[發(fā)明專利]納米級分子篩及其合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02132507.3
• 申請日: 2002-06-28
• 公開（公告）號: CN1397494A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 吳通好;闞秋斌;許寧;王東陽;吳鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 王恩遠,張景林

技術領域

本發(fā)明涉及MCM-49分子篩及其合成方法，特別涉及一種納米級的MCM-49分子篩及其合成方法。

背景技術

1993年，Mobile公司報道了新型催化材料MCM-49分子篩。MCM-49的骨架拓撲結構與MCM-22分子篩相同，但在鋁原子的骨架分布上略有區(qū)別。MCM-49在一些特殊的催化反應上表現(xiàn)出了比MCM-22更高的活性，比如在丙稀無氧芳構化反應中，MCM-49上苯的轉化率為7.16％，遠大于MCM-22的2.64％。由于具有獨特的結構性質，較高的熱穩(wěn)定性，以MCM-49為載體的催化劑在烷烴轉化為烯烴和芳烴、催化裂化、烯烴異構化、烴類烷基化等領域表現(xiàn)出很好的催化性能。

目前的MCM-49分子篩是MWW拓撲骨架結構的分子篩，其直徑為μm量級、厚度為1～5um圓片多晶體。其合成主要采用水熱合成方法。專利US5236575介紹了MCM-49分子篩的組成及其制備和用途。從實施例看，該方法采用六亞甲基亞胺為模板劑(R)，SiO₂/Al₂O₃＝10～35，OH^-/SiO₂＝0.18～0.30，H₂O/SiO₂＝20～40，晶化溫度140～160℃，晶化時間需要4～10天。

發(fā)明內容

本發(fā)明是公開一種納米級MCM-49分子篩，晶體直徑低于900nm的片狀單晶體。并且公開納米級MCM-49分子篩的制備方法，克服背景技術中存在的MCM-49分子篩合成時間長、難于合成出納米級分子篩的缺點，使本發(fā)明的方法具有合成方法簡便，晶化時間短，原料利用率高、單位質量原料產出高、Si/Al與投料相近和得到的晶體為納米級高結晶度分子篩的特點。

本發(fā)明的納米級分子篩是MCM-49分子篩，其結構為MWW拓撲骨架結構，晶體為直徑50～900nm、厚度為20～200nm的片狀六方單晶。

納米級分子篩由于粒徑小，有利于需要容易擴散的催化反應；由于外表面積大，有利于需要外表面的催化反應。即納米級的MCM-49分子篩在某些特定的催化反應中比背景技術的MCM-49分子篩具有更高的催化活性。

本發(fā)明的納米級分子篩的合成方法是：所用原料包括硅源、鋁源、堿、模板劑和水。采用水熱合成方法，工藝過程是首先將硅源、鋁源、堿、模板劑和水按摩爾比計：SiO₂/Al₂O₃＝10～35；OH^-/SiO₂＝0.05～1.0；R/SiO₂＝0.07～3.0；H₂O/SiO₂＝10～50的比例混合，其中R為模板劑，可以是六亞甲基亞胺，將該混合物在140～200℃條件下，晶化時間為12～240小時后取出，經(jīng)水洗、干燥得MCM-49分子篩。原料中的硅源選自無定型二氧化硅、硅溶膠、硅膠、硅藻土或水玻璃中的至少一種；鋁源選自鋁酸鈉、硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、氫氧化鋁、氧化鋁、高嶺土或蒙托土中的至少一種；堿選自氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫中的至少一種。

上述技術方案中混合物中以摩爾比計優(yōu)選范圍：SiO₂/Al₂O₃＝15～35，OH^-/SiO₂＝0.05～0.30，R/SiO₂＝0.07～2.0，H₂O/SiO₂＝10～30。晶化溫度的優(yōu)選范圍是160～190℃，晶化時間優(yōu)選范圍為18～120小時。

本發(fā)明的關鍵是原料混合物中水量、堿量以及晶化溫度，若添加水量、堿量過高或過低，溫度過高或過低，均得不到納米級MCM-49分子篩。跟背景技術相比，原料混合物中水量低于其范圍，堿量取其范圍或低于其范圍，晶化溫度取其范圍或高于其范圍。為更好的合成納米級MCM-49分子篩，可以取H₂O/SiO₂＝10～30、OH^-/SiO₂＝0.05～0.17、晶化溫度取165～190℃，此條件下晶化時間可以取24～90小時。