[发明专利]一种制备DD3R分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体公开了一种制备亚微米级的DD3R分子筛的方法。

背景技术

分子筛具有均匀的分子尺度的孔道，在催化和吸附分离等领域有着广泛的应用。DD3R分子筛(其国际分子筛协会结构代码为DDR)是一种小孔的纯硅分子筛，具有三维的孔道结构，孔道大小为0.36×0.44nm，接近大量常见的小分子气体的动力学直径。因此，根据分子筛分效应，DD3R对于小分子混合物的分离，如CO₂-CH₄、O₂-N₂、丙烯-丙烷、水-醇等，具有极高的选择性(Journal of Membrane Science 316(2008)35–45)。同时，由于DD3R分子筛具有全Si的骨架结构，具有极高的热、化学和溶剂稳定性以及强疏水性，因而能够适用于苛刻的环境(如高温，高压，腐蚀性，溶剂等环境下)，在吸附-分离等领域有着广阔的应用前景。

纯相且尺度均匀的DD3R晶体对于气体吸附及扩散分离是十分关键的。从工业应用角度考虑，寻求一种高产率、高重复率的DD3R快速合成方法利于DD3R的大规模生产及吸附分离应用。

DD3R分子筛虽然应用广泛，但其合成十分困难，传统的水热合成需要25天。目前，关于DD3R的文献报道多采用动态合成方法(State of the Art 1994,1159–1166)，即采用乙二胺为矿化剂(助剂)，将结构导向剂金刚烷胺、矿化剂乙二胺、硅源正硅酸四乙酯和水按一定的配比(471Adam:100SiO₂:404EDA:11240H₂O)分别经过1小时振荡、1小时超声、冰浴冷却、368K老化12小时等繁琐的工艺及流程，并在433K下旋转动态晶化长达25-48天方可得到DD3R分子筛。其合成时间长，成本昂贵、工艺繁琐，产物收率低且重复性差，这极大地阻碍了对DD3R沸石分子筛的深入研究及其工业化应用。目前尚未有快速的合成均匀亚微米级DD3R分子筛的专利报道发明内容

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种亚微米级的DD3R分子筛的方法，克服了现有技术中DD3R合成困难，合成时间长，成本昂贵、工艺繁琐，产物收率低且重复性差的缺陷。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

一种制备DD3R分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：将硅源、金刚烷胺、水和乙二胺混合溶解，搅拌老化后在120～240℃下微波加热反应3～48h，经洗涤、离心烘干得到DD3R分子筛晶体。

优选地，所述硅源为选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、硅酸钠、硅溶胶和白炭黑中的一种或多种。

优选地，所述硅源中的SiO₂、水、金刚烷胺和乙二胺的摩尔比为1:10～300:0.1～2:0.5～6。

优选地，所述搅拌老化的时间为0.01～5天。

更优选地，所述搅拌老化的时间为1～5天。

优选地，上述微波加热反应3～24h。

优选地，反应温度为160℃。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

将所述DD3R分子筛晶体磨碎至粒径为2～8微米后作为分子筛晶种；将硅源、金刚烷胺、

水、乙二胺混合溶解，搅拌老化后加入分子筛晶种；在60～240℃下微波加热反应6～24h；

经洗涤、离心烘干获得亚微米级DD3R分子筛。

优选地，所述分子筛晶种占硅源、金刚烷胺、水、乙二胺总质量的0.01～0.5wt％。

优选地，所述分子筛晶种占硅源、金刚烷胺、水、乙二胺总质量的0.046～0.460wt％。

优选地，所述硅源中的SiO₂、水、金刚烷胺和乙二胺的摩尔比为1:10～300:0.1～2:0.5～6。

优选地，采用球磨机将所述DD3R分子筛晶体磨碎至分子筛晶体粒径为2～8微米，球磨转速为300～500转/分钟，球磨时间为3～24小时。

优选地，所述硅源为选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、硅酸钠、硅溶胶和白炭黑中的一种或多种。

优选地，制备亚微米级DD3R分子筛的方法中，在160℃下微波加热反应6h。

优选地，所述搅拌老化的时间为0.01～5天。

更优选地，所述搅拌老化的时间为1～5天。

本发明还公开了一种分子筛，由上述所述方法制备获得。