[发明专利]一种高结晶度、高硅铝比Y沸石的制备方法

说明书

本发明涉及一种高结晶度、高硅铝比Y沸石的制备方法。一种改性Y沸石分子筛的制备方法，包括：将酸式氟化盐的水溶液与原始Y沸石混合，于一定温度下反应，经洗涤、干燥得到改性Y沸石。

技术领域

本发明属于沸石分子筛材料改性领域，特别涉及一种利用酸式氟化盐改性Y沸石制备高结晶度、高硅铝比Y沸石的制备方法。

背景技术

Y沸石具有三维贯通孔道结构，内部含有超笼结构，被广泛的应用于石油炼制与化学化工领域，特别在流动床催化裂化(FCC)反应中更是具有不可替代的作用。同时由于具有超高的比表面积及孔体积，Y沸石表现出优异的有机挥发物吸附性能。作为工业催化剂和吸附剂，Y沸石的催化性能及吸附性能与其硅铝摩尔比密切相关，通常Y沸石的硅铝比较低，热稳定性能较差，不利于高温催化反应。此外，低硅铝比的Y沸石的亲水性较好，水汽共存情况下，有机分子污染物的吸附量较低，为此，需要对Y型沸石脱铝处理，提高Y沸石的热稳定性能及疏水性。

利用化学脱铝法可以在一定程度上提高Y沸石的硅铝比，目前常见的脱铝剂包括HCl、H₂SO₄、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸等，但对于耐酸性较差的Y沸石，直接利用无机酸处理容易导致Y晶体结构破坏严重。研究表明利用不同酸和NH₄F组合可以在保证Y沸石结晶度的基础上，提高沸石的硅铝比，反应过程中H⁺和F^-起到了关键作用。但该方法需要考虑酸和配位剂的配比对Y的影响，且通常还需要额外的(NH₄)₂SO₄等缓冲溶液。谢鹏等人提出用HCI+NH₄F(H⁺+F^-)脱铝处理Y型沸石，研究表明(H⁺+F^-)法脱铝时，少量硅可以补入脱铝空穴中，但受体系中硅量的限制以及Al³⁺、Si⁴⁺与F^-之间竞争的影响，补硅不充分。此外，该方法在NH₄F和沸石混合液中滴加HCl，由于直接使用无机酸处理，仍然导致Y沸石晶体结构破坏严重，因此通常需要额外缓冲液。但在NH₄Ac等缓冲溶液存在的情况下，使用NH₄F+HCl的处理沸石又存在脱铝不充分的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需额外缓冲剂即可获得高结晶度、高硅铝比Y沸石的改性Y沸石分子筛的制备方法。

在此，本发明提供一种改性Y沸石分子筛的制备方法，包括：将酸式氟化盐的水溶液与原始Y沸石混合，于一定温度下反应，经洗涤、干燥得到改性Y沸石。

本发明主要利用酸式氟化盐改性Y沸石制备高结晶度、高硅铝比Y沸石。酸式氟化盐自身可以缓慢电解出H⁺和F^-，对溶液pH值的变化有较强的缓冲作用，且电离出的F^-可与Al³⁺起络合作用，可进一步提高脱铝效率，因此可以在无需额外缓冲剂的情况下获得高结晶度、高硅铝比Y沸石。本发明制备的Y沸石的结晶度高(相对结晶度70％以上)、硅铝比大(可达到10左右)，且制备方法简单易行，易于大规模工业化推广。

所述酸式氟化盐可以为NaHF₂、KHF₂、NH₄HF₂中的至少一种。

所述原始Y沸石可以为含补偿阳离子的Y沸石，优选为NaY、NH₄Y、HY、LaY中的至少一种。

单位质量(即每g)原始Y沸石所需酸式氟化盐的物质的量可以为1mmol～8mmol，优选为4mmol～6mmol。

所述原始Y沸石为普通市售的Y沸石，无需对其进行复杂前处理，其硅铝比可以为4～6。

所述反应的温度可以为50℃～95℃。