[發明專利]一種無溶劑合成ZSM-23沸石的方法

有效

• 申請號: 201711252763.5
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107973319B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 朱龍鳳;曹雪波;吳勤明;宋利;武軍
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: C01B39/48
• 分類號: C01B39/48
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及分子篩制備方法，旨在提供一種無溶劑合成ZSM?23沸石的方法。是將硅源、鋁源、氟源與作為有機模板劑的1，3?二異丙基咪唑碘鹽置于研缽中，所用硅源、鋁源、氟源和有機模板劑的摩爾比范圍為1∶0～0.01∶0.5～2∶0.05～0.3；原料經研磨處理后轉置于反應釜中，在100～200℃條件下晶化反應0.5～15d；將反應產物抽濾、烘干，得到ZSM?23沸石。該方法提高了合成產率，減少了有機模板劑的使用，使用不揮發的氟化銨完全代替了HF，而且合成操作簡單易行。所用的有機模板劑毒性低、成本低，具有應用前景。生產所采用的無機原料均對環境友好，價格較低廉，因而本發明在實際化工生產領域具有重要意義。

技術領域

本發明屬于分子篩制備方法，特別是涉及無溶劑合成ZSM-23沸石的方法。

背景技術

ZSM-23沸石是一種包含五元環、六元環、十元環孔道的具有MTT拓撲結構的中等孔徑的高硅沸石。Plank等科學家首次報道了采用吡咯烷作為有機模板合成ZSM-23分子篩的方法(USP4076,842)。之后，研究人員發現其在丁烯異構化，二甲苯異構化和MTG反應中顯示出十分優異的性能，引起了人們研究ZSM-23沸石的熱情。

現階段，在ZSM-23沸石合成中，主要有兩個方面的問題：其合成都在水熱條件下進行，合成成本較高及效率低下；所使用的有機模板劑大都為有機胺(如異丙胺，二甲胺等)，其毒性大、揮發性強。針對水熱合成低效率的問題，也有提出無溶劑合成沸石的方法，但是截至到目前為止，對ZSM-23沸石的合成并未成功。針對有機模板劑毒性大的問題，Zones教授課題組采用氫氧化1，3-二異丙基咪唑這種綠色的離子液體作為模板劑來合成。但是，氫氧化1，3-二異丙基咪唑合成成本較高，并且在合成中使用了極其易揮發劇毒的HF，這不利于沸石的生產。

在本專利中發展了一種無溶劑低成本低毒性地合成ZSM-23沸石的方法，這種方法極大地提高了ZSM-23沸石的產率，降低了使用有機模板劑的成本，使用不揮發的氟化銨完全代替了HF，而且合成操作簡單易行。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種無溶劑合成ZSM-23沸石的方法。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種無溶劑合成ZSM-23沸石的方法，包括以下步驟：

將硅源、鋁源、氟源與作為有機模板劑的1，3-二異丙基咪唑碘鹽置于研缽中，所用硅源、鋁源、氟源和有機模板劑的摩爾比范圍為1∶0～0.01∶0.5～2∶0.05～0.3；原料經研磨處理后轉置于反應釜中，在100～200℃條件下晶化反應0.5～15d；將反應產物抽濾、烘干，得到ZSM-23沸石。

本發明中，所述硅源是固體硅膠或白炭黑。

本發明中，所述鋁源是薄水鋁石或氫氧化鋁。

本發明中，所述氟源是氟化銨或氟化氫銨。

本發明中，所述有機模板劑為1，3-二異丙基咪唑碘鹽。

本發明中，為減少晶化反應時間，在反應開始前向反應體系中加入晶種來加快晶化速度，控制沸石晶種與硅源的質量比為5～10％。

發明原理描述：

在現有技術中，通常在水熱體系下使用易揮發高毒性的有機胺，或者成本高的氫氧化1，3-二異丙基咪唑及揮發性強的氟化氫作為模板劑和礦化劑，這大大增加了沸石分子篩合成的成本并造成了大量廢水的產生。

本發明提供了使用低成本低毒性的有機模板劑、不揮發的氟化銨作為礦化劑在無溶劑固相條件下實現ZSM-23沸石分子篩合成的方法。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：