[發(fā)明專利]一種可持續(xù)路線合成富鋁ZSM-23沸石的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910109024.3
• 申請(qǐng)日: 2019-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN109721067B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱龍鳳;曹雪波;朱杰;宋利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興學(xué)院
• 主分類號(hào): C01B39/02
• 分類號(hào): C01B39/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及分子篩制備技術(shù)，旨在提供一種可持續(xù)路線合成富鋁ZSM?23沸石的方法。該方法包括：將硅源、鋁源、堿源置于研缽中，研磨后轉(zhuǎn)至反應(yīng)釜中；加入水和丙醇，在120～200℃下晶化反應(yīng)1～10天；產(chǎn)物抽濾、烘干，即得到富鋁ZSM?23沸石。本發(fā)明所得本產(chǎn)品不僅保持了良好的結(jié)晶度和純度，具有良好的催化反應(yīng)活性。整個(gè)生產(chǎn)過程廢物排放少，這樣就減少了在生產(chǎn)過程中不必要的損耗，所使用的溶劑丙醇毒性低、成本低，并且能夠完全回收利用，這些使其具有一定應(yīng)用前景。生產(chǎn)所采用的無機(jī)原料均對(duì)環(huán)境友好，價(jià)格較低廉，因而本發(fā)明在實(shí)際化工生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子篩制備方法，特別是涉及一種可持續(xù)路線合成富鋁ZSM-23沸石的方法。

背景技術(shù)

一維十元環(huán)沸石分子篩在加氫異構(gòu)化和MTG等反應(yīng)中表現(xiàn)出十分優(yōu)異的性能而受到研究者廣泛的關(guān)注。現(xiàn)階段一維十元環(huán)沸石分子篩主要有ZSM-22、ZSM-23、ZSM-48、EU-1等。其中，ZSM-23沸石由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)更是受到了廣泛的關(guān)注。近年來，研究者又發(fā)現(xiàn)富鋁的ZSM-23沸石(SiO₂/Al₂O₃35)在加氫異構(gòu)化反應(yīng)中表現(xiàn)出令人吃驚的性能。這些都大大促使業(yè)界去研究這種沸石。

最初，Plank等科學(xué)家首次報(bào)道了采用吡咯烷作為有機(jī)模板合成ZSM-23分子篩的方法(USP4076,842)。之后，研究者發(fā)現(xiàn)離子液體、有機(jī)胺以及季銨鹽模板劑都可以合成出ZSM-23沸石。其中，只有在離子液體存在下才能合成出富鋁的ZSM-23沸石。目前，雖然晶種導(dǎo)向法可以合成出富鋁的ZSM-23沸石，但是這種路線所使用的晶種還是需要使用有機(jī)模板來合成從而得到的。此外，晶種法產(chǎn)率低，硅源利用率低，一定程度上大大提高了富鋁ZSM-23沸石的合成成本。當(dāng)然，在水熱合成中其合成效率低下也是限制富鋁ZSM-23沸石應(yīng)用的影響因素。

針對(duì)水熱合成低效率的問題，肖豐收以及朱龍鳳等使用無溶劑法成功地實(shí)現(xiàn)了ZSM-23沸石的合成。但是，肖豐收等使用無溶劑法合成的ZSM-23沸石是高硅的(SiO₂/Al₂O₃＞100)，并不能實(shí)現(xiàn)富鋁ZSM-23沸石的合成；朱龍鳳等使用無溶劑合成的ZSM-23沸石雖然一定程度上提高了效率，但是使用的離子液體還是價(jià)格比較高，雖然使用了低毒的氟化銨，但是對(duì)生產(chǎn)而言還是具有一定的挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可持續(xù)路線合成富鋁ZSM-23沸石的方法。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種可持續(xù)路線合成富鋁ZSM-23沸石的方法，包括以下步驟：

將硅源、鋁源、堿源置于研缽中，研磨后轉(zhuǎn)至反應(yīng)釜中；加入水和丙醇，在120～200℃下晶化反應(yīng)1～10天；產(chǎn)物抽濾、烘干，即得到富鋁ZSM-23沸石；

控制各反應(yīng)原料的添加量，使其摩爾比范圍為1SiO₂∶0.025～0.1Al₂O₃∶0.1～0.4Na₂O∶2～6H₂O∶4～8丙醇。

本發(fā)明中，所述硅源為固體硅膠或白炭黑。

本發(fā)明中，所述鋁源為偏鋁酸鈉。

本發(fā)明中，所述堿源為氫氧化鈉。

發(fā)明原理描述：

在本發(fā)明中提出了利用超濃類固相體系低成本無毒性合成富鋁的ZSM-23沸石的方法。該方法不需要使用有機(jī)模板劑，不需要使用晶種，不需要大量的水存在，只是需要加入一定量的丙醇。本發(fā)明極大地提高了ZSM-23沸石的產(chǎn)率，大大增加了ZSM-23沸石骨架中的鋁含量，合成過程綠色可持續(xù)，而且合成操作簡(jiǎn)單易行，具有很大的工業(yè)應(yīng)用前景。