[發(fā)明專利]一種高效合成IM-5分子篩的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353563.5
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103101925B
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌鳳香;楊衛(wèi)亞;王少軍;沈智奇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成IM-5分子篩的方法，特別是高效合成IM-5分子篩的方法，屬于無機(jī)材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微孔分子篩材料具有規(guī)則的孔道、較大的表面積，廣泛應(yīng)用于吸附、分離、化工、催化等領(lǐng)域。近年來，一些新型結(jié)構(gòu)的分子篩材料不斷地被合成出來，為催化等領(lǐng)域提供了越來越多的新材料。

IM-5分子篩是以雙季銨鹽為模板劑合成的一種新型沸石。IM-5分子篩與ZSM-5的孔道結(jié)構(gòu)類似，擁有二維10MR交錯孔道，且熱穩(wěn)定和水熱穩(wěn)定性較高，在石蠟裂化、正丁烯異構(gòu)化、合成氣制汽油等石油化工領(lǐng)域具有較強(qiáng)的催化應(yīng)用前景。

Journal?of?Molecular?Catalysis?A:?Chemical，2000，162：175-189，以雙季銨鹽1,1'-(戊甲撐)二(1-甲基吡咯烷鎓)溴化物為模板劑，在添加溴化鈉促進(jìn)劑的條件下，175℃靜態(tài)水熱條件晶化10天得到IM-5分子篩。該文獻(xiàn)所報(bào)道的方法耗時較長，合成效率低。

Journal?of?Catalysis?215?(2003)?151-170，以1,1'-(戊甲撐)二(1-甲基吡咯烷鎓)溴化物為模板劑，在160℃動態(tài)水熱條件下晶化14天得到IM-5分子篩，所報(bào)道的方法同樣耗時較長，合成效率低。

CN1234012A、CN1214962A公開了IM-5分子篩及其合成方法。通過添加額外的NU-88粉末為晶種，在170℃下仍然需要水熱晶化8天才能得到高結(jié)晶度的IM-5分子篩，合成效率仍然較低。

總之，目前的IM-5分子篩的合成方法中，無論是靜態(tài)還是動態(tài)，合成耗時都較長，效率較為低下。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種快速高效合成IM-5分子篩的方法，根據(jù)本發(fā)明的方法，在160-185℃水熱條件下，靜態(tài)條件下不超過8天、動態(tài)下不超過5天即可快速合成高結(jié)晶度的IM-5分子篩，大大提高了IM-5分子篩的合成效率。

本發(fā)明高效合成IM-5分子篩的方法包括如下步驟：

（1）將氫氧化鈉、模板劑、鋁源、水和硅源混合，混合物在適宜溫度下攪拌生成溶膠，攪拌在超聲波作用下進(jìn)行，超聲波作用1-24小時，得到預(yù)凝膠混合物；

（2）將步驟（1）的預(yù)凝膠混合物在水熱晶化反應(yīng)容器進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，水熱晶化反應(yīng)溫度為160-185℃，壓力為自生壓力，時間為3-8天，分離固體產(chǎn)物，干燥后得到IM-5分子篩。

步驟（1）中，原料混合物的攪拌溫度為20-70℃，優(yōu)選為55-65℃。

步驟（1）中，對原料混合物施加的超聲波頻率為40-100KHZ。對單位體積反應(yīng)物料所施加的超聲功率為100-2000W/L，優(yōu)選為200-1000W/L。在對混合物攪拌和超聲波作用的時間優(yōu)選為3-12小時。

步驟（1）中，所述的模板劑為1,1'-(戊甲撐)二(1-甲基吡咯烷鎓)溴化物，英文名稱為1,1'-(Pentamethylene)bis(1-methylpyrrolidinium)，結(jié)構(gòu)式為：

所述鋁源為硝酸鋁、氯化鋁或硫酸鋁，優(yōu)選為硝酸鋁。所述的硅源為白炭黑、硅酸、硅醇鹽，硅溶膠或硅膠，優(yōu)選為白炭黑。

步驟（1）中，反應(yīng)混合物中以下列物質(zhì)計(jì)的摩爾配比為：

SiO₂/Al₂O₃為30-120

R/SiO₂為0.1-0.4，R指模板劑

H₂O/SiO₂為25-80

OH^-/SiO₂為0.4-0.80

步驟（2）中，水熱晶化溫度優(yōu)選為165-175℃，水熱晶化可以是靜態(tài)晶化，也可以是動態(tài)（攪拌狀態(tài)）晶化。

本發(fā)明方法中，所得產(chǎn)物IM-5分子篩硅鋁比（SiO₂/Al₂O₃摩爾比）為23-100。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明合成的IM-5分子篩在石蠟裂化、正丁烯異構(gòu)化、合成氣制汽油等領(lǐng)域具有廣泛的用途。