[发明专利]具有微孔孔道的立方介孔分子筛催化剂及制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有微孔孔道的立方介孔分子筛催化剂，属于催化化学、无 机化学与物理化学领域。

本发明还涉及该催化剂制备方法和用途。

背景技术

微孔分子筛是重要的择形催化剂，具有均匀发达的微孔和强酸性，但其孔 径较小，大分子难以进入孔道，这大大限制了其工业应用范围。1992年，Mobil 公司首次报道了在水热体系中合成出新型介孔分子筛系列材料M41S。与微孔分子 筛相比，介孔分子筛不仅具有较大的孔径，同时还具有较大的比表面积，但其酸 强度不够，水热稳定性较差，同样阻碍了其在工业生产中的应用。

六方MCM—41和立方MCM—48介孔分子筛是长程有序的介孔材料，由于其孔 壁是无定形结构，具有较弱的酸性，限制了其应用范围。现已采用多种改进方法 来提高其酸强度和水热稳定性，但所合成的材料均为六方结构。

与本发明最相近的现有技术是Zongtao Zhang，Yu Han，Feng-Shou Xiao等人 的文章，发表在J.Am.Chem.Soc.2001，文章公开了先制备含有沸石初级或二级基 本结构单元的前驱体，然后利用前驱体与表面活性剂之间的自组装作用，得到强 酸性和超高水热稳定的六方介孔材料的方法。而具有立方结构的材料很少见文献 报导。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，而提供一种强酸性和高 水热稳定性好具有微孔孔道的立方介孔分子筛催化剂，从而为工业生产的应用提 供依据。

本发明还提供该催化剂的制备方法和用途。

本发明的目的是采用的下列技术方案实现的：

具有微孔孔道的立方介孔分子筛催化剂，该催化剂以硅、铝、氧原子为基本 组分，它具有立方介孔和强酸性，含有微孔和中孔两种孔道，微孔部分由硅铝前 驱体构成，中孔部分由MCM-48硅铝酸盐构成。

具有微孔孔道的立方介孔分子筛催化剂的制备方法，它采用下述按摩尔配比 的原料和方法进行：

原料包括铝源、硅源、氢氧化钠、模板剂、表面活性剂和去离子水，各原料 摩尔配比为：

铝源中Al₂O₃           1.0

硅源中SiO₂            20～600

氢氧化钠              3.5～4.5

模板剂                10～60

表面活性剂            8～80

去离子水              1000～6000，

所述铝源是偏铝酸钠或硫酸铝，摩尔数以Al₂O₃含量计算，

所述硅源是白炭黑或正硅酸乙酯，摩尔以SiO₂含量计算，

所述模板剂是四乙基氢氧化铵或四乙基溴化铵，

所述表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵或十四烷基三甲基溴化铵，

将含1.0摩尔三氧化二铝的铝源、3.5～4.5摩尔的氢氧化钠和含10～60摩 尔模板剂质量百分数为10％的模板剂水溶液混合后再加入含20～600摩尔二氧化 硅的硅源，搅拌2小时后，将反应物加入聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜置入烘 箱中，在80～140℃下进行一次晶化3～8小时，产生硅铝前驱体，再将8～80摩 尔的表面活性剂和1000～6000摩尔去离子水，减去模板剂水溶液中的水，其余量 水混合均匀后，加入到硅铝前驱体中，搅拌均匀的反应物转入聚四氟乙烯反应釜 中，将反应釜置入烘箱中在80～140℃下进行二次晶化24～108小时，自组装形 成中微孔分子筛材料，经过滤、洗涤，室温干燥、400～700℃焙烧4～8小时，脱 出模板剂，得到本发明的分子筛催化剂。