[发明专利]多级孔道硅铝沸石分子筛、合成方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级孔道硅铝沸石分子筛、合成方法及其用途。

背景技术

多级孔道分子筛(hierarchicalzeolites)是一类同时含有微孔结构和介孔结构的沸石分子筛，兼具微孔沸石分子筛的高酸性、择形性、高水热稳定性与介孔沸石分子筛的良好传质性能。目前已有的报道包括：多级孔道β沸石(CN200410050727.7、CN200610001332.7)、ZSM-5(CN200610001333.1、CN201210011147.1)、TS-1(CN200510130858.0、CN201010501473.1)SAPO-11(CN201010262190.6、CN201010262205.9)等。这些报道中涉及的方法均采用较为昂贵的原料与较为复杂的工艺流程，不具备大规模生产放大的可行性。

MWW为国际分子筛协会(IZA)命名的一系列分子筛结构的总称，其硅铝形态包括MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ2等分支结构。MCM-22和MCM-49是MWW分子筛家族中最为重要的两种分支结构。

MCM-22最早由由美孚公司(ExxonMobile)合成并报道(US4954325)，根据国际分子筛协会(IZA)的命名与归类，隶属于MWW类结构。MWW型分子筛的最主要特征是含有层状结构，其他主要的MWW型分子筛包括MCM-49(US5236575)，MCM-36(US5229341)，MCM-56(US5362697)，ITQ-2(US6231751)等。

在中国大陆地区，美孚公司报道了多次关于MCM-22沸石分子筛的合成制备方法，例如文献CN200780005441.9、CN200780027616.6，可以在160℃以上的温度下晶化得到晶粒大小为1μm左右的MCM-22产物。国内其他科研机构也报道一些MCM-22沸石分子筛合成方面的专利，例如CN200710037101.6、CN201010221287.2、CN201010264235.3、CN201010513962.9等，其侧重点均针对常规MCM-22的合成，合成得到的MCM-22分子筛仅含有微孔或大部分的微孔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种具有多级孔道硅铝沸石分子筛，尤其在于提供一种具有MWW型结构特征的多级孔道硅铝分子筛。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种多级孔道硅铝沸石分子筛的合成方法，尤其在于提供一种具有MWW型结构特征的多级孔道硅铝分子筛的合成方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种多级孔道硅铝沸石分子筛的用途，尤其在于提供一种具有MWW型结构特征的多级孔道硅铝分子筛的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：一种多级孔道硅铝沸石分子筛，同时具有纳米级介孔和微孔；其中，以比表面积百分比计，孔径为2～100纳米的介孔占50～75％，孔径为0.5～2纳米、但不为2纳米的微孔占25～50％。

上述技术方案中，优选地，以比表面积百分比计，介孔占60～75％，微孔占30～40％。

上述技术方案中，优选地，所述多级孔道硅铝沸石分子筛具有MWW型分子筛的结构特征。

为解决上述技术问题之二，本发明采取的技术方案为：一种多级孔道硅铝沸石分子筛的合成方法，包括以下步骤：

a)硅源在有机物前驱体溶液中等体积浸渍，得到混合物Ⅰ；所述有机物前驱体选自淀粉、蔗糖、分子量300～4000的聚乙二醇或酚醛树脂中的至少一种；

b)混合物Ⅰ干燥后，在惰性气氛下炭化，得到混合物Ⅱ；

c)混合物Ⅱ与碱溶液接触，得到混合物Ⅲ；

d)混合物Ⅲ与铝源、水和模板剂混合形成溶胶；以摩尔比计，所述溶胶中SiO₂/Al₂O₃＝10～200，Na₂O/SiO₂＝0.01～0.20，H₂O/SiO₂＝8～50，模板剂/SiO₂＝0.05～0.50；

e)溶胶水热晶化，经洗涤、干燥后得到所述多级孔道硅铝沸石分子筛。

上述技术方案中，优选地，所述有机物前驱体选自蔗糖或分子量2000的聚乙二醇中的至少一种。