[发明专利]一种具有共生结构的MTW沸石纳米棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有共生结构的MTW沸石纳米棒及其制备方法，MTW沸石纳米棒具有微孔‑介孔‑大孔多级孔结构，MTW沸石纳米棒平均直径为40‑50nm。在该MTW沸石纳米棒制备过程中首先通过将Bola型季铵盐结构导向剂、碱加入到水中形成混合溶液，再在40℃条件下加入铝源、硅源，最后转入聚四氟乙烯反应釜中晶化，通过对过滤、洗涤、干燥后得到的样品进行高温下焙烧制备得到MTW沸石纳米棒。本发明公开的MTW沸石纳米棒具有共生结构，对1,3,5‑三异丙基苯的裂解反应具有较高的催化活性，本发明公开的制备方法制备效率高，产率超过90％，制备方法简单，成本低，具有工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种分子筛及其制备方法，尤其涉及一种具有共生结构的MTW沸石纳米棒及其制备方法。

背景技术

沸石分子筛具有规则的孔道体系，很高的水热稳定性，极强的吸附能力和离子交换能力等优点，因而被广泛地应用于催化剂，吸附剂，离子交换剂等，然而沸石的微孔尺寸一般小于2nm，因此限制了其在催化领域的应用。在沸石骨架中引入介孔，可以有效地解决分子在沸石孔道中扩散和传质难的问题，硬模板法，软模板法以及双亲性分子直接导向合成介孔沸石的方法分别被提出。但是，繁琐的后处理过程以及较高的模板剂合成代价限制了这些方法在工业中的应用。而具有共生结构的纳米分子筛由于其独特的孔道尺寸，较小的晶粒尺寸，相对简单的结构导向剂等，不仅缩短了分子在沸石孔道中的传输距离，提高了催化效率，而且纳米颗粒间的定向排列形成了多级孔结构，有利于大分子参与的催化反应，同时共生结构的存在使得沸石具有独特的孔道体系，因此具有巨大的潜在应用价值。近十年来，具有共生结构的多级孔MFI沸石和FAU沸石相继被报道。但是，目前的文献报道中尚无合成具有共生结构的多级孔MTW沸石的报道。

综上所述，沸石由于其结构中只存在微孔(<2nm)，尺寸较小的孔径限制了大分子的进入和传输，从而限制了其在催化领域的应用，通过硬模板法或者软模板法在沸石中引入介孔(2-50nm)或大孔(>50nm)，需要经历硬模板的合成和脱除或者多个步骤合成有机模板剂这一繁琐过程，耗时长、代价高，工业推广应用价值低，目前通过化学方法合成的具有共生结构的多级孔分子筛局限于MFI和FAU这两种沸石类型，可供选择少。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是针对硬模板法，软模板法以及双亲性分子直接导向合成介孔沸石的方法中存在的繁琐的后处理过程以及较高的模板剂合成代价问题，开发出一种沸石分子筛，该沸石分子筛可以广泛地应用于催化剂，具有独特的孔道尺寸，较小的晶粒尺寸，相对简单的结构导向剂等，不仅可以缩短分子在沸石孔道中的传输距离，还可以提高催化效率，具有巨大的工业应用价值。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有共生结构的MTW沸石纳米棒及其制备方法。具体技术方案如下：

本发明公开了一种具有共生结构的MTW沸石纳米棒，该MTW沸石纳米棒具有共生结构。

进一步地，MTW沸石纳米棒具有微孔-介孔-大孔多级孔结构，其中微孔孔径小于2nm，介孔孔径为2-50nm，大孔孔径大于50nm。

进一步地，MTW沸石纳米棒平均直径为40-50nm。

本发明公开的具有共生结构的MTW沸石纳米棒通过如下步骤制备获得：

步骤一，将Bola型季铵盐结构导向剂、碱加入水中，控制Bola型季铵盐结构导向剂、碱和水的摩尔比为2-3：6：700-800，进行搅拌溶解，得到第一混合溶液。

进一步地，Bola型季铵盐结构导向剂通过使用Bola型季铵盐分子经过一步有机合成制备。

进一步地，碱为氢氧化钠。

进一步地，Bola型季铵盐结构导向剂为溴化1,4-二(1-甲基吡咯烷基)丁烷、溴化1,5-二(1-甲基吡咯烷基)戊烷和溴化1,6-二(1-甲基吡咯烷基)己烷中的任一种。