[发明专利]一种纳米silicalite-1型分子筛的合成方法

说明书

一种纳米silicalite‑1型分子筛的合成方法，采用干胶法（Dry gel conversion method），以颗粒尺寸为300nm的二氧化硅小球作为silicalite‑1合成过程所需硅源，调整合成时间，在180℃晶化2 h,获得具有规整结构的纳米级silicalite‑1分子筛，颗粒尺寸介于200‑500 nm之间。对比传统的水热合成法及采用比表面积为200和380m²/g发烟二氧化硅作为硅源时，以纳米二氧化硅小球作为硅源大大降低了合成时间，且合成silicalite‑1晶体颗粒的尺寸相对较小，粒度较均匀。

技术领域

本发明专利属于材料合成技术领域，尤其涉及纳米级具有MFI结构的分子筛合成方法即一种纳米silicalite-1型分子筛的合成方法。

背景技术

分子筛是指由笼或孔道组成的具有三维结构的硅铝酸盐晶体。分子筛应用范围广泛，包括工业上广泛用作吸附剂、离子交换剂、催化剂等；另外分子筛在分离、化学传感器、仿佛涂层、低介电常数材料、亲水抗菌涂层等方面的应用已成为研究的前沿和热点之一。ZSM-5沸石是在1972年由美国Mobil公司首先开发的。1978年，Kokotailo等确定了ZSM-5的拓扑结构，由硅氧四面体和铝氧四面体等初级结构单元通过氧桥连接，构成了五元环的次级结构单元，并进一步形成了ZSM-5的三维微孔骨架结构。其中，silicalite-1是具有MFI拓扑结构的全硅分子筛。由于骨架不含铝元素，silicalite-1具有更好的耐高温性和很强的憎水、亲油特性。因此，silicalite-1在催化与分离技术领域有广泛的应用价值。此外，由于silicalite-1合成过程中无铝及其他无机离子的影响，其合成过程是研究分子筛合成机理、分子筛结晶度调控、颗粒大小及分布等的重要手段。因此，silicalite-1的合成研究是研究ZSM-5系列分子筛合成的一个重要方向。现有的silicalite-1的合成方法有多种，但普遍存在纳米分子筛silicalite-1合成周期长，产物结晶度较低的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，现通过采用硅球作为silicalite-1合成过程所需硅源，调整合成时间，得到具有规整结构的纳米级silicalite-1分子筛，以硅球作为硅源大大降低了合成时间，且合成颗粒的尺寸相对较小，粒度较均匀。

一种纳米silicalite-1型分子筛的合成方法，所需硅球制备过程为：

1、移取3 mL 28 % NH3·H2O与13.8 mL的去离子水混合，称为A溶液；

2、移取1.5 mL的TEOS与15.2 mL的乙醇混合，称为B溶液；

3、将B溶液快速倒入A溶液中，且尽量不要让B液碰触A液的烧杯壁，混合后将此溶液在室温下剧烈搅拌2 h，离心，乙醇洗涤三次，60 °C烘箱内烘干过夜。

一种纳米silicalite-1型分子筛的合成方法，其制备过程为：

1）移取20mL 25 %的TPAOH水溶液于50mL烧杯中；

2）加入10g二氧化硅小球，直径范围为50-500nm，搅拌均匀后，将该烧杯用封口膜封住，室温静置1h；

3）将所得混合物中多余的液体用滤纸吸出，然后将该混合物放入40℃烘箱中，烘干1.5h；

4)将所得的混合物移入100 mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢水热釜内，于 180℃晶化特定时间；

5）取出上述水热釜冰水浴降至室温后，取出晶化后制得的样品 80℃烘干过夜；

6）将样品在玛瑙研钵中进行研磨，并将得到的粉末样品放置于方形坩埚中，以3℃/min，升至550℃，在550℃停留5h，焙烧脱除模板剂。