[发明专利]1，3‑六乙基氢氧化丙二胺及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及硅铝酸盐沸石分子筛合成技术，尤其涉及1，3-六乙基氢氧化丙二胺及制备方法和应用,1，3-六乙基氢氧化丙二胺可作为有机胺模板剂制备ZSM-5分子筛。

背景技术

ZSM-5分子筛是由美国Mobile公司于1972年首先开发出的一种高硅三维交叉直通道的新结构沸石分子筛。ZSM-5分子筛的晶体结构由硅(铝)氧四面体所构成。硅(铝)氧四面体通过公用顶点氧桥形成五元硅(铝)环,8个这样的五元环组成ZSM-5分子筛的基本结构单元。ZSM-5分子筛的孔道结构由截面呈椭圆形的直筒形孔道(孔道尺寸为0.54nm×0.56nm)和截面近似为圆形的Z字型孔道(孔道尺寸为0.52nm×0.58nm)交叉所组成。由于其独特的孔结构不仅为择形催化提供了空间限制作用,而且为反应物和产物提供了丰富的进出通道,也为制备高选择性、高活性、抗积炭失活性能强的工业催化剂提供了晶体结构基础。由此,其成为了石油工业中择形反应中最重要的催化材料之一。不仅如此,ZSM-5分子筛在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用。因此,对ZSM-5分子筛的研究具有重要的理论意义和实践价值。

美国Mobil石油公司发明的ZSM-5分子筛(USP3702886，1972年)已在烃类的择形裂化、烷基化、异构化、歧化、脱蜡、醚化等石油化工过程中得到了极其广泛的应用。USP 3702886中报道的ZSM-5分子筛的合成方法是将硅源、铝源、碱、水以及四丙基氢氧化铵有机模板剂混合制成反应混合物，然后将此反应混合物在140～200℃下晶化6小时至60天。

在众多合成ZSM-5分子筛方法中，特别是高硅ZSM-5分子筛的合成中都需要以一定的有机胺或季铵盐作为模板剂，由此可见模板剂在合成中的重要性。模板作用是指模板剂在微孔化合物生成过程中起着结构模板作用，导致特殊结构的生成。结构导向作用有严格的结构导向作用和一般结构导向作用。严格导向作用是指一种特殊结构只能用一种有机物导向合成；但在ZSM-5分子筛合成过程中，有机胺或季铵盐起着一般结构导向作用：一方面模板剂在骨架中有空间填充的作用，能稳定生成的结构；另一方面，模板剂影响产物的骨架电荷密度，这是因为分子筛微孔化合物均含有阴离子骨架，需要模板剂中阳离子平衡骨架电荷。

四丙基氢氧化铵作为合成ZSM-5分子筛的模板剂。虽然有很强的模板效应,能够合成高硅铝物质的量比的ZSM-5晶体,且合成的ZSM-5分子筛结晶度高。但四丙基氢氧化铵季铵盐价格昂贵,合成成本相对较高,严重制约了ZSM-5沸石分子筛的工业化进程。因此众多学者开始探索利用新的模板剂来合成ZSM-5分子筛。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种新的用于制备ZSM-5分子筛的模板剂1，3-六乙基氢氧化丙二胺(1,3-(C₂H₅)₃NC₃H₆N(C₂H₅)₃(OH)₂)，该模板剂制备工艺简单，价格低廉，以在基本上不改变原有ZSM-5分子筛制备工艺的前提下降低ZSM-5分子筛的单釜合成价格，同时得到有机胺法所具备的高结晶度和高硅铝比的ZSM-5分子筛产品。

本发明的另一个目的在于提供了1，3-六乙基氢氧化丙二胺的合成方法。

本发明的最后一个目的在于提供了1，3-六乙基氢氧化丙二胺在制备ZSM-5分子筛中的应用。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

1，3-六乙基氢氧化丙二胺(1,3-(C₂H₅)₃NC₃H₆N(C₂H₅)₃(OH)₂)，分子式为C₁₅H₃₈N₂O₂，其结构式如下：

1，3-六乙基氢氧化丙二胺的制备方法，包括下述步骤：

1)将三乙胺与1,3-二溴丙烷在丙酮溶液中混合，回流加热得到微黄色固体，用丙酮洗涤固体至白色，得到的白色固体是1，3-六乙基二溴丙胺；

2)将1，3-六乙基二溴丙胺白色固体粉末溶于水中得到澄清溶液，通过与强碱性季铵Ⅰ型阴离子交换树脂(201×7型)的阴离子交换得到1，3-六乙基氢氧化丙二胺。