CN105728034B - 一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Ti‑ECNU‑5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用，其特征在于该钛硅分子筛以钛、硅和氧元素为骨架元素，其摩尔组成用氧化物的无水形式表示为1/300~1/10TiO2：1.0SiO2，其制备方法包括晶体材料前躯体的合成、结构转变合成钛硅分子筛前躯体、酸处理和焙烧；该钛硅分子筛用于催化烃类化合物与乙腈和双氧水的选择性氧化反应及酮类或醛类化合物与溶剂和氨的氨氧化反应。本发明与现有技术相比具有骨架疏水性强，缺陷位少，催化氧化性能及催化稳定性好，尤其在烃类选择性氧化和酮类或醛类氨氧化反应中的催化活性明显提高。

Description

一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及无机化学合成及化工应用技术领域，具体地说是一种新型的Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和该催化剂在烃类选择性氧化和酮类或醛类氨氧化反应中的应用。
背景技术
钛硅分子筛是将具有氧化还原催化功能的过渡金属钛原子同晶取代硅氧四面体中的硅而引入分子筛的骨架。1983年，ENI公司在水热条件下首次合成出TS-1分子筛，宣告钛硅酸盐的合成与开发进入了一个新纪元(US Patent 1983,4410501)。至今，已有多种不同结构的钛硅酸盐被相继开发，如Ti-MWW(Journal of Physical Chemistry B,2001,105,2897),Ti-MOR(J.Catal.,1997,168,400),Ti-Beta(Chem.Comm.,1992,589)等。Wu等成功合成了具有MWW结构的钛硅分子筛(Ti-MWW)。Ti-MWW前躯体具有二维层状结构，骨架中含有模板剂，但是没有催化活性。焙烧除去有机物的Ti-MWW具有纯无机的骨架，但是骨架缺陷位较多，一定程度上影响了催化剂的活性。Ti-MWW通过结构可逆变换，可以得到一种不含有机物，更加疏水性纯无机骨架的Ti-MWW(J.Phys.Chem.C,2008,112,6132)。文献研究表明，钛硅分子筛具有优异的烃类选择性催化氧化及酮类或醛类氨氧化性能，因此研发具有新结构的钛硅分子筛一直是该领域的研究热点。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用，采用结构转变合成的钛硅分子筛，制得以钛、硅和氧元素为无机骨架元素，该骨架疏水性强，缺陷位少，用于烃类选择性氧化和酮类或醛类氨氧化反应中有较高的催化活性，不仅反应条件温和，活性保持良好，结构新颖，制备过程简单，而且具有良好催化氧化性能，易于工业化生产和反应过程环境友好，进一步拓宽了烃类环氧化及酮类氨氧化催化反应的研究和应用领域。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂，其特点是该钛硅分子筛以钛、硅和氧元素为骨架元素，其摩尔组成用氧化物的无水形式表示为1/300～1/10TiO2：1.0SiO2，其X-光衍射(XRD)衍射结构数据见下表1：
表1：钛硅分子筛Ti-ECNU-5的粉末X-射线衍射结构数据
一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的制备方法，其特点是该制备方法包括晶体材料前躯体的合成、结构转变合成钛硅分子筛前躯体、酸处理和焙烧，具体制备按下述步骤进行：
a、晶体材料前躯体的制备
将硅源与有机模板剂和水混合后在130～200℃温度下进行5～480小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体；所述硅源为硅酸、硅胶、硅溶胶或硅酸四烷基酯；所述有机模板剂为N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵、哌啶或六亚甲基亚胺；所述硅源按硅源中的SiO2与有机模板剂和H2O的摩尔比为1.0：0.1～0.6：10～50。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛源混合，在50～200℃温度下进行1～72小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体；所述钛源为钛酸四丁酯、六氟钛酸、硫酸钛或硝酸钛；所述晶体材料前躯体与1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛源的摩尔比为：晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛源中的TiO2＝1：0.2～0.7：20～40：1/10～1/300。
c、酸处理和焙烧
将上述制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体与浓度为0.1～18mol/L的盐酸、硫酸、硝酸或磷酸按1：5～100重量比混合，在50～200℃温度下酸处理0.6～72小时，酸处理结束后滤出物经洗涤、干燥后在400～700℃温度下焙烧3～20小时，得Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂。
一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的应用，其特点是该催化剂用于烃类选择性氧化和酮类或醛类氨氧化反应中，其具体应用如下：
a、烃类选择性氧化反应
将Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂与烃类化合物、乙腈和双氧水在30～90℃温度下搅拌反应1～5小时，反应结束后滤出催化剂，得产物为烃类选择性氧化合物；所述烃类化合物与双氧水的摩尔比为1～1.2:1；所述烃类化合物与乙腈的重量比为1:10～15；所述Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂为烃类化合物重量的5～12％；所述烃类化合物为乙烯、丙烯、氯丙稀、正己烯、正庚烯、正辛烯、正壬烯、正癸烯、正十二烯、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯或环癸烯。
b、酮类或醛类氨氧化反应
将Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂与有机溶剂、酮类或醛类化合物和氨混合后加热，当温度升至30～150℃时，按酮类或醛类化合物与过氧化氢的摩尔比为1：1～2滴加重量浓度为1～50％的过氧化氢，滴加时间为0.5～4小时，滴加完毕后继续反应0～5小时，反应压力为1～5大气压,反应结束后滤出催化剂，得产物为酮类或醛类氨氧化合物；所述酮类化合物为丙酮、丁酮或环己酮；所述醛类化合物为乙醛、丙醛、丁醛、戊醛或苯甲醛；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、叔丁醇、正丁醇、环己烷或正己烷与水的混合溶液，水的含量为重量浓度15～95％；所述酮类或醛类化合物与催化剂和有机溶剂的重量比为1：0.01～0.16：1～15；所述酮类或醛类化合物与氨的摩尔比为1：1～4。
本发明与现有技术相比具有骨架疏水性强，缺陷位少，催化氧化性能及催化稳定性好，尤其在烃类选择性氧化与酮类氨氧化反应中的催化活性明显提高，方法简单、操作方便以及反应条件温和易控制，进一步拓宽了烃类和酮类或醛类催化反应的研究和应用领域。
附图说明
图1为Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂X-射线衍射图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的制备和应用作进一步的详细说明。
实施例1
a、晶体材料前躯体的制备
将硅胶中的SiO2与N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
将上述制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体与浓度为2mol/L的硝酸按1：50重量比混合，在80℃温度下进行2小时的酸处理，酸处理结束后滤出物经洗涤、干燥后在550℃温度下焙烧6小时，制得Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂。
实施例2
a、晶体材料前躯体的制备
将硅酸中的SiO2与哌啶和水按1.0：0.5：50摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.5：20：1/70混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
同实施例1。
实施例3
a、晶体材料前躯体的制备
将硅酸四烷基酯中的SiO2与N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行72小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在150℃温度下进行24小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
将上述制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体与浓度为2mol/L的硝酸按1：50重量比混合，在100℃温度下进行8小时的酸处理，酸处理结束后滤出物经洗涤、干燥后在650℃温度下焙烧10小时，制得Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂。实施例4
a、晶体材料前躯体的制备
将硅溶胶中的SiO2与N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和六氟钛酸按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
将上述制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体与浓度为2mol/L的硝酸按1：50重量比混合，在80℃温度下进行2小时的酸处理，酸处理结束后滤出物经洗涤、干燥后在550℃温度下焙烧6小时，制得Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂。
实施例5
a、晶体材料前躯体的制备
将硅胶中的SiO2与六亚甲基亚胺和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为1.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
同实施例1。
实施例6
a、晶体材料前躯体的制备
将硅酸中的SiO2与六甲基亚胺和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为1.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
同实施例1。
实施例7
a、晶体材料前躯体的制备
将硅酸四烷基酯中的SiO2与N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵和水按1.0：0.3：40摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛酸四丁酯按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：钛酸四丁酯中的TiO2摩尔比为1：0.5：25：1/150混合，在170℃温度下进行20小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
同实施例1。
实施例8
a、晶体材料前躯体的制备
将硅溶胶中的SiO2与N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵和水按1.0：0.1：30摩尔比混合，然后在170℃温度下进行120小时的水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体。
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与浓度为0.5mmol/g的1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和硫酸钛按晶体材料前躯体：1,3-二环己基咪唑氢氧化物：H2O：硫酸钛中的TiO2摩尔比为1：0.2：30：1/30混合，在130℃温度下进行10小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体。
c、酸处理和焙烧
同实施例1。
实施例9
采用丙烯环氧化反应做为探针反应，来表征本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在体积为100mL的高压釜中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热。反应条件为：丙烯5克，双氧水为质量分数为28.5％的水溶液，双氧水的用量为10mmol，双氧水/乙腈的重量比为1：10，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为双氧水重量的5％，在40℃温度下反应4小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu14B,FID)分析，其结果见下表2：
