[发明专利]一种采用通用离子热法合成硅基沸石分子筛的方法

说明书

本发明涉及分子筛制备技术，旨在提供一种采用通用离子热法合成硅基沸石分子筛的方法。包括：将硅源、氟化铵、离子液体、微量水和晶种置于研钵中混合，研磨两分钟后，将混合物转至反应釜中，在130～200℃晶化12h～7d；然后，对反应产物抽滤、烘干，即制得硅基沸石分子筛的原粉；本发明通过使用离子液体消除了高压安全隐患；避免溶剂跟结晶沸石骨架的相互竞争作用；使产品不仅保持了良好的结晶度和纯度，具有良好的催化反应活性；另外，生产所采用的无机原料价格较低廉，因而本发明在实际化工生产领域具有重要意义。本发明在离子液体既做溶剂又做模板剂下进行合成，加入过量的氟离子使得硅能够更好溶解在离子液体中，在离子液体的导向下合成硅基沸石。

技术领域

本发明是关于分子筛制备领域，特别涉及一种采用通用离子热法合成硅基沸石分子筛的方法。

背景技术

硅基沸石分子广泛地应用在石油化工、精细化学和环境保护等领域。通常，它们的合成是在水热条件下进行的，由于大量溶剂水的存在会产生高的压力。最近，Morris等发展了一种离子热法合成微孔材料的方法。在这种合成中，离子液体即当溶剂又当模板剂，这就意味着这种路线完美地消除了溶剂和分子筛骨架之间的竞争。另外，由于离子液体低的蒸汽压使得晶化可以在近常压下进行。

现阶段，离子热法已经成功地应用在了磷酸铝分子筛、配位聚合物、MOF、COF 等材料的合成中。但由于氧化硅在离子液体中差的溶解性，导致应用到硅基沸石分子筛的合成中仍有很大难度。目前已经有文献报道了一些“离子热”法合成硅基沸石的方法。如田在碱性水溶液中加入离子液体合成了SOD沸石；严等采用干胶转化的方法在加入四丙基铵条件下在离子液体中常压合成了全硅ZSM-5沸石分子筛。但是，这些合成所需要的水量都大于加入的离子液体的数量。现阶段，只有Morris等真正意义上报道了一种离子热合成硅基沸石(silicalite-1和theta-1)的方法。该方法的关键在于将溴型的离子液体部分交换成氢氧型的离子液体，从而能够更好的溶解硅，进而可以成功地合成出沸石。但是，在文献中也明确表示这种合成方法难以重复，而且经常会有杂相产生。因此，当前阶段，采用离子热法合成硅基沸石仍然具有很大的挑战性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种采用通用离子热法合成硅基沸石分子筛的方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种采用通用离子热法合成硅基沸石分子筛的方法，具体包括下述步骤：

将硅源、氟化铵、离子液体、微量水和晶种置于研钵中混合，研磨两分钟后，将混合物转至反应釜中，在130～200℃晶化12h～7d；然后，对反应产物抽滤、烘干，即制得硅基沸石分子筛的原粉；

其中，所述离子液体是1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、N,N-二异丙基咪唑碘盐、1-丁基-2， 3-二甲基咪唑溴盐或1，2，3-三甲基咪唑碘盐中的至少一种；晶种采用全硅同质沸石分子筛晶种；

(1)在全硅MTT沸石的合成中，用于离子热法的原料组分满足质量比范围：SiO₂∶NH₄F∶N,N-二异丙基咪唑碘盐∶H₂O＝1∶1.875∶6.75∶0.375，晶种的添加量与SiO₂的质量比为2.5％；

(2)在全硅TON沸石的合成中，用于离子热法的原料组分满足质量比范围：SiO₂∶NH₄F∶1-乙基-3-甲基咪唑溴盐∶H₂O＝1∶1.875∶6.875∶0.5，晶种的添加量与SiO₂的质量比为2.5％；