CN107986293A - 一种钛硅分子筛及其合成方法和应用 - Google Patents

一种钛硅分子筛及其合成方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及催化材料领域，具体提供了一种钛硅分子筛及其合成方法和应用，该方法包括：(1)将贵金属源、氨源、可选地水混合接触得到第一混合物；(2)在模板剂存在下，将钛源、所述第一混合物、可选地水混合得到第二混合物；(3)将所述第二混合物、有机硅源、可选地水混合得到第三混合物；(4)将所述第三混合物进行水热晶化，回收得到钛硅分子筛；其中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)至少一个步骤在钒源存在下进行。本发明的钛硅分子筛，与现有技术相比，在氧化反应中，既有利于反应物和产物的扩散，由此使氧化活性充分发挥以及选择性的提高。本发明的方法，对原料无特殊要求，制备工艺简单。

Description

一种钛硅分子筛及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及一种钛硅分子筛及其合成方法和应用。
背景技术
过氧化氢(H2O2)是公认的绿色氧化剂，其氧化副产物只有水。但由于H2O2极不稳定，遇热、光，粗糙表面、重金属及其它杂质会分解，且具有腐蚀性，在包装、储存、运输中要采取特别的安全措施。因此，将H2O2就地应用，或将H2O2生产工艺与使用H2O2下游工艺相结合，才可更有效的利用这一化工产品。利用H2和O2可以直接合成H2O2，且原子利用率达100％，进而人们想利用H2和O2来原位合成H2O2再氧化有机原料以解决直接利用H2O2的成本和安全问题。由于Pt、Pd、Au等是H2和O2合成H2O2的有效组分，有许多文献专利报道将其负载在钛硅材料上原位生成H2O2用于有机物选择性氧化反应的研究。如，Meiers R.等(J.Catal.，1998，176：376～386)以Pt-Pd/TS-1为催化剂对丙烯气相环氧化进行了研究；US6867312B1以及US 6884898B1等也都进行了这方面的研究。将贵金属负载在钛硅材料上原位生成H2O2用于有机物选择性氧化的方法虽然条件温和、选择性好(可达到95％以上)，但负载贵金属的钛硅材料催化剂活性较低，稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有钛硅分子筛制备工艺存在的不足，提供一种催化氧化活性高的钛硅分子筛及其合成方法和应用。
为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种钛硅分子筛的合成方法，该方法包括：(1)将贵金属源、氨源、可选地水混合接触得到第一混合物；
(2)在模板剂存在下，将钛源、所述第一混合物、可选地水混合得到第二混合物；
(3)将所述第二混合物、有机硅源、可选地水混合得到第三混合物；
(4)将所述第三混合物进行水热晶化，回收得到钛硅分子筛；
其中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)至少一个步骤在钒源存在下进行。
根据本发明的第二方面，本发明提供了按照本发明的方法合成得到的钛硅分子筛。
根据本发明的第三方面，本发明提供了本发明所述的钛硅分子筛在氧化反应中的应用。
本发明的钛硅分子筛，与现有技术相比，在氧化反应中，既有利于反应物和产物的扩散，由此使氧化活性充分发挥以及选择性的提高。
本发明的方法，对原料无特殊要求，制备工艺简单。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如前所述，本发明提供了一种钛硅分子筛的合成方法，该方法包括：
(1)将贵金属源、氨源、可选地水混合接触得到第一混合物；
(2)在模板剂存在下，将钛源、所述第一混合物、可选地水混合得到第二混合物；
(3)将所述第二混合物、有机硅源、可选地水混合得到第三混合物；
(4)将所述第三混合物进行水热晶化，回收得到钛硅分子筛；
