[发明专利]一种高含铁量的Fe-MCM-41分子筛的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明是一种高铁含量的MCM-41分子筛的制备方法。

二、背景技术

1992年美国Mobil公司合成了具有大的比表面积、孔道呈规则六方形排列并可调节的有序介孔分子筛系列M41S(孔径为1.6-10nm)(Nature，1992，359：710-712)，由于它的这些显著特点，它在催化、吸附、材料等领域中具有广阔的应用前景。为提高其催化活性，需在分子筛骨架上引入杂原子，当硅骨架上引入三价杂原子Fe³⁺后会引起骨架上的电荷不平衡，产生质子酸B酸，因此，引入骨架的三价杂原子Fe³⁺的量影响了改性分子筛的催化活性。含铁的介孔分子筛在苯或烷烃的选择氧化，芳烃烷基化和苯酚羟基化等方面具有很好的催化活性能。S.Samanta(Ind.Eng.Chem.Res，2003，42：3012-3018)采用控制pH值为8-8.5以避免产生铁的氧化物和氢氧化物沉淀的产生，制备了含8.2wt％Fe的Fe-MCM-41分子筛，Cheng Wu等(Microporous Mesoporous Mate，2008，113：163-170)采用溶胶凝胶法和水热处理相结合的方法制备了Fe/Si摩尔比为0.091的Fe-MCM-41分子筛。分子筛中的铁含量依然有待提高。

三、发明内容

1、发明目的：本发明提供了一种高铁含量的Fe-MCM-41分子筛的制备方法，其目的在于提高其催化活性。

2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

室温下将铁源硝酸铁和螯合剂溶解在去离子水中搅拌20-60min，加入有机模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，搅拌30-120min，加入硅源正硅酸乙酯，搅拌30min-120min，用无机碱调节pH值为7-11，搅拌2-6h。其摩尔组成为CTAB∶SiO₂＝0.1-0.25，TA∶SiO₂＝0.05-0.6，H₂O∶SiO₂＝70-150，TA为螯合剂。然后在90-130℃自升压力水热条件下晶化48-120h，将净化后产物冷却至室温后，抽滤，洗涤至中性，烘干，焙烧得到目标产品。

所述的铁源的螯合剂为酒石酸钠。

所述的无机碱为氢氧化钠或氨水。

所述的焙烧过程是在1℃/min的条件下程序升温至500℃-600℃保温5h。

3、优点及效果

本发明的方法合成的高含铁量的介孔分子筛保持了传统MCM-41的有序介孔孔道的结构特点，同时引入了含量高达7wt％-14wt％的杂原子铁进入分子筛骨架，从而使分子筛骨架产生更多的B酸和L酸。比表面积为700-1200m²g^-1，孔体积为0.7-3.0cm³g^-1，具有很强的潜在应用价值。

四、附图说明

附图1为实施例1中的样品Fe-MCM-41的X射线衍射图。

附图2为实施例2中的样品Fe-MCM-41的X射线衍射图。

附图3为实施例3中的样品Fe-MCM-41的X射线衍射图。

五、具体实施方式

下面通过实施例对本发明的内容作进一步的详细说明，但并不因此而限制本发明。

以下所用的水均为去离子水；所用的试剂均采用分析纯试剂；所得成品的X射线衍射测定是用粉晶衍射测试，所用仪器为日本理学D/max-RA型X射线衍射仪，电压30kV，电流30mA，扫描范围0.5°至10°2θ；样品的比表面积和孔径分布测试采用Micromeritics公司的ASAP 2010型表面积和孔径分析仪，测试前样品在300℃真空下前处理5h，测试样品在液氮温度77K下的氮气吸附脱附等温线，比表面积采用Brunauer-Emmett-Teller(BET)法计算，孔径分布和孔体积采用Barrett-Joyner-Halenda(BJH)法计算。X射线荧光分析(XRF)采用Philips公司Magix-601型X射线荧光光谱仪。

实施例1