[發(fā)明專利]一種具有多級孔道的沸石分子篩及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810609223.6
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108529641B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁潔;侯銳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04;C01B39/48
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

本發(fā)明公開了一種具有多級孔道的沸石分子篩及其制備方法，屬于沸石分子篩合成技術(shù)領(lǐng)域。所述制備方法首先將硅源、鋁源和水混合攪拌均勻，再將有機(jī)季銨鹽模板劑逐滴加入并不斷攪拌得到硅鋁酸鹽凝膠；然后將所述的硅鋁酸鹽凝膠轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜內(nèi)，水熱晶化。最后將水熱晶化產(chǎn)物離心分離兩次后干燥，即得到本發(fā)明的沸石分子篩。本發(fā)明制備得到的沸石分子篩具有多級孔道結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為微孔?介孔結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明得到的沸石分子篩為一種新型的沸石分子篩，在選擇性吸附、催化等領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沸石分子篩合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的具有多級孔道的硅鋁酸鹽沸石分子篩的制備方法及其性質(zhì)表征。

背景技術(shù)

沸石分子篩由于具有較高的熱穩(wěn)定性、均一的孔徑分布、較大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于石油化工、催化、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。目前水熱合成法是合成沸石分子篩最有效的方法。此方法具體為將硅源、鋁源、有機(jī)模板劑、礦化劑和溶劑按一定比例混合均勻形成的凝膠在一定溫度和壓強(qiáng)下通過特定的化學(xué)反應(yīng)合成沸石分子篩。

在沸石分子篩的合成中，模板劑往往起著至關(guān)重要的作用。近年來，為了獲得新穎的沸石結(jié)構(gòu)，人們傾向于選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性的有機(jī)季銨鹽離子作為模板劑。這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜季銨鹽既提高了新型沸石分子篩的合成成本，也限制了一些具有較好性質(zhì)的沸石在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于制備出一種新型的具有多級孔道的硅鋁酸鹽沸石分子篩及其制備方法，具體來說是通過以簡單的季銨鹽模板劑為原料合成新型的沸石分子篩。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種新型的具有多級孔道的沸石分子篩的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)將硅源、鋁源和水混合攪拌均勻，再將有機(jī)季銨鹽模板劑逐滴加入并不斷攪拌得到硅鋁酸鹽凝膠。所述的硅鋁酸鹽凝膠中硅源、鋁源、有機(jī)季銨鹽模板劑和水的摩爾比為SiO₂：Al₂O₃：有機(jī)季銨鹽模板劑：H₂O＝(0.65～0.95):(0.05～0.35):(0.2～0.75):(5～20)。

(2)將所述的硅鋁酸鹽凝膠轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜內(nèi)，在100～175℃條件下水熱晶化3～30天。

(3)將第(2)步所得產(chǎn)物冷卻至室溫后進(jìn)行離心分離，得到的沉淀物用去離子水洗滌后再次離心分離，干燥后即可得到沸石分子篩。

其中，硅源可選擇水玻璃、無定型SiO₂粉末、硅溶膠和正硅酸乙酯中的任意一種或兩種以上，鋁源可選擇偏鋁酸鈉、異丙醇鋁、氧化鋁和無定形氫氧化鋁粉末中的一種或兩種以上，有機(jī)季銨鹽模板劑可為三甲基環(huán)己銨、二甲基乙基環(huán)己銨、二乙基甲基環(huán)己銨、二甲基丙基環(huán)己銨、二乙基丙基環(huán)己銨、三甲基異丙基銨、二甲基乙基異丙基銨、二乙基甲基異丙基銨、二甲基丙基異丙基銨或二乙基丙基異丙基銨中的一種或兩種以上。

步驟(1)中優(yōu)選摩爾比為SiO₂：Al₂O₃：有機(jī)季銨鹽模板劑：H₂O＝(0.75～0.9):(0.05～0.15):(0.3～0.6):(10～20)。

步驟(2)中優(yōu)選水熱晶化溫度為120～150℃，時間為3～18天。

通過上述方法制備得到的所述沸石分子篩，具有多級孔道結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為微孔-介孔結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明得到的沸石分子篩為一種新型的沸石分子篩，通過其XRD圖譜與目前國際分子篩協(xié)會所確認(rèn)的238種現(xiàn)有分子篩結(jié)果對比可知，最終得到的沸石分子篩為一種全新的沸石分子篩，有很好的開發(fā)前景。