[發明專利]一種晶種誘導的制備大/介孔沸石分子篩的方法

在審

• 申請號: 201710792799.6
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107640777A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 沈葵;曹永海;李映偉;李致賢
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;B01J20/18;B01J20/30;B01J29/04;B01J29/40;B01J29/70;B01J29/89
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及沸石分子篩及其制備領域，具體涉及一種晶種誘導的制備大/介孔沸石分子篩的方法。

背景技術

分子篩是一類具有結晶性的硅鋁酸鹽，它具有貫穿于晶體內部的孔道結構，并且孔道尺寸在分子尺度。分子篩具有高的比表面積，高的熱及水熱穩定性，易調的酸性以及規整的骨架結構等優點，因此被廣泛應用于多相催化，離子交換，吸附和分離等很多領域（Corma A., Chem. Rev., 1997, 97, 2373-2420, Cundy CS, Cox PA, Chem. Rev., 2003, 103, 663-701）。分子篩的種類非常多，不同類型分子篩的骨架和孔道結構各不相同。根據多孔材料的孔道尺寸，國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)將其劃分為3類：微孔(<2 nm)、介孔(2-50 nm)和大孔(>50 nm)。在這3類材料中，微孔沸石分子篩雖具有易于調變的活性位，較好的熱及水熱穩定性，這些特點使其具有良好的吸附分離、催化、離子交換等性能。但一般微孔分子篩的孔徑都在1.3 nm以下，其微孔內高的分子擴散阻力嚴重限制了其在有大分子參與的反應體系中的應用。

為此，研宄者提出了很多方法來解決傳統微孔沸石催化劑的傳質問題，例如：(1) 合成12元環甚至更大的孔道結構的沸石分子篩，包括：UTD-1 (Wessels T, Baerlocher C, McCusker LB, et al.,J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 6242-6247)和ECR-34 (Strohmaier KG, Vaughan DE, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 16035-16039)，以及后來被發現的 ITQ-33 (Corma A, Díaz-Caba?as MJ, Jordá JL, et al., Nature, 2006, 443, 842-845.)、ITQ-37 (Sun J, Bonneau C, Cantín á, et al., Nature, 2009, 458, 1154-1157)和ITQ-40 (Corma A, Díaz-Caba?as M, Jiang J, et al., PNAS, 2010, 107, 13997-14002)等；(2) 合成有序介孔或大孔材料，其中研究得比較多的是MCM-41 (Kresge C, Leonowicz M, Roth W, et al., Nature, 1992, 359, 710-712)和SBA-15 (Zhao D, Feng J, Huo Q, et al., Science, 1998, 279, 548-552)等有序介孔材料。超大微孔分子篩和有序介孔或大孔材料因為合成模板劑較貴，水熱穩定性差以及酸性強度不好控制等缺點限制了它們的催化應用。因此對于ZSM-5、ZSM-11、β和TS-1等指定的分子篩來說，科學家們試圖結合兩者的優點，合成含有多級孔道結構的沸石分子篩(如介孔沸石分子篩)來解決傳質阻力大這一問題。多級孔道沸石分子篩不僅保留了對小分子反應物或者產物的擇形催化性能，同時額外的介孔孔道不僅有利于催化劑傳質速率的提高，也可以有效催化有大分子參與的反應，因此被認為是非常有潛力的催化材料。而大量的實驗數據也證實了在微孔沸石分子篩中引入介孔，可以大大改善催化劑的傳質能力，從而提高催化劑的反應性能。