[发明专利]一种具有多级孔道的沸石分子筛及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有多级孔道的沸石分子筛及其制备方法，属于沸石分子筛合成技术领域。所述制备方法首先将硅源、铝源和水混合搅拌均匀，再将有机季铵盐模板剂逐滴加入并不断搅拌得到硅铝酸盐凝胶；然后将所述的硅铝酸盐凝胶转移至水热反应釜内，水热晶化。最后将水热晶化产物离心分离两次后干燥，即得到本发明的沸石分子筛。本发明制备得到的沸石分子筛具有多级孔道结构，具体表现为微孔‑介孔结构。与现有技术相比，本发明得到的沸石分子筛为一种新型的沸石分子筛，在选择性吸附、催化等领域具有一定优势。

技术领域

本发明属于沸石分子筛合成技术领域，涉及一种新型的具有多级孔道的硅铝酸盐沸石分子筛的制备方法及其性质表征。

背景技术

沸石分子筛由于具有较高的热稳定性、均一的孔径分布、较大的比表面积等优点被广泛应用于石油化工、催化、环境保护等领域。目前水热合成法是合成沸石分子筛最有效的方法。此方法具体为将硅源、铝源、有机模板剂、矿化剂和溶剂按一定比例混合均匀形成的凝胶在一定温度和压强下通过特定的化学反应合成沸石分子筛。

在沸石分子筛的合成中，模板剂往往起着至关重要的作用。近年来，为了获得新颖的沸石结构，人们倾向于选择结构复杂、刚性的有机季铵盐离子作为模板剂。这些结构复杂季铵盐既提高了新型沸石分子筛的合成成本，也限制了一些具有较好性质的沸石在实际工业中的应用。

发明内容

本发明的目的在于制备出一种新型的具有多级孔道的硅铝酸盐沸石分子筛及其制备方法，具体来说是通过以简单的季铵盐模板剂为原料合成新型的沸石分子筛。

为实现上述目的，本发明的一种新型的具有多级孔道的沸石分子筛的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将硅源、铝源和水混合搅拌均匀，再将有机季铵盐模板剂逐滴加入并不断搅拌得到硅铝酸盐凝胶。所述的硅铝酸盐凝胶中硅源、铝源、有机季铵盐模板剂和水的摩尔比为SiO₂：Al₂O₃：有机季铵盐模板剂：H₂O＝(0.65～0.95):(0.05～0.35):(0.2～0.75):(5～20)。

(2)将所述的硅铝酸盐凝胶转移至水热反应釜内，在100～175℃条件下水热晶化3～30天。

(3)将第(2)步所得产物冷却至室温后进行离心分离，得到的沉淀物用去离子水洗涤后再次离心分离，干燥后即可得到沸石分子筛。

其中，硅源可选择水玻璃、无定型SiO₂粉末、硅溶胶和正硅酸乙酯中的任意一种或两种以上，铝源可选择偏铝酸钠、异丙醇铝、氧化铝和无定形氢氧化铝粉末中的一种或两种以上，有机季铵盐模板剂可为三甲基环己铵、二甲基乙基环己铵、二乙基甲基环己铵、二甲基丙基环己铵、二乙基丙基环己铵、三甲基异丙基铵、二甲基乙基异丙基铵、二乙基甲基异丙基铵、二甲基丙基异丙基铵或二乙基丙基异丙基铵中的一种或两种以上。

步骤(1)中优选摩尔比为SiO₂：Al₂O₃：有机季铵盐模板剂：H₂O＝(0.75～0.9):(0.05～0.15):(0.3～0.6):(10～20)。

步骤(2)中优选水热晶化温度为120～150℃，时间为3～18天。

通过上述方法制备得到的所述沸石分子筛，具有多级孔道结构，具体表现为微孔-介孔结构。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明得到的沸石分子筛为一种新型的沸石分子筛，通过其XRD图谱与目前国际分子筛协会所确认的238种现有分子筛结果对比可知，最终得到的沸石分子筛为一种全新的沸石分子筛，有很好的开发前景。