[发明专利]一种纳米Y沸石自组装体的制备方法

说明书

一种纳米Y沸石自组装体的制备方法，属于无机非金属材料和催化剂制备领域，可解决现有纳米沸石的制备方法存在难于从反应体系中分离以及制备的沸石的性能难以满足石油炼制工业的要求的问题，按照9~11Na₂O:0.6~2.0Al₂O₃:10SiO₂:0.19~0.34表面活性剂：160~300 H₂O的物料摩尔配比，在沸石合成体系中加入长链烷基三甲基溴化铵表面活性剂，并在较浓的配料体系中以及低的成胶、陈化和晶化温度下合成沸石。该方法的优点是，所制备的纳米Y沸石自组装体外比表面大，晶间中孔孔隙率和孔径分布可调，同时合成方法简单、绿色且节能。

技术领域

本发明涉及一种纳米Y沸石自组装体的制备方法。属于无机非金属材料和催化剂制备领域。具体而言涉及一种由纳米沸石晶粒自聚而成的具有多级孔结构的Y沸石自组装体的制备方法。

背景技术

Y型沸石是一种具有FAU骨架结构和三维笼状孔道结构的沸石分子筛材料，自上世纪60年代首次使用以来，就一直在石油炼制工业中扮演重要角色，已成为催化裂化(FCC)和加氢裂化两种炼油技术中催化剂的主力军。然而，随着原油重质化的加剧，油品原料中多环芳烃等大分子碳氢化合物含量的显著增加，沸石催化剂的应用受到限制。这是由于受沸石微孔孔道的限制（孔口直径0.74nm），Y沸石活性位对于原油中大分子的可接近性及其在沸石孔道中的扩散能力受到极大制约，从而导致催化剂利用率大大下降，并且在催化反应中很容易受到积炭的影响而失活。为了克服传统微米级微孔沸石的局限性，减小沸石晶粒尺寸以制备纳米Y沸石已被证明是一种有效的方法。纳米沸石的制备可通过增大沸石外表面积和缩短扩散距离来有效提高沸石活性位对大分子的可接近性并促进分子在沸石孔道内的扩散能力，从而改善传统微孔沸石的催化性能。然而，分散性纳米沸石由于其粒子的纳米化，在制备与使用过程中存在难于从反应体系中分离的问题而使其实际应用受到阻碍。如何保持纳米沸石的优越性，同时克服自身难于沉降且分离困难的缺陷，制备纳米沸石自组装体成为新的研究方向。Sh. Xu等研究了在合成体系中加入TMOAC ([(CH₃O)₃SiC₃H₆N(C₂H₅)₂C₁₆H₃₃]Cl)，在1.0Al₂O₃/4.4Na₂O/9.8SiO₂/0.8TMOAC/153H₂O配料摩尔比下制备纳米Y沸石组装体, 所获得的材料的外表面积达158 m²/g，且由于纳米粒子的聚集产生了丰富的晶间中孔和大孔，但孔径分布很宽(RSC Adv., 2016, 6, 69822–69827)；T. Tang等报道了在摩尔配料比为Al₂O₃/14.4Na₂O/9.8SiO₂/590H₂O，75°C的晶化条件下合成了具有外表面积达111 m²/g，粒子尺寸为400~900 nm的纳米Y沸石组装体 (RSC Adv., 2017, 7, 7711–7717)。另外，CN 107055567 A公开了一种纳米Y沸石积聚体的制备方法，投料摩尔比为Al₂O₃：(9.0~10.8)SiO₂：(14.5~15.5)Na₂O：(580~680)H₂O，晶化温度为70~80°C，制得的含晶间介孔的纳米Y沸石积聚体的粒径在400~900 nm，比表面积为650~780 m²/g，微孔孔容0.23~0.27 cm³/g，介孔孔容0 .16~0.25 cm³/g，介孔孔径4~9nm。

发明内容