[發明專利]一種綠色高效的高硅Beta分子篩的合成方法

有效

• 申請號: 202011599329.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112607747B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 郭學鋒;李超;田正芳;解明江
• 申請（專利權）人: 安徽納藍環保科技有限公司;黃岡師范學院
• 主分類號: C01B39/48
• 分類號: C01B39/48
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

本發明公開了一種綠色高效的高硅Beta分子篩的合成方法，包括如下步驟：(1)將鋁源、無機堿、模板劑、無氟礦化劑和水混合，在攪拌條件下加入硅源和Beta分子篩晶種得凝膠；(2)將凝膠于100?120℃干燥，得干凝膠；(3)將干凝膠于120?180℃在水蒸氣輔助下晶化反應48?100h；(4)將步驟(3)得到的結晶產物，洗滌，干燥，焙燒，即得Beta分子篩。本發明所述Beta分子篩的方法綠色、環保、高效，制備得到的Beta分子篩硅鋁比不小于100。

技術領域

本發明屬于分子篩合成領域，尤其涉及一種綠色高效的高硅Beta分子篩的合成方法。

背景技術

Beta分子篩是一種十二元環三維孔道結構的分子篩，具有良好的結構選擇性，酸催化特性和水熱穩定性，在吸附、催化等方面表現出優良性能。目前高硅Beta分子篩的合成主要是水熱合成法，一般是將硅源、鋁源、堿、模板劑、礦化劑和水制成凝膠，然后在高溫密閉的環境中在自生壓力條件下合成。

水熱合成法在晶化完成后需要使用去離子水洗滌，產生大量的廢液排放。另外，為了獲得高硅鋁比，現有技術多采用含氟礦化劑控制結晶過程。無論是大量廢液排放還是含氟礦化劑的使用都為環保帶來了壓力。因此，亟待開發一種綠色高效的高硅Beta分子篩的合成方法。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提供了一種在無氟條件下直接合成高硅鋁比Beta分子篩的方法。該方法在常壓下，采用無氟礦化劑、晶種控制結晶過程，實現一步合成無氟高硅鋁比Beta分子篩。本發明所述方法綠色、環保、高效，制備得到的Beta分子篩硅鋁比不小于100。

本發明技術方案具體如下：

一種綠色高效的高硅Beta分子篩的合成方法，包括如下步驟：(1)將鋁源、無機堿、模板劑、無氟礦化劑和水混合，在攪拌條件下加入硅源和Beta分子篩晶種得凝膠；(2)將凝膠于100-120℃干燥，得干凝膠；(3)將干凝膠于120-180℃在水蒸氣輔助下晶化反應48-100h；(4)將步驟(3)得到的結晶產物，洗滌，干燥，焙燒，即得Beta分子篩。

優選地，所述鋁源選自偏鋁酸鈉、氫氧化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁中的一種或幾種的組合。

優選地，所述無機堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或幾種的組合。

優選地，所述模板劑選自四乙基氫氧化銨或四乙基溴化銨。

優選地，所述硅源選自硅溶膠、氣相二氧化硅、正硅酸乙酯、硅酸鈉中的一種或幾種的組合。

優選地，所述無氟礦化劑選自硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨、碳酸銨中一種或幾種的組合。

優選地，步驟(1)中各物料的摩爾比為：所述Beta分子篩晶種加入量為SiO₂含量的1-2％。

優選地，步驟(3)中晶化反應時間為72-96h。

優選地，步驟(4)中干燥溫度為110-140℃，干燥時間為10-18h。

優選地，步驟(4)中焙燒溫度為550-630℃，焙燒時間為5-10h。

優選地，所述Beta分子篩的硅鋁比不小于100。

本申請中，所述水蒸氣輔助下晶化反應在不銹鋼反應釜中進行，具體如下：將干凝膠轉入聚四氟乙烯內襯中，另取敞口石英玻璃瓶向其中加入去離子水，將裝有去離子水的敞口玻璃瓶轉移至聚四氟乙烯內襯中，保持玻璃瓶穩定，以防止去離子水直接接觸干凝膠，然后將聚四氟乙烯內襯轉移至不銹鋼反應釜中進行晶化反應，晶化采取靜態晶化，如附圖2所示。以上具體反應過程僅僅作為示例，其他任何形式只要能夠實現水蒸氣輔助晶化反應的發生均可。