[發明專利]一種Fe-ECR-1沸石及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110574778.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113336239A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 黃榮;薛浩南;陳正玲;于海燕;張微
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B01J29/76;B01J37/30;C07C2/86;C07C15/16
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明涉及一種Fe?ECR?1沸石及其制備方法和應用，屬于沸石合成技術領域。本發明方法采用不含模板劑、且水硅比為：H₂O/Si不大于5的濃溶液體系制成Fe?ECR?1沸石；合成產率高，用水量少，廢液污染少，綠色環保。所得ECR?1沸石轉換為相應的離子交換型Fe?ECR?1沸石后，具有非常好的催化活性，能夠高效催化苯甲醇與苯進行傅克烷基化反應，在實際化工生產領域具有重要意義。

技術領域

本發明涉及沸石合成技術領域，具體涉及一種Fe-ECR-1沸石及其制備方法和應用。

背景技術

沸石作為典型的微孔材料,具有豐富的孔結構、規則的孔道分布、高的水熱穩定性以及較強的酸中心，在氣體的分離和存儲，多相催化，傳感器以及藥物傳輸方面等領域具有廣泛的應用，為社會發展創造了不可估量的價值。ECR-1沸石分子篩是一種具有十二元環骨架結構特征的沸石。目前，合成ECR-1沸石的方法主要有：(1)使用二羥乙基二甲基氯化銨作為有機模板劑合成ECR-1；然而，有機模板劑的使用不僅造成催化劑的價格攀升，而且高溫焙燒去除有機模板劑的過程會產生大量的有害氣體，造成環境污染。(2)以NaOH、NaAlO₂、水玻璃為原料，通過調變投料的堿硅比，在無模板劑的條件下，水熱反應14天，合成出ECR-1沸石分子篩，然而，用水量較多(H₂O/SiO₂＝20)導致水硅比較大，且合成周期長，不利于企業生產。

因此，現階段的ECR-1沸石合成工藝，成本高、周期長、污染大。亟需一種合成成本低、周期短、污染少的ECR-1沸石的制備方法。

發明內容

為了解決現有技術中ECR-1沸石合成工藝周期長、污染大、成本高的技術問題，而提供一種Fe-ECR-1沸石及其制備方法和應用。本發明合成了Fe負載的ECR-1沸石，本發明的Fe-ECR-1沸石合成周期短、無需引入模板劑且成本低。

為了達到以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種Fe-ECR-1沸石的制備方法，包括如下步驟：

將硅源、鐵源與酸性水溶液混合進行反應，獲得鐵硅處理液；

在所述鐵硅處理液中加入鋁源混合均勻形成混合液，調節所述混合液的pH值至堿性并在堿性條件下進行老化處理，然后進行晶化處理，即可獲得Fe-ECR-1沸石。

進一步地，所述硅源為硅酸、無水偏硅酸鈉、正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯中的一種或多種；所述鐵源為無水氯化鐵；所述鋁源為鋁酸鈉、硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁中的一種或多種。

進一步地，所述酸性水溶液的pH值為1～2，在酸性條件下，硅源聚合速度大于水解速度，在經歷了不斷的水解聚合后就形成了線性交聯的三維無規則網絡結構，隨著網絡結構交聯不斷加強，最終形成尺寸小、表面硅羥基多的三維籠狀硅凝膠，鐵負載于硅凝膠中；步驟(2)中所述混合液中硅源、鋁源、鐵源以及水的摩爾比為1:(0.025～0.05):(0.01～0.03):(3-5)；調節所述混合液至堿性的pH值為10～14，在水熱晶化前將混合液調至堿性，可使得酸水解所得水解產物更易在水熱條件下溶解，能夠形成更多的活性組分，進而參與晶核生成或沸石晶體的生長，促進ECR沸石分子篩的合成。

進一步地，還包括在老化處理向所述混合液中加入晶種，所述晶種的加入量為所述硅源質量的5％～12％；所述晶種為絲光沸石。

進一步地，所述晶化的溫度為150～180℃、時間為1～5天。

本發明另一方面提供由上述制備方法制得的Fe-ECR-1沸石6、根據權利要求1-5任一項所述的制備方法制得的一種Fe-ECR-1沸石。