[發明專利]一種仿生孔道結構SAPO-34分子篩的制備方法

在審

• 申請號: 202010404710.6
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN113104860A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 于建強;李琢;李張妍;李陳志文;李李大慶;李宋春鳳;李國民
• 申請（專利權）人: 青島大學威海創新研究院
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;B01J29/70;B01J35/10
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 宋文學

本發明提供一種仿生孔道結構SAPO?34分子篩的制備方法，合成方法包括：將合成分子篩原料和水按照一定比例混合，室溫攪拌后得到前體的溶膠/凝膠，通過低溫冷凍技術使其中的水分形成冰晶，然后在真空下低溫干燥；得到的粉末再加入一定量的導向劑，轉移至合成釜中加熱至分子篩的晶化溫度，靜態晶化24～72小時，即可制備出各種結構的分子篩。本發明的有益效果是通過低溫冷凍技術合成的分子篩具有多級孔結構、粒徑小、比表面積大的特點，同時大大的減少了有機導向劑的用量，是一種環境友好的分子篩綠色合成路線。

技術領域

本發明屬于沸石分子篩合成技術領域，具體為一種仿生孔道結構SAPO-34分子篩的 制備方法。

背景技術

石油化工的許多催化反應過程，如甲苯擇形歧化、甲醇制烯烴(MTO/MTP)以及今年來受到關注的重芳烴脫烷基或烷基轉移等催化反應，往往要求催化劑具有亞納米孔/納米孔多級復合孔道結構，以適應擇形催化反應的要求。因此，針對材料多級孔道構建方 法與技術的研究非常重要。

在多孔催化材料中，孔道性質，包括孔道類型、大小、形狀等，與催化反應過程中分子的吸附、擴散及擇形篩分作用等密切相關，從而影響材料的催化活性、選擇性以及 積碳失活行為。因此，選擇、構造或調變多孔材料的孔道性質是提高多孔催化材料性質 的重要手段。多級孔材料也有叫梯度孔、等級孔材料，是具有兩種或兩種以上孔徑的材 料。微孔分子篩通常作為催化劑用于化學反應中，由于其孔道太小，一些大分子反應物 無法進入，而大分子的生成物在生成之后又無法擴散出。根據孔徑結構類型，多級復合 孔材料大致可分成三類：①微孔-微孔復合分子篩，如兩相共結晶分子篩、核殼結構分子 篩等；這類材料由兩種或兩種以上微孔孔道復合，形成了特殊孔結構性質和特殊的酸性， 有可能帶來某些特異的催化性能。②介孔-微孔復合孔分子篩，也稱介孔沸石。這類材料 同時具有微孔和介孔兩種孔道體系，可大大提高材料的擴散(物質傳輸)性能，改善材 料的催化性能，同時介孔的存在有望提高大分子的催化轉化能力，并抑制結焦失活。③ 微孔-大孔以及微孔-介孔-大孔復合材料。即在材料的制備過程中加入一些造孔劑，經過 處理使其同時擁有微孔、介孔和/或大孔。這種具有不同尺度多級孔道系統的復合材料有 利于提高物質的傳輸與擴散性能，便于進行改性處理，從而在催化轉化中可能表現出獨 特的催化性能。

自從1992年由Mobil公司的研究人員利用表面活性劑的超分子自組裝作用合成M41S系列介孔分子篩(WO 91/11390,1991)以來，目前己報道的有MCM-41和MCM-48 等類型，該介孔材料(MCM-41和MCM-48)以其可調的規整孔道(其孔徑可在1.5-10nm范 圍內調變，打破了常規分子篩孔徑不能超過l.2nm的局限。然而，這些硅酸鋁介孔材料 的無定形孔壁使其穩定性和熱穩定性較差，表面酸性也較低，因而不利于其實際應用。 為了提高介孔材料的性能，人們試圖進行具有介孔的沸石材料的構建(Liu Y.,et al.,J.Am. Chem.Soc.,2000,122:8791；Zhang Z.T.,et al.,J.Am.Chem.Soc.,2001,123,5014)。盡管人 們相信所謂的介孔沸石的骨架可以由沸石晶體來構建，但實際中的材料仍是無定形的， 因而酸性和水熱穩定性仍沒有提高。