[发明专利]一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法

说明书

本发明涉及分子筛合成领域，具体是一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法。本发明所述一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法，在沸石合成的凝胶中加入制备的Chabazite沸石晶种来合成多级孔的Chabazite沸石。解决了微孔Chabazite沸石分子筛孔道狭小，传质速率慢，气体吸附量低等缺点，在催化、吸附和分离等方面具有很重要的实用价值。

技术领域

本发明涉及分子筛合成领域，具体是一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法。

背景技术

Chabazite是具有 CHA拓扑结构的沸石，具有八元环孔窗（0.38nm*0.38nm）的三维孔道体系和较低的骨架密度，硅铝比为2-10，CHA型分子筛以其独特孔道结构以及择型选择性的特点在甲醇制低碳烃和气体分离等方面具有广阔的应用前景。

Chabazite属于小孔沸石，较小孔道有利于择形催化的进行，但在一些涉及大分子参与的反应中，相对较小的孔道却不利于反应物分子扩散到位于微孔内的催化活性中心，也不利于生成的大分子从反应中心扩散出来，从而会导致积炭的生成，影响了沸石催化性能和使用寿命。另一方面，Chabazite分子筛的狭小孔道使得气体分子扩散速率教慢，在进行气体吸附和分离时，会增加气体吸附平衡时间，降低分离效果和生产效率。因此，合成含有介孔孔道结构的沸石材料由于能够改善材料的扩散性能和提高催化剂活性而成为一个研究热点。

制备多级孔沸石材料主要有沸石骨架脱除原子、模板剂法等方法。其中沸石骨架中脱出原子是指此采用水蒸气、酸蚀、碱蚀等脱去股价中的硅原子或者铝原子。这种方法适用性广，但是使用水蒸气酸碱等后处理的沸石微孔大量流失、结晶度下降、骨架缺陷增多。采用模板剂法合成多级孔沸石是指在沸石合成过程中加入炭黑、活性炭或者表面活性剂、聚合物等模板剂，在沸石合成完毕后将模板除去就可以得到多级孔沸石。但是采用模板剂法制备则由于成本高昂而无法真正实现工业化生产。

发明内容

本发明为了解决现有技术制备多级孔沸石存在的诸多问题，提供了一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种合成具有多级孔道结构的Chabazite沸石分子筛的方法，包括如下步骤：

㈠晶种的合成

⑴偏铝酸钾的制备

将蒸馏水、氢氧化钾、氢氧化铝的混合物加热至343-363K且始终保持蒸馏水的量不变，直到溶液变的清澈透明，室温冷却待用；

⑵CHA晶种的制备

将步骤㈠-⑴中所得的偏铝酸钾溶液与水混合，接着加入硅溶胶，搅拌直至混合物变成均匀状，再加入Sr(NO₃)₂持续搅拌10min，将混合物转入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，423K反应5天，待晶化完成后，用蒸馏水多次洗涤、过滤、423K下真空干燥5h后得到白色粉末即为晶种；

㈡CHA的合成

⑴偏铝酸钾的制备

将蒸馏水、氢氧化钾、氢氧化铝的混合物加热至343-363K且始终保持蒸馏水的量不变，直到溶液变的清澈透明，室温冷却待用；

⑵加料及老化

将步骤㈡-⑴中所得的偏铝酸钾溶液与水混合，接着加入硅溶胶，搅拌后直至混合物变成均匀状，最后加入Sr(NO₃)₂持续搅拌，在293K-323K温度下老化6-12h，形成凝胶；

⑶沸石晶化