[发明专利]蒙脱土/β分子筛复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型催化材料及其制备方法，具体的说是一种蒙脱土/β分子筛复合材料及其制备方法。

背景技术

β分子筛具有良好的热和水热稳定性，适度的酸性和酸稳定性及疏水性，其在催化反应中表现出不易结焦和使用寿命长等特点。而β分子筛由于其独特的拓扑结构，较好的热稳定性及耐磨性能，已经作为一种非常有效的催化剂活性组分，在加氢裂化、异构化、烷基化、裂解、脱蜡等石油炼制和化工过程得中到广泛应用。其具有良好的抗结焦性，并在吸附方面也表现出优良的性能，近年来已迅速发展成一种新型的催化材料。

Camblor等人(Micropor.Mesopor.Mater.25(18)(1998)57-59)以白炭黑为硅源，金属铝为铝源，四乙基氢氧化铵为模板剂，在无碱金属离子的条件下水热晶化合成出粒子大小在10～200nm的β分子筛。

Landau等人(Chem.Mater.11(8)(1999)2030-2037)则以硅溶胶为硅源，异丙醇铝为铝源，在低钠离子含量、高浓度下合成出粒径为60～100nm的β分子筛聚集体，并且发现其由更小的初级粒子(10～20nm)聚集构成。

美国专利(专利号6827924，申请日2002年11月29日)公开了一种β分子筛的合成方法，其特点是控制陈化时间，以及正硅酸乙酯的水解速度，然后晶化形成沸石分子筛。

分子筛在分离的过程中以及在催化反应过程中很容易发生烧结，聚集成更大的颗粒，影响其催化效能。目前解决这一问题的方法主要是将其生长在粘土载体上，或者以粘土载体为原料进行制备。

US4493902公开了一种在高岭土微球上原位晶化合成沸石分子筛Y晶粒的方法，其特点是在高岭土微球成型前加入所谓的晶种，然后原位晶化形成沸石分子筛Y。

CN1393402A公开了一种高岭土微球担载纳米沸石分子筛Y的制备方法，其特点是先制备导向剂，向导向剂中加入柠檬酸钠，然后将焙烧后的高岭土微球加入到前述溶液晶化，制得由高岭土微球担载的纳米沸石分子筛Y产物。

上述公开的专利表明小晶粒的分子筛合成研究已基本完成，小晶粒分子筛的抗烧结能力是目前的研究热点，粘土作为小晶粒分子筛的担体，能够抑制分子筛的烧结。但是高岭土并不是唯一适合作为小晶粒分子筛担体的粘土。蒙脱土本身具有较高的热稳定性和水热稳定性，同时层间的阳离子具有可交换性，能够调节材料本身的酸碱性。而且由于蒙脱土特有的2∶1的层状结构为其进行支撑，从而可以形成具有介孔结构的材料。若是将β分子筛担载在蒙脱土上，将得到一种新型的复合催化材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种蒙脱土/β分子筛复合材料，本发明的另一个目的是提供一种该蒙脱土/β分子筛复合材料的制备方法。

本发明蒙脱土/β分子筛复合材料的组成为：以复合材料的重量为基准，β分子筛含量为30wt％～50wt％，β分子筛晶粒大小为100～600nm，Si/Al摩尔比为8～20，该复合材料同时具有蒙脱土和β分子筛的XRD特征谱图。对该复合材料的扫描电镜(SEM)和X光衍射(XRD)分析表明，该复合物中蒙脱土和β分子筛互生，蒙脱土分散在分子筛基质中，分子筛晶粒“生长”在粘土周围。合成的蒙脱土/β分子筛复合材料具有小晶粒分子筛的特点。

复合材料的性质在日本理学公司生产的D/max2500型XRD仪(实验条件为：电压40Kv，电流80mA，6°/min扫描)和日本电子公司JSM-6301F冷场SEM上表征。

本发明蒙脱土/β分子筛复合材料的制备方法为：

首先制备摩尔配比为(60～90)SiO₂∶Al₂O₃∶(8～14)R∶(1～4)Na₂O∶(600～1000)H₂O的导向剂(式中R为模板剂)，并按照(10～60)SiO₂∶Al₂O₃∶(2～18)Na₂O∶(500～1000)H₂O的摩尔配比制备分子筛凝胶，将制备好的导向剂加入到分子筛凝胶中，搅拌均匀得到反应凝胶混合物，然后加入蒙脱土微球，搅拌均匀后，在120～150℃下水热晶化2～8天，最好是4～6天，取出上述产物进行固液分离、洗涤和干燥，即得到所述蒙脱土/β分子筛复合材料。