[發明專利]陰離子導向納米絲光沸石及其制備方法

在審

• 申請號: 201610708787.6
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107758686A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 童偉益;孔德金;祁曉嵐
• 申請（專利權）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上海石油化工研究院
• 主分類號: C01B39/26
• 分類號: C01B39/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種陰離子導向納米絲光沸石的形貌控制合成。

背景技術

傳統分子篩材料絲光沸石是具有特殊酸性分布和規整傳質孔道的結晶硅鋁酸鹽，作為高效的固體酸催化劑其在吸附分離、催化裂化、歧化烷基轉移和異構化等石油化工領域有著重要的工業應用價值。小晶粒絲光沸石具有高比表面積和豐富的二次堆積介孔，有助于提升絲光沸石分子篩催化劑的吸附和反應各項性能，如：納米化所導致的外表面酸量的顯著增加可能改變分子篩的選擇性，以“半”超籠形式存在于外表面。

由于絲光沸石沿12MR(十二元環孔道，即c軸)方向具有較強的生長勢能，因此通常很容易得到二維尺度的絲光沸石納米棒狀晶體，即斜方雙錐晶類，D2h-mmm(3L23PC)，晶體沿c軸延長線成針狀或纖維狀，集合體呈放射狀、束狀、纖維狀等。如Zhang等發現，在無有機模板劑條件下，通過調控合成配比得到了一系列纖維狀、棒狀、棱柱狀和針狀的二維尺寸的絲光沸石納米晶(Materials Research Bulletin,2011,46:894-900)；絲光沸石通常很難有效抑制晶體沿c軸有五元環組成鏈狀結構的優先生長，還容易沿平行于c軸和b軸的二維通道定向生長成斜方晶系的片狀絲光沸石，如Samanta等以磷酸為促進劑合成得到盤狀的高硅絲光沸石晶體(J Mol Catal A:Chem,2004,215:169-175)。Broach等通過電荷密度不匹配原理調控納米絲光沸石晶體UZM-14的形貌(US7626064B1；J Catal,2013,308:142-153)。Sharma等發現，通過加速成核可以有效合成得到球形絲光沸石納米晶(J Colloid Interface Sci,2008,325:547-557)。

成膠液中高負電荷的多聚凝膠在陽離子作用下解聚成低負電荷硅酸根、鋁酸根陰離子，形成晶核并生長結晶，改變體系的化學環境是影響成核的一個重要方向。汪靖等研究發現，無機酸根離子對無胺無氟水熱合成特定形貌高硅絲光沸石具有特殊的導向作用，并能間接影響晶化產物的結晶度與硅鋁比等參數(化學學報,2008,66(7):769-774)。孫勝男的研究發現也發現，無機酸根陰離子對絲光沸石晶體的形貌、尺寸和結晶度有較大影響，由于三維納米尺度晶體很高的外表面生長勢能，納米絲光沸石晶體很容易混亂、扭曲原已縮短的12MR傳質孔道(哈爾濱工業大學碩士學位論文,2011)?？傊壳皩τ诩{米絲光沸石晶體的形貌缺少有效地調控手段，探索、研究納米絲光沸石晶體的生長形貌，具有重要的理論和現實意義。

本發明涉及一種陰離子導向納米絲光沸石形貌的控制合成，主要是為了克服常規納米分子篩在合成過程中，存在形貌多樣性的現象，直接影響催化反應過程中的傳質速率和特定催化活性的發揮。本研究發現，通過調變晶化體系中陰離子的種類和濃度，配合有機模板劑的結構導向作用，可以高效地合成形貌各異的納米絲光沸石。優化納米絲光沸石的一體化合成，合成得到形貌高度規整的納米絲光沸石，本實驗技術和成本可控，操作目的性強，相關合成材料可應用于催化、吸附分離的工業生產中。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是為了克服納米絲光沸石晶體在合成形貌上的差異，通過陰離子控制合成不同形貌的納米絲光沸石。

本發明所要解決的技術問題之二是為了克服納米絲光沸石在形貌上存在差異的現象，通過調變晶化體系中陰離子的種類和濃度，配合有機模板劑的結構導向作用，可以高效地合成特定形貌的納米絲光沸石。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種陰離子導向納米絲光沸石形貌的控制合成，單個納米絲光沸石的三維尺寸介于5～1000nm，納米絲光沸石樣品的形貌為扁六棱柱形、長六棱柱形、短梭形、長梭形、片形、短棒形、長棒形、蠕蟲形、球形、針狀、纖維狀、陣列束盤形、陣列束球形及不規則形貌。

上述技術方案中，納米絲光沸石樣品的形貌為扁六棱柱形、短棒形、短梭形、片形、長棒形、蠕蟲形、球形、纖維狀。

為解決上述技術問題之二，本發明采用的技術方案如下：特定形貌納米絲光沸石的控制合成，其制備包括以下步驟：