[发明专利]一种无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法

说明书

本发明涉及分子筛制备，旨在提供一种无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法。该种无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法具体为：将硅源、季铵碱和全硅晶种置于研钵中，研磨十分钟后，置于反应釜中，在100～240℃晶化1h～6d，然后将得到的产物抽滤、烘干，制得全硅Beta分子筛原粉。本发明利用无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法，避免了后处理过程中的离子交换过程；制备的产品无需过滤或离心，焙烧即可直接用于性能研究。

技术领域

本发明是关于分子筛制备领域，特别涉及一种无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法。

背景技术

随着人们对环保要求的提高和空气质量的重视，PM2.5的减排已成为一个迫在眉睫且极具挑战性的课题。氮氧化物(NO_x)、挥发性有机物(VOCs)、SO₂等是PM2.5的主要成因和来源，对其高效消除已刻不容缓。

VOCs主要分为室外源和室内源。室外源主要包括化工、印刷、涂装等行业排放的废气和汽车尾气，而室内源主要是装修材料中释放的有害物质，包括苯类化合物和甲醛等。通常，苯类物质指的是甲苯、二甲苯及苯乙烯等。现阶段主要使用深度脱铝的高硅Y(Si/Al＝10-20)对其进行吸附从而达到消除的目的。这种高硅Y沸石需要进行多次脱铝处理，极大地增加了后合成的成本。同时，这种高硅Y虽然经过了多次处理，但是在骨架中还是具有一定的铝物种，这就意味了其还存在一定的酸性，在吸附苯乙烯的过程中容易使得其聚合从而堵塞高硅Y沸石的孔道，使其慢慢地失去吸附的性能。基于以上出现的问题，亟需开发一种新型沸石分子筛。

Beta沸石分子筛属于*BEA结构类型，是现阶段工业上使用的唯一具有三维十二元环孔道结构的高硅沸石分子筛。其中，含铝Beta沸石分子筛在烃类裂解反应、烷基化反应以及烷基异构化反应等催化过程中具有广泛的应用；全硅Beta沸石分子筛则在吸附有机物方面有着不俗的表现。但是，需要指出的是现阶段对于全硅Beta沸石分子筛在合成上存在着成本高、毒性大、后处理复杂等问题，而在有机物吸附中并没有涉及其对甲苯、二甲苯及苯乙烯等有机污染物的高效吸附。因此，发展低成本地合成全硅Beta沸石分子筛的方法并且将其进行对甲苯、二甲苯及苯乙烯等有机污染物的高效吸附对于其进行工业生产具有极其重要的意义。

最近，我们公开了一种无溶剂合成沸石的方法，并将其应用到富B形体Beta沸石的合成过程中(CN106517233A)。但是在合成过程中使用了一定量的无机碱氢氧化钠，为了消除钠离子，则需要进行后处理(离子交换)，这大大增加了合成的复杂性。之前，已有文献报道在水热合成中可以不使用氢氧化钠来合成全硅Beta沸石分子筛(Micropor.Mesopor.Mater.,2010,127,104)，但是所合成的产品是纳米粒子状态，需要离心才能得到相应的产品，并且所使用的模板剂用量极大。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结合无溶剂和无钠合成来实现全硅Beta沸石分子筛的低成本高效率合成的方法，并将其应用到甲苯、二甲苯及苯乙烯等有机污染物的吸附过程中。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种无钠无溶剂路线合成全硅Beta沸石分子筛的方法，具体为：

将硅源、季铵碱和全硅晶种(全硅Beta沸石分子筛晶种)置于研钵中，研磨十分钟后，置于反应釜中，在100～240℃晶化1h～6d，然后将得到的产物抽滤、烘干，制得全硅Beta分子筛原粉，即全硅Beta沸石分子筛；

其中，反应原料的添加量满足摩尔比范围：SiO₂:T＝0.15～0.25，T是指季铵碱；添加的晶种质量范围：晶种：硅源＝1％～10％；

所述硅源采用固体硅胶或白炭黑；所述季铵碱采用四乙基氢氧化铵。

根据所述方法制备的全硅Beta沸石分子筛在有机污染物吸附中的应用，有机污染物为甲苯、二甲苯及苯乙烯。