其中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)至少一个步骤在钒源存在下进行。
根据本发明，优选步骤(1)在钒源存在下进行，由此可以提高钛硅分子筛的催化活性。
根据本发明，优选步骤(1)中第一混合物中非水物质含量为0.01-50重量％，优选为0.02-25重量％，进一步优选为0.05-10重量％，最优选为0.1-5重量％。
根据本发明，混合接触的条件包括：温度为室温至80℃和/或时间为0.1-24h，优选室温至60℃和/或时间0.5-12h。由此可以进一步提高钛硅分子筛的性能。
本发明中，非水物质含量(溶质含量)指的是除水以外的物质占总混合物的重量百分比，即非水物质/(非水物质+水)*100重量％。
根据本发明，优选氨源与贵金属源的重量比为(5-50000)：100，优选为(10-10000)：100，进一步优选为(50-5000)：100，最优选为(100-2000)：100。由此可以进一步提高钛硅分子筛的性能。
根据本发明，优选有机硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水的摩尔比＝100：(0.5-5)：(0.5-5)：(0.5-5)：(5-50)：(200-5000)；优选为100：(1-4)：(1-4)：(1-4)：(6-15)：(300-800)，其中，有机硅源以SiO2计、钛源以TiO2计、贵金属源以贵金属元素计，钒源以钒元素计，模板剂以N或OH-计。
根据本发明，优选水热晶化在密闭条件下进行，依次经历阶段(1)、阶段(2)和阶段(3)，阶段(1)在80-150℃、优选在110-140℃、更优选在120-140℃、进一步优选在130-140℃处理6-72小时，优选6-8小时，阶段(2)降温至不高于70℃且停留时间至少为0.5小时，优选为1-5小时，阶段(3)升温至120-200℃、优选140-180℃、更优选160-170℃，再处理6-96小时，优选12-20小时。
根据本发明的一种优选实施方式，优选阶段(1)和阶段(3)满足以下条件中的一者或两者：
条件1：阶段(1)的温度低于阶段(3)的温度，优选地，阶段(1)的温度比阶段(3)的温度低10-50℃，优选低20-40℃；
条件2：阶段(1)的时间少于阶段(3)的时间，优选地，阶段(1)的时间比阶段(3)的时间短5-24小时，优选短6-12小时。
根据本发明的一种优选实施方式，阶段(2)降温至不高于50℃，优选为30-50℃，且停留时间至少为1小时，优选为1-5h。
根据本发明的方法，将温度调整至各阶段温度的升温速率和降温速率可以根据具体采用的反应器的类型进行选择，没有特别限定。一般而言，将温度升高至阶段(1)温度的升温速率可以为0.1-20℃/min，优选为0.1-10℃/min，更优选为1-5℃/min。由阶段(1)温度到阶段(2)温度的降温速率可以为1-50℃/min，优选为2-20℃/min，更优选为5-10℃/min。由阶段(2)温度到阶段(3)温度的升温速率可以为1-50℃/min，优选为2-40℃/min，更优选为5-20℃/min。
根据本发明，优选所述氨源为氨气、液氨和氨水和氨的有机溶液中的一种或多种；优选为氨气、液氨和氨水中的一种或多种，进一步优选氨水。
根据本发明的方法，所述有机硅源可以为各种在水解缩合反应条件下能够形成二氧化硅的含硅化合物。具体地，所述有机硅源可以为选自式I所示的含硅化合物中的一种或多种，
式I中，R1、R2、R3和R4各自为C1-C4的烷基，包括C1-C4的直链烷基和C3-C4的支链烷基，例如：R1、R2、R3和R4各自可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基。
具体地，所述有机硅源可以为正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四正丙酯和正硅酸四正丁酯中的一种或多种。在本发明的具体实施例中使用的为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯。
