一種高分散納米沸石分子篩的制備方法技術(shù)

一種快速合成高分散納米沸石分子篩的方法，先進行凝膠的配制和納米分子篩的水熱晶化，然后在在高壓容器中，配制多羥基物料液，使多羥基物與分子篩表面充分反應(yīng)；多羥基物料液是用去離子水配制的濃度為10%-70%的多羥基物料液；其中加入多羥基物R的質(zhì)量比為R/SiO2=0.1~3，反應(yīng)時間為不大于100h，反應(yīng)溫度為室溫~200℃；待多羥基物與晶化物反應(yīng)結(jié)束后，收集產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)通過在分子篩晶化結(jié)束時加入多羥基物，利用多羥基物與分子篩表面羥基縮合反應(yīng)阻礙分子篩之間的團聚，克服了以往方法對分子篩晶化動力學(xué)的影響。所得的分子篩產(chǎn)品分散性好、比表面積大、易于過濾。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于沸石分子篩制備領(lǐng)域，涉及一種有利于制備高分散納米沸石分子篩的方法。
技術(shù)介紹
沸石分子篩是一種能夠在分子水平上篩分物質(zhì)的多孔材料，其骨架由TO4四面體之間共享頂點形成的多維四連接結(jié)構(gòu)組成，其中T指Si，Al或其它雜原子。沸石分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類、磷鋁類和骨架雜原子類；根據(jù)孔道環(huán)數(shù)可將沸石分子篩進一步分為小孔沸石(如八元環(huán))、中孔沸石(十元環(huán))、大孔沸石(十二元環(huán))和超大孔沸石(大于十二元環(huán))。 沸石分子篩具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)、獨特的離子交換性能、較強的吸附性能、良好的水熱/熱穩(wěn)定性以及較強的酸性，已經(jīng)在石油化工、精細(xì)化工，吸附分離和環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。自上世紀(jì)六十年代，美國Mobil公司的科學(xué)家率先將有機胺和季胺鹽作為模板劑引入到沸石分子篩的水熱合成體系中，結(jié)果成功合成出一系列高硅沸石分子篩，其中包括Beta沸石分子篩，推動了沸石分子篩的合成與應(yīng)用。其中，七十年代的ZSM-5沸石分子篩開辟了石油化工催化的新紀(jì)元。八十年代初，美國U. C. C公司科學(xué)家率先合成出磷鋁分子篩(Α1Ρ04-η)，從此打破了沸石分子篩只能由硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成的傳統(tǒng)觀念。八十年代末，一維直孔道由十八元環(huán)構(gòu)成的大孔磷酸鋁分子篩(VPI-5)的問世，又打破了沸石分子篩主孔直徑為十二元環(huán)的上限。九十年代初年，Mobil公司率先合成出MCM-22沸石分子篩。進入21世紀(jì)，沸石分子篩家族又增加了許多新成員，如MCM-70、ZSM-48、PKU-9、STA-15、UCSB-7、UCSB-9、UCSB-15、UCSB-56、SSZ-74、SSZ-65、SSZ-56、SSZ-31、ITQ-26、ITQ-34、ITQ-37、ITQ-44等。隨著沸石分子篩研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)有些沸石分子篩在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上相似，因而將沸石分子篩按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加以分類。其中以ZSM-5和ZSM-ll、ZSM-8、TS-I為代表的MFI、以MCM-22和MCM-49為代表的MWW家族和以Beta為代表的BEA家族，由于獨特的孔道結(jié)構(gòu)和良好的催化性能成為非常重要的催化材料。小晶粒分子篩由于具有更大的外表面積和孔道短、更多的空口，更高的晶內(nèi)擴散速率，以及大量的晶間孔，在提高催化劑的利用率、增強大分子轉(zhuǎn)化能力、減小深度反應(yīng)、提高選擇性、抗積碳能力等方面均表現(xiàn)出更為優(yōu)越的性能，在一些烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)中顯示更好的活性、選擇性以及強的抗積炭失活能力。以下專利和文獻介紹了小晶粒(納米)分子篩的應(yīng)用。US 19950513107 (1995 年)、US 19970844052 (1997 年)、WO 1998US07879 (1998年)、W0 1997JP02476 (1998 年)、US 19990366477 (1999 年)、CN 00122908. 