[發明專利]不同致密性的納米聚集盤狀絲光沸石

有效

• 申請號: 201610710712.1
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107758688B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 童偉益;孔德金;楊德琴;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;B82Y40/00
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本發明涉及一種不同致密性的納米聚集盤狀絲光沸石，主要克服了絲光沸石納米晶體在水熱晶化過程中自發聚集成特殊形貌時，存在納米晶體間聚集致密性的差異問題。本發明采用晶化產物為MOR構型的絲光沸石，單個納米絲光沸石為短柱狀晶體，三維尺寸均介于50～600nm，通過控制成膠組成及水熱晶化條件的技術方案，較好的解決了該技術問題，可以高效地合成不同致密性的納米聚集盤狀絲光沸石。

技術領域

本發明涉及一種不同致密性的納米聚集盤狀絲光沸石。

背景技術

絲光沸石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。合成研究絲光沸石的納米化，有助于提升分子篩催化劑的綜合性能。在三維尺度高結晶度納米絲光沸石晶體的研究中，ab方向的生長能夠較為容易的得到控制，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，合成納米沸石的關鍵是生成大量晶核和抑制晶粒長大。晶種為晶體出現和成長預先提供生長表面，顯著地縮短晶化誘導期，還能異相成核誘導產生更多的晶核，但同時也會強化和提速沸石晶化。改變成膠體系的化學環境，易擾亂Na⁺等作為平衡陽離子存在于骨架上并改變其結構參數，造成絲光沸石納米晶體之間實際上并非對準重疊，納米團聚體之間的錯位和位移使12MR直形孔道發生扭曲，直接影響傳質性能。類似于致密分子篩膜的定向生長研究(Science,2011,334:1533-1538)，目前對于納米絲光沸石晶體的自組裝成有序自支撐材料缺少有效地調控手段，探索、研究納米絲光沸石晶體的聚集形式，具有重要的理論和現實意義。

分散介質的組成是影響納米沸石合成的關鍵因素之一，孫勝男等的研究發現，醇的烷氧基能取代膠團表面的非骨架橋羥基，較高的介電常數增加了顆粒極性表面間的靜電排斥力，從而減輕了團聚的傾向，提高分散性，醇羥基提高了硅鋁凝膠的溶解性，進而影響晶化動力學過程，使晶體優先沿著某一軸向生長，位面變窄并在相對應的位面產生缺陷，加入異丙醇或乙醇，絲光沸石晶體成柱狀，甲醇的加入使規則六棱柱狀的晶體變為長柱狀晶體，并伴隨有簇生小晶體；而表面活性劑的作用原理是這類表面活性劑具有相當大的親水性，強的親水基團使其容易與硅鋁溶膠發生反應，促使結晶度增大(哈爾濱工業大學碩士學位論文,2011)。CN1843915A以季戊四醇為添加劑無胺合成高硅絲光沸石，同時縮短了晶化時間，降低了生產成本；汪靖等研究發現，乙醚對無胺無氟水熱合成高硅絲光沸石具有特殊的導向作用，乙醚對絲光沸石形成過程中的四元環結構單元具有穩定化作用，乙醚的存在能有效促進絲光沸石的結晶過程,能有效加速絲光沸石的結晶并抑制雜晶產生，并有助于提高產物結晶度和硅鋁比，乙醚沿著直鏈方向的分子尺寸與絲光分子篩不規則八元環孔道直徑相當，在占據八元環的同時增加了12元環大孔的可用酸性位，并因此提升催化性能(化學學報,2008,66(7):769-774)。含氧有機物，如醇類、醚類(四氫呋喃THF)、烷氧化合物或非離子表面活性劑聚乙二醇PEG型化合物，不僅是合成分子篩的潛在模板劑，還是高效的晶面生長控制劑。Iwasaki等研究發現，非水合成介質有利于硅在骨架中的引入、高分散及形成更多的酸性位，晶體的骨架穩定性與結晶度也較高，表現出更高甲苯烷基化活性；醇類溶劑具有較強的形成氫鍵能力，不僅能縮短微孔沸石的成核、晶化過程，促使納米晶的均勻高分散性，同時可促使產物硅含量及酸性的提升(Micropor Mesopor Mater,2003,64(l-3):145-153)。聚乙二醇中亞乙氧基(EO)中的氧與堿金屬離子Na+相互作用，配位絡合作用生成氧鎓離子，適量的PEG可與骨架元素相互作用，進行電荷補償，對結構有穩定作用。