表2
表2中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在小分子烯烃的环氧化反应中的催化活性有一定程度的提高。
实施例10
采用正己烯环氧化反应做为探针反应，来表征本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热,反应条件为：正己烯/双氧的水摩尔比为1，正己烯/乙腈的重量比为1:10，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为正己烯重量的10％，在60℃温度下反应1.5小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表3：
表3
表4中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在直链烯烃的环氧化反应中的催化活性稍有提高。
实施例11
采用环戊烯环氧化反应做为探针反应，来表征本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热。反应条件为：环戊烯/双氧水的摩尔比为1，环戊烯/乙腈的重量比为1:10，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为环戊烯重量的10％，在60℃温度下反应2小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表4：
表4
表4中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在环状烯烃的环氧化反应中的催化活性稍有提高。
实施例12
采用环己酮氨氧化反应做为探征反应，来表针本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热，反应条件为：环己酮/双氧水摩尔比为0.91，环己酮/水的重量比为1:20，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为环己酮重量的8％，60℃温度下反应2小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表5：
表5
表5中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在环己酮氨氧化反应中的催化活性稍有提高。实施例13
采用环己酮氨氧化反应做为探征反应，来表针本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热，反应条件为：环己酮/双氧水的摩尔比为0.95，环己酮/环己烷重量比为1:25，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为环己酮重量的8％，在60℃温度下反应2小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表6：
表6
表6中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在环己酮氨氧化反应中的催化活性稍有提高。实施例14
采用丁酮氨氧化反应做为探征反应，来表针本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热，反应条件为：丁酮/双氧水的摩尔比为0.95，丁酮/水的重量比为1:22，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为环己酮重量的9％，60℃温度下反应2小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表7：
表7
表7中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在丁酮氨氧化反应中的催化活性稍有提高。实施例15
采用乙醛氨氧化反应做为探征反应，来表针本发明所得的Ti-ECNU-5钛硅分子筛的催化活性。反应在一个带有冷凝管的50mL三颈烧瓶中进行，磁力搅拌，恒温水浴加热，反应条件为：乙醛/双氧水的摩尔比为0.95，乙醛/水的重量比为1:20，Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的用量为环己酮重量的8％，60℃温度下反应2小时，以0.05克Ti-ECNU-5钛硅分子筛为催化剂用量标准。反应产物用气相色谱(Shimadzu 14B,FID)分析，其结果见下表8：
表8
表8中的对比例是按照文献(Chemistry Letters,2000,774；Journal ofPhysical Chemistry B,2001,105,2897)以SiO2/TiO2摩尔比为35的溶胶合成的钛硅分子筛Ti-MWW，通过实施例1与对比例的气相色谱分析表明，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛在乙醛氨氧化反应中的催化活性稍有提高。
参阅附图1，本发明方法制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛采用X-射线衍射检测，其谱图的特征谱线表明了Ti-ECNU-5钛硅分子筛具有很好的结晶性，并且其X-射线衍射峰明显地区别于现有的钛硅分子筛催化剂。以上各实施例只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本发明专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本发明专利的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂，其特征在于该钛硅分子筛以钛、硅和氧元素为骨架元素，其摩尔组成用氧化物的无水形式表示为1/300～1/10TiO2：1.0SiO2，其X-光衍射(XRD)衍射结构数据见下表1：
表1：钛硅分子筛Ti-ECNU-5的粉末X-射线衍射结构数据
2.一种权利要求1所述Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括晶体材料前躯体的合成、结构转变合成钛硅分子筛前躯体、酸处理和焙烧，具体制备按下述步骤进行：
a、晶体材料前躯体的制备