根据本发明，所述模板剂的种类的可选范围较宽，具体可以依据所需要制备的钛硅分子筛类型进行确定，例如为季胺碱化合物、脂肪族胺化合物和脂肪族醇胺化合物中的一种或多种。
本发明中，所述季铵碱可以为各种有机四级铵碱，所述脂肪族胺可以为各种NH3中的至少一个氢被脂肪族烃基(优选为烷基)取代后形成的化合物，所述脂肪族醇胺可以为各种NH3中的至少一个氢被含羟基的脂肪族烃基(优选为烷基)取代后形成的化合物。
具体地，所述季铵碱可以为如式II所示的季铵碱，所述脂肪族胺可以为式III表示的脂肪族胺，所述脂肪族醇胺可以为如式IV表示的脂肪族醇胺：
式II中，R5、R6、R7和R8各自为C1-C4的烷基，包括C1-C4的直链烷基和C3-C4的支链烷基，例如：R5、R6、R7和R8各自可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基。
R9(NH2)n (式III)
式III中，n为1或2的整数。n为1时，R9为C1-C6的烷基，包括C1-C6的直链烷基和C3-C6的支链烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、异戊基、叔戊基和正己基。n为2时，R9为C1-C6的亚烷基，包括C1-C6的直链亚烷基和C3-C6的支链亚烷基，如亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正戊基或亚正己基。更优选脂肪族胺化合物为乙胺、正丁胺、丁二胺和己二胺中的一种或多种。
(HOR10)mNH(3-m) (式IV)
式IV中，m个R10相同或不同，各自为C1-C4的亚烷基，包括C1-C4的直链亚烷基和C3-C4的支链亚烷基，如亚甲基、亚乙基、亚正丙基和亚正丁基；m为1、2或3。更优选，所述脂肪族醇胺化合物为单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种。
在本发明的具体实施例中使用的模板剂为四丙基氢氧化铵、己二胺或正丁胺。
本发明中，所述钛源可以为无机钛源和/或有机钛源。
根据本发明的一种优选实施方式，所述钛源为无机钛盐和/或有机钛酸酯。
本发明中，所述无机钛盐选自各种可水解的钛盐，例如可以选自TiX4、TiOX2或Ti(SO4)2等各种形式的含钛盐，式中X为卤素，优选为氯，其中，优选所述无机钛盐选自TiCl4、Ti(SO4)2和TiOCl2中的一种或多种。
本发明中，所述有机钛酸酯优选为具有结构式为M4TiO4的有机钛酸酯，其中，M优选为具有1-6个碳原子的烷基，优选为具有2-4个碳原子的烷基，且4个M可以相同或不同，优选所述有机钛酸酯选自为钛酸异丙酯、钛酸正丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四乙酯中的一种或多种，在本发明的具体实施例中使用的为钛酸四丁酯作为实例，但并不因此限制本发明的范围。
根据本发明的一种优选实施方式，优选所述贵金属源为贵金属的氧化物、贵金属的卤化物、贵金属的碳酸盐、贵金属的硝酸盐、贵金属的硝酸铵盐、贵金属的氯化氨盐、贵金属的氢氧化物和贵金属的络合物中的一种或多种，所述贵金属为Ru、Rh、Pd、Re、Os、Ir、Pt、Ag和Au中的一种或多种。
根据本发明的一种优选实施方式，优选所述钒化合物为钒的氧化物、钒的卤化物、钒酸(偏钒酸(HVO3)、正钒酸(H3VO4)、焦钒酸(H4V2O7、H3V3O9))、钒酸盐(前述钒酸对应的盐)、钒的碳酸盐、钒的硝酸盐、钒的硫酸盐和钒的氢氧化物中的一种或多种。包括但不限于钒酸钠、偏钒酸铵、五氧化二钒、三氯氧钒、偏钒酸钾、硫酸氧钒、乙酰丙酮合钒等。
根据本发明的方法，步骤(3)中，控制混合的条件使得有机硅源的水解率在50重量％以下；即进行晶化处理的所述第三混合物中的有机硅源的水解率为50重量％以下，优选为30重量％以下。所述第三混合物中的有机硅源的水解率可以为3重量％以上，优选为4重量％以上，更优选为5重量％以上(如6重量％以上，7重量％以上)。进一步优选地，所述第三混合物中的有机硅源的水解率为5-30重量％。
