分子篩內(nèi)將V4+離子氧化成V5+離子。 本專利技術(shù)的有益效果根據(jù)本專利技術(shù)，可在不使用籽晶和模板的情況下使用含V5+化合物作為釩源以快速平價(jià)地合成純釩硅酸鹽分子篩。此外，由于不需要用NH3處理，因此可在所制備的釩硅酸鹽分子篩內(nèi)保留Viv032_量子線，可制備所有V原子在+4氧化態(tài)的純釩硅酸鹽分子篩，且可合成具有AM-6和各種新型結(jié)構(gòu)的釩硅酸鹽分子篩。因此，可研究由本專利技術(shù)方法制備的釩硅酸鹽分子篩的重要物理化學(xué)性質(zhì)或者釩硅酸鹽分子篩內(nèi)的純VivO廣量子線。此外，包括純VivO32-量子線的本專利技術(shù)的釩硅酸鹽分子篩可應(yīng)用于各種
，諸如電子器件，納米器件、催化劑、納米材料和納米多孔材料。附圖說明圖Ia到圖Ic提供根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)例的釩硅酸鹽分子篩SVS-I的(a)粉末X射線衍射圖譜、(b) IR光譜和(C)SEM圖；圖2a到圖2c提供根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)例的釩硅酸鹽分子篩SVS-2的(a)粉末X射線衍射圖譜、(b) IR光譜和(C)SEM圖；圖3a到圖3d提供根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)例的釩硅酸鹽分子篩SVS-3的立方體形、截角 立方體形和磚形晶體中的每一個(gè)的(a)粉末X射線衍射圖譜、(b) IR光譜(立方體形)(c) IR光譜(截角立方體形)和(d) IR光譜(磚形)；圖4a到圖4c提供根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)例的釩硅酸鹽分子篩SV本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹景炳，舒瓦·吉特·達(dá)塔，宋美京，
申請(專利權(quán))人：西江大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)，
類型：
國別省市：