[发明专利]一种空心P型沸石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种P型沸石及其制备方法，特别是涉及一种空心P型沸石及其制备方法。

背景技术

近年来，有关空心分子筛的研究已成为化学和新材料科学等领域的研究热点。空心分子筛由于具有多级结构和大比表面积等独特的物理化学性质，在择形吸附剂、催化剂、药物缓释剂及微反应器等方面显示出广阔的应用前景，受到了越来越多的关注。

现已开发出多种空心分子筛合成制备技术，包括模板法、层层自装法、水/溶剂热法等。“IM-5分子筛空心球的合成与表征”（石油与天然气化工，2012年第41卷，第5期），合成了一种空心球状的IM-5分子筛，该IM-5空心球的直径约6μm，孔壁由30～150nm的小晶粒IM-5分子筛构成。其合成过程是将十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠、氯化铝和1，1＇-（戊甲撑）-二（1-甲基吡咯烷鎓）溴化物依次溶解到蒸馏水中，然后再将白炭黑分批加入上述体系中，形成均匀的凝胶。将凝胶与一定量的十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀后放置于内衬聚四氟乙烯的压力容器中，然后升温至170℃恒温7天，最终合成出IM-5分子筛空心球。“添加脂肪族多元醇水热制备空心沸石”（化工矿物与加工，　　　　　　　　　　　2005年第4期），以Al₂(SO₄)₃·(14～18)H₂O和Na₂SiO₃·5H₂O为主要原料，通过加入一类脂肪族多元醇，用NaOH溶液调整pH值，经过水热晶化得到两种产物。一种是方沸石和方钠石晶体的复合体，为直径小于5μm的空心球；另外两种都为P型沸石，为空心的八面体，大小约30μm。

专利CN1480401A公开了一种沸石空心微球的液固相制备方法，该发明是以中孔氧化硅微球为模板和硅源，将纳米沸石晶种在静电作用下组装到氧化硅微球表面，然后通过液固相处理技术在无硅溶液中二次生长制备沸石空心微球。

“弱碱刻蚀法制备空心ZSM-5沸石微球及其吸附性能”（石油学报（石油加工），2012年，第28卷增刊1）报道了空心沸石材料的制备方法，其过程为先后将介孔模板剂（三嵌段共聚物）、去离子水、铝和硅的前驱体和沸石结构导向剂混合、搅拌至固化形成凝胶，并干燥，然后将上述干燥后的干凝胶用蒸汽辅助的方法晶化处理。产物经过洗涤、干燥并煅烧后用碳酸钠溶液在70℃恒温下处理，最后得到空心沸石微球。

专利CN101580247A 公开了一种有序介孔空心沸石材料及其一步水热合成方法。该专利先用异丙醇铝，水，乙醇，正硅酸乙醋以及四丙基氢氧化铵混合搅拌后，制备得到沸石母液。再将母液加入到表面活性剂阳离子型长链烷基三甲基溴化铵或氯化铵中；然后经过水热晶化，焙烧，得到有序介孔空心沸石分子筛。

专利CN102491366A一种中空式ZSM-5纳米沸石的制备方法，公开了一种空心ZSM-5纳米沸石的制备方法。该专利是将ZSM-5纳米沸石与季铵盐与氢氧化钠按摩尔比为1:1的混合物、季铵盐与氢氧化钾按摩尔比为1:1的混合物、正丁胺和季铵碱，在80~200℃下处理10-200 h，最后得到空心的ZSM-5沸石。

目前公开的关于空心分子筛的制备方法中，制备工艺都比较复杂，工艺流程较长，而且大多使用的昂贵的有机添加剂，不适宜工业化生产。但是由于空心分子筛具有独特的物理化学性质，在择形吸附剂、催化剂、药物缓释剂及微反应器等方面显示出广阔的应用前景，因此开发新型的空心分子筛及新的合成技术就更加显得重要。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种空心P型沸石及其制备方法，本发明提供的空心P型沸石的制备方法简单易行，制备过程绿色环保。

本发明方法制备的空心P型沸石具有如下特征：所制备的产物经X-射线衍射仪表征，其晶型为P型沸石，经透射电子显微镜表征，为空心结构的晶体，晶体中心部分为空心状态，晶体的颗粒直径为100～1500nm，颗粒壁厚为30～500nm，表面积为20～150m²/g，孔容为0.01～0.13cm³/g。

本发明提供一种空心P型沸石制备方法，包括以下步骤：

（1）将无机碱溶解于水中，待溶解后加入铝源，待混合均匀后加入beta沸石，搅拌20～60 min；

（2）将步骤（1）得到的混合物装入密闭耐压容器中，在50～170℃条件下恒温21～70h，然后经分离、洗涤和干燥得到空心P型沸石。