本发明中，进行晶化前混合得到的第三混合物中的有机硅源的水解率是指混合得到的第三混合物中发生水解的有机硅源的重量相对于混合时投料的有机硅源的百分比。其中，发生水解的有机硅源是指有机硅源中与硅原子相连的可水解基团中的至少一个发生水解形成羟基的有机硅源。可以通过常规分析方法(如气相色谱法)测得进行晶化处理步骤的混合物中发生水解的有机硅源的含量，从而计算得到所述水解率。
根据本发明的方法，只要保证有机硅源的水解率在50重量％以下即可实现本发明的目的，所述混合的条件的可选范围较宽，针对本发明，所述混合一般在敞开环境中进行，优选所述混合的条件包括：混合的温度为5-80℃，更优选为25-60℃，混合的时间可以根据混合的温度和所需水解率进行调整。本发明中，混合的时间是指从有机硅源与水开始接触时至开始晶化之间的时间段。
根据本发明的方法，优选该方法还包括：将得到的钛硅分子筛与含有硝酸和至少一种过氧化物的改性液接触进行改性处理。
根据本发明的方法，优选，该方法还包括，将改性处理后的固体产物进行干燥。
根据本发明的合成方法，优选在所述改性处理中，作为原料的钛硅分子筛与所述过氧化物的摩尔比为1：0.01-5，优选为1：0.05-3，更优选为1：0.1-2，所述过氧化物与所述硝酸的摩尔比为1：0.01-50，优选为1：0.1-20，更优选为1：0.2-10，进一步优选为1：0.5-5，特别优选为1：0.6-3.5，所述钛硅分子筛以二氧化硅计。
根据本发明的方法，优选所述改性液中，所述过氧化物和硝酸的浓度各自为0.1-50重量％，优选为0.5-25重量％，更优选为5-15重量％。
根据本发明的方法，优选在所述改性处理中，作为原料的钛硅分子筛与所述改性液在10-350℃、优选20-300℃、更优选50-250℃、进一步优选60-200℃的温度下进行接触，所述接触在压力为0-5MPa的容器内进行，所述压力为表压，所述接触的持续时间为1-10小时，优选为3-5小时。
根据本发明的方法，优选所述过氧化物选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、乙苯过氧化氢、环己基过氧化氢、过氧乙酸和过氧丙酸。
根据本发明的方法，所述的回收产物的过程为本领域技术人员所熟知，并无特别之处，通常包括将产物过滤或自然沉降、洗涤、干燥、焙烧等过程。
本发明提供了按照本发明所述的方法得到的钛硅分子筛。
本发明提供了本发明所述的钛硅分子筛在氧化反应中的应用。
本发明的钛硅分子筛适合于各种分子的氧化反应，例如酚、烷烃、醛、醇、酮、烯烃等。本发明的钛硅分子筛催化活性高。在本发明的实施例中以苯酚氧化为例说明本发明的优势。
本发明提供了一种苯酚氧化方法，该方法包括，将苯酚、氧化剂和催化剂接触，所述催化剂含有本发明所述的钛硅分子筛。
根据本发明的方法，所述接触的条件可以为本领域的常规选择，针对本发明，优选接触的条件包括：温度为40-150℃，优选为40-120℃；压力为0.1-3.0MPa，优选为0.1-2.5MPa；时间为0.1-24h，苯酚与氧化剂的摩尔比为1：1-20，优选为1：2-15。
根据本发明的方法，优选苯酚与催化剂的质量比为0.5-150：1。
根据本发明的方法，优选所述接触在溶剂存在下进行，其中，优选溶剂与催化剂的质量比为1-200：1，优选为2-150:1；更优选所述溶剂选自水、醇、直链或支链酮、酸和腈中的一种或多种，优选所述溶剂为水、C1-C5的醇、C2-C6的直链或支链酮、C2-C8的腈和C2-C5的酸中的一种或多种。
根据本发明的方法，所述溶剂优选选自水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙腈、丙腈、苯乙腈、乙酸和丙酸中的一种或多种，更优选所述溶剂选自乙腈、丙酮、甲醇、乙酸和水中的一种或多种。
根据本发明的方法，加料次序也无特别的要求，可以先加入苯酚，也可以先加入氧化剂或溶剂。
