[發明專利]一種無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法

有效

• 申請號: 201810176181.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108264056B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 吳勤明;孟祥舉;肖豐收
• 申請（專利權）人: 浙江吉瑞通新材料有限公司
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04;B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 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，旨在提供一種無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法。該種無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法具體為：將硅源、季銨堿和全硅晶種置于研缽中，研磨十分鐘后，置于反應釜中，在100～240℃晶化1h～6d，然后將得到的產物抽濾、烘干，制得全硅Beta分子篩原粉。本發明利用無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法，避免了后處理過程中的離子交換過程；制備的產品無需過濾或離心，焙燒即可直接用于性能研究。

技術領域

本發明是關于分子篩制備領域，特別涉及一種無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法。

背景技術

隨著人們對環保要求的提高和空氣質量的重視，PM2.5的減排已成為一個迫在眉睫且極具挑戰性的課題。氮氧化物(NO_x)、揮發性有機物(VOCs)、SO₂等是PM2.5的主要成因和來源，對其高效消除已刻不容緩。

VOCs主要分為室外源和室內源。室外源主要包括化工、印刷、涂裝等行業排放的廢氣和汽車尾氣，而室內源主要是裝修材料中釋放的有害物質，包括苯類化合物和甲醛等。通常，苯類物質指的是甲苯、二甲苯及苯乙烯等。現階段主要使用深度脫鋁的高硅Y(Si/Al＝10-20)對其進行吸附從而達到消除的目的。這種高硅Y沸石需要進行多次脫鋁處理，極大地增加了后合成的成本。同時，這種高硅Y雖然經過了多次處理，但是在骨架中還是具有一定的鋁物種，這就意味了其還存在一定的酸性，在吸附苯乙烯的過程中容易使得其聚合從而堵塞高硅Y沸石的孔道，使其慢慢地失去吸附的性能。基于以上出現的問題，亟需開發一種新型沸石分子篩。

Beta沸石分子篩屬于*BEA結構類型，是現階段工業上使用的唯一具有三維十二元環孔道結構的高硅沸石分子篩。其中，含鋁Beta沸石分子篩在烴類裂解反應、烷基化反應以及烷基異構化反應等催化過程中具有廣泛的應用；全硅Beta沸石分子篩則在吸附有機物方面有著不俗的表現。但是，需要指出的是現階段對于全硅Beta沸石分子篩在合成上存在著成本高、毒性大、后處理復雜等問題，而在有機物吸附中并沒有涉及其對甲苯、二甲苯及苯乙烯等有機污染物的高效吸附。因此，發展低成本地合成全硅Beta沸石分子篩的方法并且將其進行對甲苯、二甲苯及苯乙烯等有機污染物的高效吸附對于其進行工業生產具有極其重要的意義。

最近，我們公開了一種無溶劑合成沸石的方法，并將其應用到富B形體Beta沸石的合成過程中(CN106517233A)。但是在合成過程中使用了一定量的無機堿氫氧化鈉，為了消除鈉離子，則需要進行后處理(離子交換)，這大大增加了合成的復雜性。之前，已有文獻報道在水熱合成中可以不使用氫氧化鈉來合成全硅Beta沸石分子篩(Micropor.Mesopor.Mater.,2010,127,104)，但是所合成的產品是納米粒子狀態，需要離心才能得到相應的產品，并且所使用的模板劑用量極大。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種結合無溶劑和無鈉合成來實現全硅Beta沸石分子篩的低成本高效率合成的方法，并將其應用到甲苯、二甲苯及苯乙烯等有機污染物的吸附過程中。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種無鈉無溶劑路線合成全硅Beta沸石分子篩的方法，具體為：

將硅源、季銨堿和全硅晶種(全硅Beta沸石分子篩晶種)置于研缽中，研磨十分鐘后，置于反應釜中，在100～240℃晶化1h～6d，然后將得到的產物抽濾、烘干，制得全硅Beta分子篩原粉，即全硅Beta沸石分子篩；

其中，反應原料的添加量滿足摩爾比范圍：SiO₂:T＝0.15～0.25，T是指季銨堿；添加的晶種質量范圍：晶種：硅源＝1％～10％；

所述硅源采用固體硅膠或白炭黑；所述季銨堿采用四乙基氫氧化銨。

根據所述方法制備的全硅Beta沸石分子篩在有機污染物吸附中的應用，有機污染物為甲苯、二甲苯及苯乙烯。