[發(fā)明專利]一種微波加熱合成UZM-8分子篩的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410068069.8
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103818922A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱志榮;秦孟姣;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波加熱合成UZM-8分子篩的方法。UZM-8分子篩作為固體酸催化劑應(yīng)用于石油化工、精細(xì)化工領(lǐng)域，在烴類轉(zhuǎn)換反應(yīng)，如二甲苯異構(gòu)化、苯的烷基化反應(yīng)等時間有較好的活性及選擇性。UZM-8還可以用于吸附分離和離子交換過程。

背景技術(shù)

UZM-8分子篩的結(jié)構(gòu)與MCM-56分子篩的結(jié)構(gòu)類似，是一種可溶脹的層狀分子篩。MCM-56是MCM-49的中間體結(jié)構(gòu)，層間有大量的模板劑存在且排列不規(guī)整，焙燒后仍然保持層狀結(jié)構(gòu)。MCM-49分子篩焙燒后會發(fā)生層間縮合，形成MWW骨架拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致表面積減小，活性位點減少，傳質(zhì)阻力增大，不利于一些大分子有機(jī)物的反應(yīng)。MCM-56分子篩是一種動力學(xué)晶化產(chǎn)物，晶化過程中容易產(chǎn)生MCM-49這類結(jié)構(gòu)相似且極難分離的混合物，MCM-56的制備需要在反應(yīng)混合物種形成大量MCM-49之前停止反應(yīng)并急冷。UZM-8分子篩可在有機(jī)胺模板劑的導(dǎo)向下，無堿環(huán)境中合成，反應(yīng)過程中一般無雜晶產(chǎn)生。

UZM-8是含氧化鋁和二氧化硅四面體單元的層狀骨架的結(jié)晶沸石，UZM-8的結(jié)構(gòu)和水熱合成方法在US6756030中進(jìn)行了公開。UZM-8可在模版劑二乙基二甲基氫氧化銨模板導(dǎo)向下，無堿環(huán)境中合成，合成時間一般為1-28天，合成體系的硅鋁摩爾比為6.5～35。現(xiàn)有的UZM-8分子篩的制備方法是在水熱條件下合成的，將鋁源、硅源、有機(jī)模板劑二甲基二乙基氫氧化銨、水等混合均勻，加入到高壓釜中，密閉后加熱至115℃~175℃，在自身壓力下晶化1~25天，晶化結(jié)束后，對產(chǎn)物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、焙燒以除去模板劑，即得UZM-8分子篩。這種方法晶化時間長，單釜產(chǎn)率低且所用的模板劑二甲基二乙基氫氧化銨價格昂貴，且用量較大。

UZM-8為固體酸催化劑，在烴類轉(zhuǎn)換反應(yīng),如二甲苯異構(gòu)化、苯的烷基化反應(yīng)等時間有較好的活性及選擇性。UZM-8還可以用于吸附分離和離子交換過程。

微波加熱時通過超高頻電磁波使分子高速運動互相碰撞的內(nèi)部加熱方式。與傳統(tǒng)的水熱合成相比，微波合成分子篩微波技術(shù)具有加熱快速、均勻和滲透力強(qiáng)等特點，使得分子篩合成時間顯著縮短、均勻性好、晶粒尺寸下降、能耗降低。目前用微波加熱法合成了多種結(jié)構(gòu)的分子篩，如LTA型、FAV型、MCM-41、ZSM-5和AlPO₄等，且均大幅度的縮短了合成時間。

晶種有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用，在體系中加入晶種可以增加晶核數(shù)，降低晶粒的大小，強(qiáng)化沸石晶化，縮短晶化時間。在反應(yīng)體系中加入礦化劑會降低反應(yīng)體系的過飽和度，使沸石分子篩的晶化速率和成核速率都減慢，在一定范圍內(nèi)，礦化劑的加入量對晶體的生長速率影響較大，使成核速率大于晶體的生成速率，超出這個范圍，對成核速率影響較大，致使成核速率小于晶體生長速率，使分子篩的晶粒變大。并且產(chǎn)生的晶核可在新的體系中充當(dāng)成核中心，可以降低沸石粒度，降低模板劑用量。因此，可以通過調(diào)配晶種和礦化劑的加入量和控制晶化時間，得到晶粒可調(diào)，晶型較好的UZM-8分子篩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有制備UZM-8分子篩的方法晶化時間長和模板劑價格昂貴的問題而提供一種微波加熱合成UZM-8分子篩的方法。

本發(fā)明提供一種微波加熱合成UZM-8分子篩的方法，以鋁源、硅源、水、礦化劑及多種模板劑混合成凝膠，采用微波輻射加熱方式，反應(yīng)混合物在130℃-200℃的條件下晶化1h-5h，得到液固混合物，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、焙燒后得到UZM-8分子篩原粉，具體步驟如下：

（1）將鋁源加入模板劑R1中，室溫攪拌5min-20min，使鋁源在模板劑R1中水解，得到鋁源水解混合溶液；

（2）在攪拌條件下，將硅源緩慢滴加入步驟(1)所得混合溶液中，室溫攪拌0.1min-30min；

（3）在攪拌條件下，向步驟(2)所得溶液中加入水和模板劑R2，室溫攪拌30min-90min；

（4）在攪拌條件下，向步驟(3)所得溶液中加入晶種老化，60℃-110℃條件下攪拌1h-24h，得到凝膠溶液；晶種添加量為硅源和鋁源總質(zhì)量的1-20%；

（5）向步驟(4)所得凝膠溶液中加入礦化劑，攪拌1min-5min;

（6）將步驟(5)得到的凝膠溶液置于四氟乙烯制成的高壓反應(yīng)釜中，利用功率為500W~1000W的微波加熱，在130℃~200℃的條件下晶化1h~5h，冷卻至室溫，得到液固混合物；

（7）得到的液固混合物，經(jīng)過濾、經(jīng)去離子水洗至pH=8-9，干燥、焙燒后得到UZM-8分子篩原粉；