根据本发明的方法，优选所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化异丙苯、环己基过氧化氢、过氧乙酸和过氧丙酸中的一种或多种。
根据本发明的方法，在接触反应后，反应后的物料可以采用普通蒸馏或精馏的方法，分离出目标产物后，未反应的苯酚原料等不用分离提纯，直接重新返回到反应装置中继续反应。
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明的内容。实施例和对比例中所有用到的试剂均为市售的化学纯试剂。
实施例和对比例中，采用水作为含水溶剂，在混合过程中，若其他投料所含的水能够满足对水的投料要求，则无需加水，若不满足，则根据需要添加水。
对比例1
(1)将贵金属源氯化钯、钒源硝酸钒、氨水(浓度为20重量％)、钛酸四丁酯、四丙基氢氧化铵、正硅酸四乙酯混合后进行水热晶化，有机硅源水解率为15％；硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水(mol)＝100：2：1：1：15：1000；贵金属源：氨源(重量比)＝2:20；
水热晶化：在密封反应釜中于140℃经历第一阶段6h，接着将混合物降温至30℃经历第二阶段停留2h后，继续在密封反应釜中于170℃的温度下经历第三阶段12h(其中，由室温升温至第一阶段温度的升温速率为2℃/min，由第一阶段温度到第二阶段处理温度的降温速率为5℃/min，由第二阶段处理温度到第三阶段温度的升温速率为10℃/min)；
(4)最后经降温至室温并泄压，将反应釜中产物经过滤、洗涤，干燥和550℃下焙烧5小时，得到钛硅分子筛样品DB-1。
实施例1
(1)将贵金属源氯化钯、钒源硝酸钒与氨水(浓度为20重量％)混合接触得到混合物；贵金属源：氨源(重量比)＝2:20，溶质含量为1重量％，混合接触的条件包括：30℃，常压、4h；
(2)然后将混合物与钛酸四丁酯、四丙基氢氧化铵混合；
(3)然后加入正硅酸四乙酯，混合后进行水热晶化，有机硅源水解率为15％；硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水的摩尔比＝100：2：1：1：15：1000；
水热晶化：在密封反应釜中于140℃经历第一阶段6h，接着将混合物降温至30℃经历第二阶段停留2h后，继续在密封反应釜中于170℃的温度下经历第三阶段12h(其中，由室温升温至第一阶段温度的升温速率为2℃/min，由第一阶段温度到第二阶段处理温度的降温速率为5℃/min，由第二阶段处理温度到第三阶段温度的升温速率为10℃/min)；
(4)最后经降温至室温并泄压，将反应釜中产物经过滤、洗涤，干燥和550℃下焙烧5小时，得到钛硅分子筛样品A。
经表征：样品A的钛硅分子筛的晶体结构类型为MFI。
实施例2
(1)将贵金属源乙酰丙酮钯、钒源硫酸氧钒与氨水(浓度为20重量％)混合接触得到混合物；贵金属源：氨源(重量比)＝2:10，溶质含量为2重量％，混合接触的条件包括：40℃，常压，3h；
(2)然后将混合物与钛酸异丙酯、正丁胺混合；
(3)然后加入正硅酸四甲酯，混合后进行水热晶化，有机硅源水解率为20％；硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水(mol)＝100：3：2：1：35：3000；
水热晶化：在密封反应釜中于130℃经历第一阶段8h，接着将混合物降温至50℃经历第二阶段停留5h后，继续在密封反应釜中于170℃的温度下经历第三阶段16h(其中，由室温升温至第一阶段温度的升温速率为1℃/min，由第一阶段温度到第二阶段温度的降温速率为10℃/min，由第二阶段温度到第三阶段温度的升温速率为20℃/min)；
(4)最后经降温至室温并泄压，将反应釜中产物经过滤、洗涤，干燥和550℃下焙烧5小时，得到钛硅分子筛样品B。
经表征：样品B的钛硅分子筛的晶体结构类型为MFI。
实施例3
(1)将贵金属源乙酸铂、钒源偏钒酸铵与氨水(浓度为10重量％)混合接触得到混合物；贵金属源：氨源(重量比)＝2:10，溶质含量为5重量％，混合接触的条件包括：50℃，常压，5h；
