[發明專利]碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910013245.7
• 申請日: 2009-08-19
• 公開（公告）號: CN101992126A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 張勁松;矯義來;楊振明;田沖
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B01J35/10
• 分類號: B01J35/10;B01J35/04;B01J29/40;B01J29/035;B01J29/89;B01J27/224;B01J37/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

1.一種碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，沸石分子篩涂層在多孔碳化硅陶瓷載體表面負載均勻，沸石分子篩涂層具有由沸石分子篩的微孔以及沸石晶體相互搭接形成的大孔組成的雙重孔道結構。

2.按照權利要求1所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，碳化硅陶瓷載體具有宏觀多孔結構，碳化硅陶瓷載體為泡沫結構或蜂窩結構，泡沫碳化硅陶瓷的筋表面和蜂窩碳化硅陶瓷的孔壁上有0.1～10微米的微孔。

3.按照權利要求2所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，泡沫碳化硅陶瓷具有三維連通網絡狀孔結構，孔隙率30％～90％，孔徑為0.5～5毫米；蜂窩碳化硅陶瓷孔道為直通的，在軸向相互平行，沒有徑向聯通，孔隙率30％～85％，孔徑為0.5～6毫米。

4.按照權利要求1所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，沸石分子篩的微孔，具有矩形通道相互連接的規則孔結構，微孔的孔徑為0.3～2.0納米，均勻分布。

5.按照權利要求1所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，沸石晶體之間互相搭接形成的大孔，大孔尺寸為20納米～10微米。

6.按照權利要求1所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料，其特征在于，所述沸石分子篩包括ZSM-5型沸石、silicalite-1型沸石或TS-1型沸石。

7.按照權利要求1所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料的制備方法，其特征在于，預先，在多孔碳化硅陶瓷表面涂覆一層沸石前軀體溶膠，沸石前軀體溶膠的組成為，正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨、去離子水之間的摩爾比為1∶0.1～1.0∶29；然后，在二次生長溶液中進行生長，二次生長溶液的組成為，正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨和去離子水之間的摩爾比為1∶0.05～1.0∶110。

8.按照權利要求7所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料的制備方法，其特征在于，沸石前軀體溶膠的制備采用正硅酸乙酯作為硅源，四丙基氫氧化銨作為模板劑，在去離子水中原位合成，制備過程如下：

1)溶液配制

將正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨、去離子水按比例混合，正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨、去離子水之間的摩爾比為1∶0.1～1.0∶29；

2)水熱合成

待正硅酸乙酯完全水解后，將上述溶液放在反應釜中水熱合成，水熱合成的溫度為100～180℃，反應時間為3～12小時，壓力為溶液自生壓力。

9.按照權利要求7所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料的制備方法，其特征在于，二次生長溶液的制備采用正硅酸乙酯作為硅源，四丙基氫氧化銨作為模板劑，在去離子水中原位合成，制備過程如下：

1)溶液配制

將正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨、去離子水按比例混合，正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨和去離子水之間的摩爾比為1∶0.05～1.0∶110；

2)水熱合成

將一定量的碳化硅陶瓷載體放入上述溶液，碳化硅陶瓷與反應溶液的重量比為1∶(20～50)；水熱合成的溫度為150～200℃，反應時間為10～96小時，壓力為溶液自生壓力；

3)焙燒

先將清洗后的試樣干燥；然后，在空氣氣氛下，在450～650℃，焙燒2～10小時，去除模板劑，獲得碳化硅陶瓷表面分子篩涂層材料。

10.按照權利要求9所述的碳化硅陶瓷表面多孔沸石分子篩涂層材料的制備方法，其特征在于，當制備ZSM-5型或TS-1型沸石涂層時，待二次生長溶液中正硅酸乙酯完全水解后，加入硝酸鋁或硫酸鈦，繼續攪拌30～120min；此時，正硅酸乙酯、四丙基氫氧化銨、硝酸鋁或硫酸鈦、去離子水按摩爾比1∶0.05～1.0∶0.001～0.1∶110。