[發明專利]一種新型有序大孔-介孔-微孔多級孔硅鋁分子篩的合成方法

有效

• 申請號: 201410203175.2
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103979570A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳麗華;孫明慧;李昱;鄧兆;蘇寶連
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B01J29/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明

1.一種新型有序大孔-介孔-微孔多級孔硅鋁分子篩的合成方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1)三維有序矩陣的形成：將大孔模板和二氧化硅納米球均勻分散于水溶液中，得到懸濁溶液，所述二氧化硅納米球作為介孔模板和硅源；將有機碳源溶解于所述懸濁溶液中進行超聲處理，然后進行蒸發自組裝，得到混合溶液；

2)在步驟1)得到的混合溶液中加入強氧化性酸進行碳化固化處理，得到大孔模板/二氧化硅納米球/碳混合的前驅體材料；

3)將鋁源和微孔分子篩ZSM-5結構導向劑溶解于水中，再將步驟2)得到的前驅體材料轉移至所述含有鋁源和微孔分子篩ZSM-5結構導向劑的混合水溶液中，攪拌，然后除去水；

4)將步驟3)得到的混合溶液轉移至高壓反應釜內，將前驅體中的二氧化硅納米球在結構導向劑的作用下轉晶為微孔分子篩納米晶，得到大孔模板/分子篩納米晶/碳混合材料；

5)去除步驟4)得到的大孔模板/分子篩納米晶/碳混合材料中的大孔模板和碳材料，得到有序大孔-介孔-微孔多級孔硅鋁分子篩。

2.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述大孔模板為單分散的聚合物微球或單分散的無機物微球，所述聚合物微球為聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球或聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸丙基磺酸鈉共聚物微球中的一種，所述大孔模板的微球的粒徑均一且大小尺寸在100-1000nm范圍內可控調節，所述介孔模板的納米球的粒徑均一且大小尺寸在5-50nm范圍內可控調節。

3.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟1)中的大孔模板、有機碳源和介孔模板的質量比為(6-8):(0.8-1.2):1，所述步驟1)中的水溶液與介孔模板的質量比為(80-200):1。

4.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟2)中的強氧化性酸和步驟1)中的介孔模板的質量比為(0.08-0.12):1。

5.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟3)中的鋁源、微孔分子篩ZSM-5結構導向劑與步驟1)中的硅源的摩爾比為(0-0.02):(0.6-0.8):1；所述步驟3)中水的質量與步驟1)中的硅源的質量比為(10-30):1。

6.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟2)中的碳化固化處理過程包括初步碳化過程和二次碳化過程，其中初步碳化所用的溫度為80～120℃，所用的時間為4～8h，二次碳化所用的溫度為150-180℃，所用的時間為4～8h。

7.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟4)中的微孔分子篩ZSM-5的轉晶溫度為100～150℃，轉晶時間為0.5～5天。

8.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟3)中的攪拌時間為15～40℃，攪拌時間為1～4h。

9.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟1)中的蒸發自組裝過程所用的溫度為30～60℃，所用的時間為12～48h。

10.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟5)中去除大孔模板和碳材料的方法具體為：將步驟4)轉晶完全的混合物用水洗滌并干燥后通過高溫焙燒或者溶液腐蝕的方法去除大孔模板，同時利用高溫焙燒的方法進一步除去碳材料。