(2)然后将混合物与钛酸四乙酯、己二胺混合；
(3)然后加入正硅酸四乙酯，混合后进行水热晶化，有机硅源水解率为9重量％；硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水＝100：4：3：2：25：2000；
水热晶化：在密封反应釜中于140℃经历第一阶段6h，接着将混合物降温至40℃经历第二阶段停留1h后，继续在密封反应釜中于160℃的温度下经历第三阶段12h(其中，由室温升温至第一阶段温度的升温速率为5℃/min，由第一阶段温度到第二阶段温度的降温速率为5℃/min，由第二阶段温度到第三阶段温度的升温速率为5℃/min)；
(4)最后经降温至室温并泄压，将反应釜中产物经过滤、洗涤，干燥和550℃下焙烧5小时，得到钛硅分子筛样品C。
经表征：样品C的钛硅分子筛的晶体结构类型为MFI。
实施例4
将实施例1得到的钛硅分子筛A与含有HNO3(HNO3的质量浓度为10％)和过氧化氢(过氧化氢的质量浓度为7.5％)的水溶液混合，将得到的混合物于密闭容器中在70℃搅拌反应5h，得到的反应混合物的温度降至室温后进行过滤，将得到的固相物质在120℃干燥至恒重，得到改性的钛硅分子筛D。其中，钛硅分子筛TS-1以SiO2计，钛硅分子筛与过氧化氢的摩尔比为1：0.1。该样品经X-射线衍射与实施例1样品的谱学特征类似。
实施例5
将实施例2得到的钛硅分子筛B与含有HNO3(HNO3的质量浓度为10％)和过氧化氢(过氧化氢的质量浓度为5％)的水溶液混合，将得到的混合物于密闭容器中在120℃搅拌反应4h，得到的反应混合物的温度降至室温后进行过滤，将得到的固相物质在120℃干燥至恒重，得到改性的钛硅分子筛E。其中，钛硅分子筛TS-1以SiO2计，钛硅分子筛与过氧化氢的摩尔比为1：0.4。该样品经X-射线衍射与实施例2样品的谱学特征类似。
实施例6
将实施例3得到的钛硅分子筛C与含有HNO3(HNO3的质量浓度为15％)和过氧化氢(过氧化氢的质量浓度为8％)的水溶液混合，将得到的混合物于密闭容器中在150℃搅拌反应3h，得到的反应混合物的温度降至室温后进行过滤，将得到的固相物质在120℃干燥至恒重，得到改性的钛硅分子筛F。其中，钛硅分子筛TS-1以SiO2计，钛硅分子筛与过氧化氢的摩尔比为1：2。该样品经X-射线衍射与实施例3样品的谱学特征类似。
实施例7
与实施例1的原料种类和配比相同，区别在于水热晶化的条件。
将混合物置于不锈钢密封反应釜中，由室温以15℃/min升温速率将釜温提升到190℃并在此温度下水热处理6小时，再以10℃/min降温速度将釜温降低到170℃并在此温度下水热处理48小时。
经表征：得到钛硅分子筛样品G的晶体结构类型为MFI。
实施例8
与实施例1的原料种类和配比相同，区别在于水热晶化条件。
将混合物置于不锈钢密封反应釜中，由室温以2℃/min升温速率将釜温提升到100℃并在此温度下水热处理24小时；然后以10℃/min升温速率将釜温升到170℃并在此温度下水热处理48小时。
经表征：得到钛硅分子筛样品H的晶体结构类型为MFI。
实施例9
按照实施例1的方法制备分子筛，不同的是，第一阶段的晶化温度为110℃。然后按照实施例1的方法回收产物，获得分子筛，其XRD晶相图与对比例1一致。
实施例10
按照实施例1的方法制备分子筛，不同的是，第一阶段的晶化时间为12h，第二阶段是降温至70℃停留2h。然后按照实施例1的方法回收产物，获得分子筛，其XRD晶相图与对比例1一致。
实施例11
按照实施例1的方法制备分子筛，不同的是，钒源在步骤(3)中引入，具体如下：
(1)将贵金属源氯化钯与氨水(浓度为20重量％)混合接触得到混合物；贵金属源：氨源(重量比)＝2:20，溶质含量为1重量％，混合接触的条件包括：30℃，常压、4h；
(2)然后将混合物与钛酸四丁酯、四丙基氢氧化铵混合；
