[發明專利]無有機模板固相法合成沸石分子篩的方法

無效

• 申請號: 201210535629.7
• 申請日: 2012-12-09
• 公開（公告）號: CN102992343A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 孟祥舉;吳勤明;肖豐收
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;C01B39/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明屬于分子篩制備方法，特別涉及無有機模板法和固相法相結合合成沸石分子篩的方法。

背景技術

分子篩因其具有空曠的結構和大的表面積，因而被廣泛應用于催化，離子交換，吸附與分離等領域。分子篩研究與工業息息相關，而對分子篩新的合成路線的探索則是科研人員所關注的熱點之一。分子篩最早采用水熱法合成，但僅能合成A，X,Y,?L等幾種分子篩，到60年代后，隨著有機模板劑的使用，各類分子篩都被合成出來，在工業上比較重要的如ZSM-5，Beta等分子篩。

最近幾年，無有機模板法合成沸石分子篩已經成為一個熱點，諸如合成ECR-1，ZSM-34，Beta，ZSM-12，RUB-13等沸石。這條路線解決了使用有機模板合成沸石所產生的問題，如不利于成本的降低；在焙燒模板的過程中浪費了能源，且產生大量的有害氣體；許多有機模板劑本身具有很強的毒性等。最近，我們組通過固相原料研磨無溶劑條件下合成分子篩的方法（簡稱固相法）成功合成Silicate-1，ZSM-5，ZSM-39等沸石，最大限度地降低了溶劑水的使用極其將合成分子篩的步驟簡化，降低了生產成本，并減少了廢物的排放。

然而，這兩種方法有各自的缺點，無有機模板合成沸石分子篩的方法中為水熱合成，使用了大量的溶劑水；而固相法中則使用了有機模板劑。本專利結合了這兩種方法，真正地實現了綠色路線合成沸石分子篩，真正地探索出了成本低，能耗少，幾乎零污染的合成方法，具有很強的應用價值。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種無有機模板固相法合成ZSM-5,?Beta，FAU，MOR，LTA，GIS沸石分子篩的方法。

本發明提供的無有機模板固相合成法制備各類沸石分子篩的方法，其步驟包括：

將稱量好的固體原料硅源、鋁源和堿源進行研磨混合，然后放入反應釜中，于50～200℃條件下進行晶化反應5h～20d，產物抽濾、烘干，即可得到各類分子篩原粉；各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.016~0.5Al₂O₃?:?0.1~0.7?Na₂O?:?1.5~3H₂O。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.25Al₂O₃?:?0.39?Na₂O?:?2~3H₂O。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.05Al₂O₃?:?0.1~0.16Na₂O?:?2~3H₂O。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.1Al₂O₃?:?0.39?Na₂O?:?2~3H₂O。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.5Al₂O₃?:?0.7?Na₂O?:?3~4H₂O。

本發明中，在晶化反應之前，還包括向固體原料中添加分子篩晶種共同進行研磨混合的步驟，所述分子篩晶種與硅源之間的質量比為1～10%。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.016~0.05Al₂O₃?:?0.14~0.25?Na₂O?:?1.5~3H₂O。

本發明中，各反應原料的添加量應在摩爾比范圍為SiO₂?:?0.056~0.083Al₂O₃?:?0.14~0.2?Na₂O?:?2~3H₂O。

本發明中，所述鋁源為硫酸鋁或偏鋁酸鈉；所述硅源為九水硅酸鈉、固體硅膠、白炭黑或無定形氧化硅粉末；所述堿源為氫氧化鈉或九水硅酸鈉。

本發明的有益效果在于：