[发明专利]一种可控形貌SSZ-13分子筛的合成方法

说明书

本发明公开了一种可控形貌SSZ‑13分子筛的合成方法，包括以下步骤：S01，将一定浓度的碱溶液、模板剂和水混合，搅拌均匀；S02，将原料铝和促进剂加入S01得到的溶液中，室温搅拌一定时间；S03，将原料硅加入S02得到的溶液中，搅拌一定时间；S04，将S03得到溶液装入反应釜中，一定温度下水热晶化一定时间；S05，将水热晶化后的反应产物经过过滤洗涤、干燥、焙烧后得到可控形貌SSZ‑13分子筛。本发明通过控制合成原料和促进剂的组合制备不同形貌的SSZ‑13分子筛，并且具有工艺简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种可控形貌SSZ-13分子筛的合成方法，属于分子筛技术领域。

背景技术

20世纪80年代，Zones采用水热法首次合成了分子筛SSZ-13，SSZ-13分子筛具有菱沸石(CHA)结构，由SiO₄和AlO₄四面体通过氧原子首尾相接。规则排列为八元环孔道和三维交叉孔道结构。孔道尺寸为0.38nm×0.38nm，属于沸石分子筛分类中小孔分子筛。SSZ-13的结构特征使其具有良好的酸性可调性和离子交换性，以及优秀的水热稳定性。因而广泛应用于芳烃构造反应、甲醇制低碳烯烃(MTO)、汽车尾气吸收和CO₂吸附分离等多个工业领域。

目前SSZ-13分子筛合成的研究主要关注减少或替代模板剂N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵的使用，降低合成成本。专利CN200780048454中，使用苄基三甲基铵阳离子在没有N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵存在的情况下合成出了SSZ-13分子筛。专利CN201310645906公开了一种采用胆碱阳离子作为模板剂合成SSZ-13分子筛的方法。该方法使用氯化胆碱作为模板剂，替代了采用N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺(TMAA⁺)阳离子及苄基三甲基铵阳离子作为模板剂的使用，而合成出SSZ-13分子筛。专利CN201510070686和专利CN201410655725分别使用自制的新型模板剂代替N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵合成出了SSZ-13分子筛。

许多关于分子筛材料的应用都需要精确地控制分子筛晶体的形貌和尺寸，大量研究表明，客体分子在分子筛微孔中的扩散速率受到分子筛晶体形貌及尺寸的影响，而分子筛材料的吸附、催化等应用依赖于客体分子在分子筛中的转移表现，也就是说分子筛的晶体形貌及尺寸大小会显著影响分子筛的性能和实际应用。而关于不同形貌SSZ-13分子筛制备的研究鲜有报道。

发明内容

针对上述技术问题，本发明通过控制合成原料和促进剂的组合制备不同形貌的SSZ-13分子筛，并且具有工艺简单的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可控形貌SSZ-13分子筛的合成方法，包括以下步骤：

S01，将一定浓度的碱溶液、模板剂和水混合，搅拌均匀；

S02，将原料铝和促进剂加入S01得到的溶液中，室温搅拌一定时间；

S03，将原料硅加入S02得到的溶液中，搅拌一定时间；

S04，将S03得到溶液装入反应釜中，一定温度下水热晶化一定时间；

S05，将水热晶化后的反应产物经过过滤洗涤、干燥、焙烧除去模板剂后得到可控形貌SSZ-13分子筛；

所述碱溶液、原料铝、促进剂、原料硅、水、模板剂的摩尔比为(5-15)：(1-10)：(1-10)：(100-200)：(2000-5000)：(10-40)；

所述原料硅为硅溶胶、白炭黑中的任意一种；

所述原料铝为拟薄水铝石、硫酸铝、偏铝酸钠中的任意一种；

所述促进剂为四乙烯五胺、半胱氨酸、三乙醇胺、EDTA中的一种或几种组合。