[發明專利]一種以天然高嶺土為原料合成雜原子復合分子篩的制備方法

無效

• 申請號: 201010133289.6
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN102198947A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 李保山;李瀟
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種以天然高嶺土為原料合成雜原子復合分子篩的制備方法，具體地說，涉及一種雜原子復合分子篩ZSM-5/MCM-41，La-ZSM-5/MCM-41，Ln-ZSM-5/MCM-41等的制備方法。

二、背景技術

層狀礦石材料作為吸附劑，催化劑載體，合成原料等廣泛的應用于合成過程和催化反應，如陶瓷，油漆，催化裂化催化劑，污水處理和制藥等行業。在眾多的礦石中，高嶺土作為一種主要的硅鋁酸鹽類礦石，是以高嶺石組礦物為主組成的白色粘土，主要包括高嶺石、迪開石、珍珠陶土、蒙脫石等粘土礦物及石英、長石和少量的重礦物及一些滋生和次生礦物等非粘土類礦物，理想的化學組成為Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O，專利USP3367886、USP3367887報道利用高嶺土為原料合成介孔材料的過程是通過先將高嶺土煅燒成無定型的偏高嶺土，然后再以偏高領土作為前軀體合成介孔材料來實現的。由于這種廉價的高嶺土包含大量的氧化鋁，二氧化硅，還有少量的過渡金屬等，因此這種低成本的粘土材料可以用作原料合成雜原子分子篩。

隨著石油的重質化，解決好重油、渣油的催化裂化成為石油催化裂化工藝過程的控制因素。同時，由于煤化工及生物大分子反應研究的需要，開發研究與之相適應的多種孔徑分子篩催化劑是當今急需解決的重要課題之一。復合分子篩不僅結合了微孔和介孔分子篩兩者結構的優勢，克服了微孔分子篩孔徑的限制和介孔分子篩水熱穩定性差的缺陷，而且還帶來了一些特殊的性能。然而為進一步增加復合分子篩的活性位，提高其催化活性，改變其吸附和催化性能已成為復合分子篩研究的熱點。其中以過渡金屬雜原子取代全硅分子篩骨架中Si的位置可以大大的增多分子篩的活性中心。現已有很多有關復合分子篩作為良好的催化材料的報道。MOR/MCM-41復合分子篩應用于C₁₀⁺的加氫脫烷基催化反應中，轉化率和選擇性都有顯著提高(Catal.Commun.6，2005，87-91.)。NiW/MCM-48-USY復合分子篩較機械混合的MCM-48和USY分子篩有更強的相轉移和酸性，顯示出更高的加氫裂化的活性(Fuel?Process.Technol.88，2007，921-928.)。在大量的雜原子中，稀土元素以其本身的原子半徑等因素是可添加入分子篩的骨架結構，并且因鑭系金屬特殊的物化性能，現已廣泛用于合成具有特殊功能的催化劑(J.Mol.Catal.A：Chem.211，2004，143-148；Microporous?Mesoporous?Mater.128，2010，62-70.)。

美國恩格哈德礦物化學公司最早在60年代就進行了在高嶺土上合成分子篩的最初嘗試。首次報道是在1988年US?3,114,603合成了A型分子篩隨后有關其他類型的分子篩相繼成功合成，如13X型(Ind.Eng.Chem.Res.1992，31，2134-2140.)，β型(Energy?&?Fuels?602009，23，60-64.)，ZSM-5(J.Catal.Commun.2007，8(10)，1452-1456.)，Y型(CN101239327A)這類分子篩因其具有較多的活性位，具有良好的催化性能。然而，以天然粘土為原料合成復合分子篩的報道較少。本發明在以高嶺土為原料的合成復合分子篩的基礎上引入鑭系金屬，直接將鋁、鐵、鑭系金屬等元素引入分子篩的骨架，從而提高分子篩的酸性位，使其更好地應用于催化反應。

三、發明內容

1、發明目的：本發明提供了一種以天然高嶺土為原料合成雜原子復合分子篩Ln-ZSM-5/MCM-41的合成方法，其目的在于克服微孔分子篩受孔徑限制和介孔分子篩熱穩定性和水熱穩定性差的缺陷，同時利用自然界廣泛存在的高嶺土為鋁源，投入鑭系金屬，將大量的金屬原子Al、Fe、Ln引入分子篩的骨架。改進煉油工業中所用的催化劑，提高催化劑的酸度，增強其選擇性和活性。

2、技術方案：本發明是通過以下技術方案來實現的：

將高嶺土在高溫900℃下煅燒3小時以上，以除去天然高嶺土中含有的有機物成分，將處理后的高嶺土作為合成雜原子復合分子篩的原料。