7 (2000 年)、US 20010989624 (2001 年)、US 20020211202 (2002 年)、US 20030678577 (2003 年)、US 20030393374 (2003 年)、US 20020138061 (2003 年)、CN 03111347.8 (2003 年)、US 20040885314 (2004 年)、US 20040000859 (2004 年)、US 20050594076 (2005 年)、US20060557574 (2006 年)、US 20050066951 (2006 年)、CN 200710011689. 8 (2007 年)、CN200780027616. 6 (2007 年)、CN 200880004694. 9 (2008 年)、CN 200810117544. O (2008 年)、US 20090393912 (2009 年)。Applied Catalysis, A: General (1997) , 153 (1-2)，233-241、分子催化(1999),13 (6)，457-460、J Catal, 187 (1999) 167-176、Materials Chemistry andPhysics (2003) , 77 (2)，406-410、Studies in Surface Science and Catalysis(2004)，154C, 2754_2759、Catalysis Communications, 2004, 5 (4): 191_194、Appl catalA, 289 (2005) 2-9、Applied Catalysis A:General, 2005, 290 (1-2) :191-199、CatalysisToday, 2005,106 (1-4) : 149-153、Energy Fuel, 20 (2006) 1388-1391、催化學(xué)報，2007，28 (I) :34-38, Catal. Commun, 9 (2008)、化學(xué)研究，2008，19 (2):25 - 27, Chem Mater, 21(2009)641-654>Catal. Commun, 10 (2009)1582-1585>Journal of Chemical Engineeringof Japan (2009) , 42 (10)，760-766、Journal of Chemical Engineering of Japan(2009)、Pet. Sci. Technol, 28 (2010) 219-224、Applied Catalysis A:General, 2011, 397(1-2) : 13-21、Journal of Molecular Catalysis A:Chemical, 2011, 338 (1_2):24_32、Applied Catalysis A:General, 2011, 394 (1-2) : 101-104。·因此，如何更好地生產(chǎn)小晶粒(納米)已成為人們關(guān)注的問題。目前關(guān)于這方面合成的報道已有很多。以下公開專利介紹了小晶粒ZSM-5分子篩的制備方法。中國專利申請?zhí)?01210141312. 5 (2012-05-09)披露了一種高分散亞微米ZSM-5沸石分子篩的合成方法。其技術(shù)特征是，在無模板劑的體系下，通過在晶化母液中添加預(yù)晶化液和水熱合成過程中分段加堿的方法，合成得到了顆粒分布主要集中在400 500 nm的ZSM-5沸石分子篩。該方法是利用預(yù)晶化液和分段加堿的方法合成小晶粒沸石分子篩。中國專利申請?zhí)?01010261877.8 (2010-08-23)披露了一種小晶粒分子篩的制備方法。其技術(shù)特征是，使合成好的大晶粒分子篩原料進入破碎設(shè)備，進行物理破碎，產(chǎn)品分級后，得到小晶粒分子篩。中國專利申請?zhí)?01010261597.7 (2010-08-23)披露了一種小晶粒ZSM-5沸石的制備方法。其技術(shù)特征是，將噴霧干燥成型得到的10 200 μ m的硅鋁小球與模板劑、無機堿、模板劑以及水混合得到原料混合物后，加入原料混合物重量0.5 20%的導(dǎo)向劑混合均勻后在100 200°C晶化10 360 h，得到晶粒尺寸為200 1000本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高分散沸石分子篩的制備方法，其特征在于如下步驟：第一步：凝膠的配制和納米分子篩的水熱晶化第二步：在分子篩晶化結(jié)束時加入多羥基物質(zhì)在高壓容器中，配制多羥基物料液；在分子篩晶化結(jié)束時，通過氮氣加壓將多羥基物料液壓入裝有晶化物的晶化釜中，攪拌均勻，使多羥基物與分子篩表面充分反應(yīng)；多羥基物料液是用去離子水配制的濃度為10%?70%的多羥基物料液；其中加入多羥基物R的質(zhì)量比為R/SiO2=0.1~3，反應(yīng)時間為不大于100?h，反應(yīng)溫度為室溫~200℃；待多羥基物與晶化物反應(yīng)結(jié)束后，收集產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭洪臣，錢吉，聶彬劍，
申請(專利權(quán))人：大連理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：