将硅源与有机模板剂和水混合后在130～200℃温度下进行5～480小时水热晶化反应，晶化后的反应液经过滤、洗涤、干燥和焙烧得产物为晶体材料前躯体；所述硅源为硅酸、硅胶、硅溶胶或硅酸四烷基酯；所述有机模板剂为N,N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵、哌啶或六亚甲基亚胺；所述硅源按硅源中的SiO2与有机模板剂和H2O的摩尔比为1.0：0.1～0.6：10～50；
b、Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体的制备
将上述制备的晶体材料前躯体与1,3-二环己基咪唑氢氧化物的水溶液和钛源混合后在50～200℃温度下进行1～72小时结构转变的合成反应，反应液经过滤、洗涤、干燥后得Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体；所述钛源为钛酸四丁酯、六氟钛酸、硫酸钛或硝酸钛；所述晶体材料前躯体与1,3-二环己基咪唑氢氧化物，其钛源中的TiO2和水的摩尔比为1：0.2～0.7：20～40：1/10～1/300；
c、酸处理和焙烧
将上述制备的Ti-ECNU-5钛硅分子筛前躯体与浓度为0.1～18mol/L的盐酸、硫酸、硝酸或磷酸按1：5～100重量比混合，在50～200℃温度下酸处理0.6～72小时，酸处理结束后滤出物经洗涤、干燥后在于400～700℃温度下焙烧3～20小时，得Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂。
3.一种权利要求1所述Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂的应用，其特征在于该催化剂用于烃类选择性氧化和酮类或醛类氨氧化反应，其具体应用如下：
a、烃类选择性氧化反应
将Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂与烃类化合物、乙腈和双氧水在30～90℃温度下搅拌反应1～5小时，反应结束后滤出催化剂，得产物为烃类选择性氧化合物；所述烃类化合物与双氧水的摩尔比为1～1.2:1；所述烃类化合物与乙腈的重量比为1:10～15；所述Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂为烃类化合物重量的5～12％；所述烃类化合物为乙烯、丙烯、氯丙稀、正己烯、正庚烯、正辛烯、正壬烯、正癸烯、正十二烯、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯或环癸烯；
b、酮类或醛类氨氧化反应
将Ti-ECNU-5钛硅分子筛催化剂与有机溶剂、酮类或醛类化合物和氨混合后加热，当温度升至30～150℃时，按酮类或醛类化合物与过氧化氢的摩尔比为1：1～2滴加重量浓度为1～50％的过氧化氢，滴加时间为0.5～4小时，滴加完毕后继续反应0～5小时，反应压力为1～5大气压,反应结束后滤出催化剂，得产物为酮类或醛类氨氧化合物；所述酮类化合物为丙酮、丁酮或环己酮；所述醛类化合物为乙醛、丙醛、丁醛、戊醛或苯甲醛；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、叔丁醇、正丁醇、环己烷或正己烷与水的混合溶液，水的含量为重量浓度15～95％；所述酮类或醛类化合物与催化剂和有机溶剂的重量比为1：0.01～0.16：1～15；所述酮类或醛类化合物与氨的摩尔比为1：1～4。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106865567B (zh) * 2017-01-13 2018-02-23 华东师范大学 一种ecnu‑16分子筛及其制备和应用
CN110526256B (zh) * 2019-09-29 2022-11-01 华东师范大学 一种具有cfi层板结构ECNU-n分子筛及其制备方法和应用
CN111517337A (zh) * 2020-04-15 2020-08-11 华东师范大学 一种ecnu-24分子筛及其制备方法和应用
CN111924854B (zh) * 2020-08-21 2023-03-10 华东师范大学 一种ecnu-29钛铝硅酸盐纳米片及其制备方法和应用
CN115611293B (zh) 2021-07-16 2023-11-07 安徽泽欧新材料技术有限公司 硅酸盐材料zeo-2和硅酸盐分子筛zeo-3，其合成方法及用途
CN116020560A (zh) * 2021-10-25 2023-04-28 中国石油化工股份有限公司 用于制备不饱和碳酸酯的催化剂及其制备方法和应用
CN116332202B (zh) * 2023-03-30 2024-09-13 华东师范大学 一种ecnu-30分子筛及其制备方法和催化应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1654328A (zh) * 2004-12-28 2005-08-17 华东师范大学 一种分子筛ecnu－3及其合成方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7837977B2 (en) * 2005-09-13 2010-11-23 Chevron U.S.A. Inc. Preparation of titanosilicate zeolite TS-1

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1654328A (zh) * 2004-12-28 2005-08-17 华东师范大学 一种分子筛ecnu－3及其合成方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Le Xu, etal.Intergrown Zeolite MWW Polymorphs Prepared by the Rapid Dissolution−Recrystallization Route.《Chem. Mater.》.2015,第27卷第7852-7860页. *
Post-synthesis and catalytic performance of PER type sub-zeolite Ti-ECNU-8;Bo-Ting Yang;《Chinese Chemical Letters》;20140916;第25卷;第1512页图2及右栏第2段、支持信息表S1、S2 *
钛硅分子筛/H2O2体系催化合成丁酮肟的反应行为;杨俊霞，等;《催化学报》;20101231;第31卷(第1期);第95-99页 *

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