(3)然后加入正硅酸四乙酯和钒源硝酸钒，混合后进行水热晶化，有机硅源水解率为15％；硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水的摩尔比＝100：2：1：1：15：1000；
水热晶化：在密封反应釜中于140℃经历第一阶段6h，接着将混合物降温至30℃经历第二阶段停留2h后，继续在密封反应釜中于170℃的温度下经历第三阶段12h(其中，由室温升温至第一阶段温度的升温速率为2℃/min，由第一阶段温度到第二阶段处理温度的降温速率为5℃/min，由第二阶段处理温度到第三阶段温度的升温速率为10℃/min)；
(4)最后经降温至室温并泄压，将反应釜中产物经过滤、洗涤，干燥和550℃下焙烧5小时，得到钛硅分子筛样品，晶体结构类型为MFI。
测试例1
本测试例用于说明通过本发明提供的方法得到的分子筛和对比例的方法得到的分子筛用于苯酚羟基化反应的反应效果。
将上述实施例和对比例所制备的样品按照样品：苯酚：丙酮＝1：18：26的重量比在一个带有冷凝管的三口烧瓶中混合均匀，升温至50℃，然后在搅拌状态下按照苯酚：过氧化氢＝3：1的摩尔比加入浓度为27.5重量％的过氧化氢，在此温度下反应2.5小时，所得产物在Agilent6890N色谱仪上使用HP-5毛细管柱(30m×0.25mm)测定各产品分布，结果见表1。
其中：
其中，所述苯二酚包括邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚。
表1
从表1的结果可以看出，按照本发明的方法制备得到的钛硅分子筛的催化活性高，用于苯酚羟基化反应中时，苯酚转化率和对苯二酚的选择性均明显高于由对比例的方法制备的样品所得的结果。
测试例2
将对比例和实施例制备的催化剂分子筛按照测试例1进行反应后离心分离干燥后继续按照测试实施例1的反应条件进行苯酚氧化反应，反复进行反应-分离-反应循环，循环4次后的结果见表2。
表2
样品来源 苯酚转化率，％ 对苯二酚选择性，％
对比例1 11.6 36
实施例1 22.6 61
实施例2 23.6 60
实施例3 24.2 62
实施例4 24.4 64
实施例5 25.2 66
实施例6 26.0 64
实施例7 20.5 58
实施例8 20.7 57
实施例9 21.1 59
实施例10 21.3 60
实施例11 20.6 59
由表2的数据可以看出，本发明的催化剂稳定性高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种钛硅分子筛的合成方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将贵金属源、氨源、可选地水混合接触得到第一混合物；
(2)在模板剂存在下，将钛源、所述第一混合物、可选地水混合得到第二混合物；
(3)将所述第二混合物、有机硅源、可选地水混合得到第三混合物；
(4)将所述第三混合物进行水热晶化，回收得到钛硅分子筛；
其中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)至少一个步骤在钒源存在下进行。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其中，
步骤(1)在钒源存在下进行；和/或
步骤(1)中第一混合物中非水物质含量为0.01-50重量％，优选为0.02-25重量％，进一步优选为0.05-10重量％，最优选为0.1-5重量％；和/或
步骤(1)中混合接触的条件包括：温度为室温至80℃，时间为0.1-24h，优选室温至60℃，时间0.5-12h。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其中，
氨源与贵金属源的重量比为(5-50000)：100，优选为(10-10000)：100，进一步优选为(50-5000)：100，最优选为(100-2000)：100；和/或
