[發明專利]一種納米絲光沸石分子篩及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110496847.3
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113200554A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 馮曉博;曹景沛;陳峰;趙小燕;張立云;趙靜平;姚乃瑜;劉天龍;黃鑫
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C01B39/06
• 分類號: C01B39/06;C01B39/26;B01J29/18;C07C67/37;C07C69/14
• 代理公司: 徐州千秋知識產權代理事務所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種納米絲光沸石分子篩及其制備方法與應用，制備步驟包括：在含有鋁源、堿源和鋅源的水溶液中加入硅源，攪拌陳化形成溶膠；將制得的樣品放到高壓反應釜中，密封后進行晶化，晶化完成后取出，水洗至pH為6.5?7.5，烘干、焙燒后，得到Na?MOR分子篩；將Na?MOR分子篩進行氨交換，得到H?MOR分子篩。本發明將金屬鋅引入到沸石分子篩的骨架中，調控了絲光沸石分子篩中8元環和12元環中酸性位的強度和數量，同時分子篩粒徑的大大減小，降低了物質在絲光沸石分子篩孔道中傳質的路徑，減少了積碳的形成，延長了催化劑的使用壽命。

技術領域

本發明屬于分子篩催化劑制備技術領域，具體涉及一種納米絲光沸石分子篩及其制備方法與應用。

背景技術

乙酸甲酯也稱為醋酸甲酯(C₃H₆O₂)，微溶于水，是一種重要的化工產品和良好的環保有機溶劑，可替代丙酮、丁酮和環戊烷等應用于樹脂和皮革等生產中。其下游產品乙酸，乙酸酐、丙烯酸甲酯和乙醇等均是重要的化工原料。

醋酸甲酯主要以副產品形式產生于聚乙烯醇、醋酸、對苯二甲酸的生產過程。應用副產品醋酸甲酯，不僅可以有效提升化工生產企業的經濟效益，更能減少廢液和污水排放量，為提高化工生產的環保效益和社會效益提供保障。

乙醇作為一種可再生清潔能源，將其作為液體燃料或者按一定比例與石油混合使用，可以有效降低我國對石油的依賴程度，是潛在燃油替代品和添加劑。目前，燃料乙醇主要通過生物質發酵法生產。由于近年來我國糧食價格上漲，再結合我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構特點，發展煤基合成氣生產乙醇的新工藝迫在眉睫。

二甲醚羰基化制備乙酸甲酯，乙酸甲酯進一步加氫得到乙醇的新工藝具有目標產物選擇性高，反應條件溫和的特點。目前，工業上乙酸甲酯加氫制備乙醇的工藝已經比較成熟，而二甲醚羰基化制備乙酸甲酯的工藝還存在二甲醚轉化率低、催化劑價格昂貴等問題。

為解決上述問題，研究人員對沸石分子篩進行了探索。氫型絲光沸石分子篩具有獨特的孔結構、較大的比表面積和強酸性等優點，在二甲醚羰基化領域具有重要的工業應用價值。絲光沸石沿[001]方向存在的8元環和12元環直孔道，8元環和12元環之間，沿[010]方向也存在8元環直孔道，對于二甲醚羰基化反應，8元環提供二甲醚羰基化反應的活性位點，12元環的活性位點則與分子篩的失活相關。為了提高二甲醚的轉化率和乙酸甲酯的選擇性，需要選擇性地增加分子篩的8元環的活性位點，弱化12元環的活性位點在反應中的作用。采用無機堿NaOH處理分子篩可以提供更多活性位點，并在其內部形成介孔，增大反應物和產物的傳質速率，提高催化活性。但高濃度的無機堿溶液或長處理處理都會使分子篩骨架大規模坍塌，大幅降低催化活性。因此一種高選擇性、高轉化率的催化劑是本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種納米絲光沸石分子篩及其制備方法，。

本發明的第二目的是提供上述納米絲光沸石分子篩的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種納米絲光沸石分子篩的制備方法，包括以下步驟：

(1)在含有鋁源、堿源和鋅源的水溶液中加入硅源，攪拌陳化形成溶膠；

形成的溶膠中各組分比為：

SiO₂/Al₂O₃＝5-100；

Na₂O/SiO₂＝0.01-0.50；

H₂O/SiO₂＝10-60；

ZnO/SiO₂＝0.001-0.2；