[發明專利]一種后處理無定形前驅體制備納米級沸石分子篩的方法

有效

• 申請號: 201710029141.X
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106698459B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 郭海玲;趙蕾;劉俊娟;努爾古麗·尤力瓦斯;焦豐;劉晨光
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C01B39/20
• 分類號: C01B39/20;B82Y30/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發明涉及一種后處理無定形前驅體制備納米級沸石分子篩的方法。包括以下步驟：在室溫下配置不同硅鋁比的無定型硅鋁酸鹽溶液，攪拌；置于冷凍干燥器中升華，得到無定型凝膠溶液：將凝膠溶液離心或沉降洗滌，干燥，得到不同硅鋁比無定型硅鋁酸鹽前驅體；取無定型硅鋁酸鹽前驅體，加入堿液，攪拌均勻；取無定型硅鋁酸鹽前驅體，加入金屬鹽，攪拌均勻，在固定溫度下經過處理后再加入堿液，攪拌均勻；將溶液置于晶化釜中，經過兩段升溫法得到沸石分子篩。有益效果是：以不同投料硅鋁比的無定型硅鋁酸鹽為前驅體，利用不同后處理液進行后處理，可控的合成具有大外表面積、小晶體尺寸的沸石分子篩納米晶，反應條件簡單、節約能源、環保、產率高。

技術領域

本發明涉及一種無機材料制備技術，特別涉及一種后處理無定形前驅體制備納米級沸石分子篩的方法。

背景技術

由于納米級別的沸石分子篩與微米級別的沸石分子篩相比具有獨特的性質而受到研究者的青睞，例如具有更大的外表面積和更高的活性、更多的活性位和更短的擴散通道等。納米級別的沸石分子篩的合成對于理解分子篩晶體成核過程和生長過程、提高催化劑活性和光化學反應上的應用以及超薄沸石分子篩膜和納微復合材料的制備等方面有重要的研究意義和價值。迄今為止，納米級別沸石分子篩的合成報道為數不多，主要包括模板劑合成法，空間限制合成法和晶種誘導法等幾種合成路線。然而，有機模板劑和空間限制法使用了對環境不友好且無法重復使用的有機模板劑和聚合物添加劑，所以合成路線不僅復雜，污染環境并且大大提高了合成成本。再者，通過高溫焙燒除去有機模板劑和聚合物添加劑會導致納米晶體團聚成大固體顆粒，且這種聚集過程是不可逆的。晶種誘導法由于晶種的合成使用了有機模板劑，嚴格意義上并不能算無模板劑法。因而開發一種綠色的、簡單的、低成本的納米晶分子篩合成法有重要研究意義。

晶體尺寸的控制對于納米級別沸石分子篩的合成是一個關鍵的步驟，晶化溫度過高時間過長會導致晶體尺寸變大，晶化溫度過低時間過短結晶度降低，必須嚴格控制晶化溫度和時間。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種后處理無定形前驅體制備納米級沸石分子篩的方法，以不同投料硅鋁比的無定型硅鋁酸鹽為前驅體，利用不同后處理液進行后處理，可控的合成具有大外表面積、小晶體尺寸的M-FAU沸石分子篩納米晶。后處理液包括各種不同種類，不同濃度的可以充當孔道支撐物的金屬鹽溶液和堿液。

本發明提到的一種后處理無定形前驅體制備納米級沸石分子篩的方法，包括以下步驟制備：

（1）在室溫下配置不同硅鋁比的無定型硅鋁酸鹽溶液，攪拌，其中，硅源為30wt%的堿性硅溶膠，鋁源為鋁粉，不同硅鋁摩爾比范圍為：7~25：1；

（2）將經過步驟（1）處理的清液置于冷凍干燥器中升華，得到無定型凝膠溶液：

（3）將經過步驟（2）處理的凝膠溶液離心或沉降洗滌到PH值為8～9，置于冷凍干燥器中干燥，得到不同硅鋁比無定型硅鋁酸鹽前驅體；

（4）取經過步驟（1）、（2）、（3）得到的無定型硅鋁酸鹽前驅體，加入濃度為2wt%～7wt%的堿液，攪拌均勻；

（5）取經過步驟（1）、（2）、（3）得到的無定型硅鋁酸鹽前驅體，加入金屬鹽，攪拌均勻，在固定溫度下經過一段時間處理后再加入堿液，攪拌均勻；

（6）將經過步驟（4）、（5）得到的溶液置于晶化釜中，經過兩段升溫法晶化得到納米級別的FAU沸石分子篩。

優選的，步驟二中，置于冷凍干燥器中升華，使其失水。

優選的，步驟四中，堿液是濃度為2wt%～7wt%的氫氧化鈉溶液。

優選的，所述的金屬鹽為K鹽、 Li鹽、Fe鹽、 Ca鹽、Cu鹽、Eu鹽中的一種。

優選的，所述的Fe鹽的濃度為0.005M～0.025M。