有机硅源：钛源：贵金属源：钒源：模板剂：水的摩尔比＝100：(0.5-5)：(0.5-5)：(0.5-5)：(5-50)：(200-5000)，优选为100：(1-4)：(1-4)：(1-4)：(6-15)：(300-800)；其中，有机硅源以SiO2计、钛源以TiO2计、贵金属源以贵金属元素计，钒源以钒元素计，模板剂以N或OH-计。
4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其中，
水热晶化在密闭条件下进行，依次经历阶段(1)、阶段(2)和阶段(3)，阶段(1)在80-150℃、优选在110-140℃、更优选在120-140℃、进一步优选在130-140℃处理6-72小时，优选6-8小时，阶段(2)降温至不高于70℃且停留时间至少为0.5小时，优选为1-5小时，阶段(3)升温至120-200℃、优选140-180℃、更优选160-170℃，再处理6-96小时，优选12-20小时。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其中，阶段(1)和阶段(3)满足以下条件中的一者或两者：
条件1：阶段(1)的温度低于阶段(3)的温度，优选地，阶段(1)的温度比阶段(3)的温度低10-50℃，优选低20-40℃；
条件2：阶段(1)的时间少于阶段(3)的时间，优选地，阶段(1)的时间比阶段(3)的时间短5-24小时，优选短6-12小时；
阶段(2)降温至不高于50℃，且停留时间至少为1小时。
6.根据权利要求1或2所述的合成方法，其中，
所述氨源为氨气、液氨、氨水和氨的有机溶液中的一种或多种；优选为氨气、液氨和氨水中的一种或多种，进一步优选氨水；和/或
所述模板剂为季胺碱化合物、脂肪族胺化合物和脂肪族醇胺化合物中的一种或多种；和/或
所述有机硅源为选自式I所示的含硅化合物中的一种或多种，
式I中，R1、R2、R3和R4各自为C1-C4的烷基；和/或
所述钛源为无机钛盐和/或有机钛酸酯；和/或
所述贵金属源为贵金属的氧化物、贵金属的卤化物、贵金属的碳酸盐、贵金属的硝酸盐、贵金属的硝酸铵盐、贵金属的氯化氨盐、贵金属的氢氧化物和贵金属的络合物中的一种或多种，所述贵金属为Ru、Rh、Pd、Re、Os、Ir、Pt、Ag和Au中的一种或多种；和/或
所述钒源为钒的氧化物、钒酸、钒酸盐、钒的卤化物、钒的碳酸盐、钒的硝酸盐、钒的硫酸盐和钒的氢氧化物中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的合成方法，其中，步骤(3)中，控制混合的条件使得有机硅源的水解率在50重量％以下。
8.根据权利要求1或2所述的合成方法，其中，该方法还包括：将得到的钛硅分子筛与含有硝酸和至少一种过氧化物的改性液接触进行改性处理，在所述改性处理中，作为原料的钛硅分子筛与所述过氧化物的摩尔比为1：(0.01-5)，优选为1：(0.05-3)，更优选为1：(0.1-2)，所述过氧化物与所述硝酸的摩尔比为1：(0.01-50)，优选为1：(0.1-20)，更优选为1：(0.2-10)，进一步优选为1：(0.5-5)，特别优选为1：(0.6-3.5)，所述钛硅分子筛以二氧化硅计。
9.根据权利要求8所述的合成方法，其中，所述改性液中，所述过氧化物和硝酸的浓度各自为0.1-50重量％，优选为0.5-25重量％，更优选为5-15重量％；其中，所述过氧化物选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、乙苯过氧化氢、环己基过氧化氢、过氧乙酸和过氧丙酸。
10.根据权利要求8所述的合成方法，其中，在所述改性处理中，作为原料的钛硅分子筛与所述改性液在10-350℃、优选20-300℃、更优选50-250℃、进一步优选60-200℃的温度下进行接触，所述接触在压力为0-5MPa的容器内进行，所述压力为表压，所述接触的持续时间为1-10小时，优选为3-5小时。
11.权利要求1-10中任意一项所述的方法得到的钛硅分子筛。
12.权利要求11所述的钛硅分子筛在氧化反应中的应用。
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