[发明专利]含有介孔结构的丝光沸石、其制得的氢型丝光沸石催化剂及催化剂的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种含有介孔结构的丝光沸石(MOR-M)，以及由该含有介孔结构的丝光沸石制得的氢型丝光沸石催化剂，以及氢型丝光沸石催化剂的应用。

(二)背景技术

微孔沸石分子筛作为固体酸催化剂或催化剂的载体广泛应用于石油炼制、精细化学品的合成工业中。

传统的微孔丝光沸石分子筛(MOR)作为催化剂广泛应用于烷基化反应中，具有非常好的产品选择性，例如，在萘的异丙基化制备2，6-二异丙基萘。但是，作为一种酸性沸石分子筛催化材料，其较小的孔道尺寸(0.65×0.70nm)成为其作催化剂广泛应用的重要缺陷，尤其是当反应物分子的尺寸超过了微孔沸石分子筛的孔口直径时这种缺陷则更加严重。

因此，如果能在传统的微孔MOR沸石分子筛中引入介孔，无疑有利于大分子的催化转化，同时还可以保持传统分子筛的强酸性质。

最近几年，人们尝试利用不同的模板技术制备具有介孔结构的沸石晶体。如采用纳米活性碳为硬模板、碳的气凝胶为模板、碳纳米管为模板合成了具有BEA、MFI等结构的介孔沸石。但是到目前为止，含有介孔结构的丝光沸石仍没有被合成出来。

(三)发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种含有介孔结构的丝光沸石(MOR-M)，所述的MOR-M沸石具有传统分子筛微孔结构的同时，还具有大量的介孔结构，且合成方法简单、对设备要求不高，生产分子筛的企业利用现有的设备即可投入生产。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种由所述的含有介孔结构的丝光沸石制得的氢型丝光沸石催化剂(HMOR-M)，由于大量介孔结构的存在，有利于大分子的扩散，使催化剂不易积碳失活。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种所述HMOR-M沸石催化剂在芘的烷基化反应中的应用，所述HMOR-M沸石催化剂可使得芘的转化率大幅提高。

下面具体阐述本发明的技术方案。本发明提供了一种含有介孔结构的丝光沸石，所述的含有介孔结构的丝光沸石是以水玻璃或硅溶胶或白炭黑为硅源，以铝酸钠和/或硫酸铝为铝源，以牢度提升剂DM-2588为软模板剂，通过传统水热合成法制备得到。

具体的，当以水玻璃为硅源时，本发明推荐所述的含有介孔结构的丝光沸石的制备包括如下步骤：

(1-1)配制硫酸铝水溶液①，其中硫酸铝的浓度为4-10.5wt.％，加入一定量的水玻璃，所述的水玻璃中SiO₂浓度为4-5.0mol/L，Na₂O浓度为1-2.0mol/L，搅拌0.5-3小时；然后加入铝酸钠水溶液②，铝酸钠水溶液②中铝酸钠的浓度为1.5-4.5wt.％，搅拌0.5-3小时后加入牢度提升剂DM-2588，再继续搅拌0.5-3小时；所述原料的投料比以Al₂O₃∶Na₂O∶SiO₂∶H₂O的摩尔比计为1∶(5-15)∶(15-50)∶(450-800)，其中Al₂O₃的来源为硫酸铝和铝酸钠，Na₂O的来源是水玻璃和铝酸钠，SiO₂的来源为水玻璃；所述牢度提升剂DM-2588与水玻璃的投料体积比为0.2-0.6∶1；

(2-1)将步骤(1)所得混合液置于高压釜中晶化，得到含有介孔结构的丝光沸石。

进一步，本发明优选步骤(1-1)中所述原料的投料比以Al₂O₃∶Na₂O∶SiO₂∶H₂O的摩尔比计为1∶(6-11)∶(20-38)∶(500-650)。

进一步，本发明优选步骤(1-1)中所述牢度提升剂DM-2588与水玻璃的投料体积比为0.2-0.4∶1。

本发明步骤(2-1)所述的晶化条件为：晶化温度为150-190℃，晶化时间24-96小时。

进一步，优选步骤(2-1)所述的晶化条件为：晶化温度为160-180℃，晶化时间48-72小时。

具体的，当以硅溶胶为硅源时，本发明推荐所述的含有介孔结构的丝光沸石的制备包括如下步骤：