[发明专利]一种快速合成纯硅MCM-41分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种快速合成MCM‑41分子筛的制备方法。本发明合成采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作为表面活性剂，水玻璃作为硅源、硫代硫酸钠作为晶化促进剂，按照摩尔比为：1SiO₂：(0.1‑0.2)CTAB：(0.05‑2)NaOH：(50‑150)H₂O：(0.1‑0.5)Na₂S₂O₃均匀混合组成合成溶胶后，经过静态晶化，合成出纯硅的MCM‑41分子筛，本发明合成的纯硅MCM‑41分子筛具有晶化时间短，比表面积高的特点，可应用于纯硅MCM‑41分子筛的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种快速合成纯硅MCM-41分子筛的合成方法。

背景技术

MCM-41分子筛是具有均匀的六方孔道，孔径分布较窄且在1.5nm-10nm之间可调，具有比表面积较高和良好的热稳定性和水热稳定性，作为一种催化剂载体广泛的应用在医药、环保、石油化工等行业中。

MCM-41分子筛是由Mobil公司首先合成，其采用季铵碱，硅源和表面活性剂在高压釜中反应温度为100℃-150℃晶化2-7d，获得纯硅MCM-41分子筛。上述晶化的原理是氧化硅或硅铝混合氧化物吸引在胶束表面(胶束是由表面活性剂溶于水产生)，焙烧可以使硅原子间或硅、铝原子之间形成交叉连接，从而构成分子筛结构。晶化过程中需要大量的季铵盐，而且需在高温高压下反应2-7d。

发明内容

本发明目的在于提供一种快速合成纯硅MCM-41的分子筛催化剂合成方法，该合成方法具有晶化时间短，比表面积高等特点。

本发明采用的技术方案如下:一种纯硅MCM-41分子筛的制备方法，以十六烷基三甲基溴化铵CTMAB的盐类或碱作为表面活性剂，与氢氧化钠和水组成溶液，加入硫代硫酸钠Na₂S₂O₃均匀混合后，用H₂SO₄缓慢滴加调节溶液的PH值至8.5-10.0，以正硅酸乙酯、硅溶胶或水玻璃作为硅源加入到上述溶液中形成反应溶胶，硅源以SiO₂计，反应溶胶摩尔比为：1SiO₂：(0.1-0.2)CTAB：(0.05-2)NaOH：(50-150)H₂O：(0.1-0.5)Na₂S₂O₃。将上述反应溶胶在晶化温度为80-110℃条件下，晶化2-12小时，结晶产物经分离、洗涤、干燥、焙烧后得到纯硅MCM-41分子筛。

进一步地，在上述技术方案中，晶化温度优选为85-100℃。

进一步地，在上述技术方案中，晶化时间优选为3-8小时。

进一步地，在上述技术方案中，H₂SO₄浓度为1-2mol/L。

进一步地，在上述技术方案中，焙烧温度为450-600℃。

上述技术方案中表面活性剂优选方案为：表面活性剂优选为十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)；硅源优选方案为正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃；晶化促进剂为硫代硫酸钠。晶化温度范围为80-110℃，晶化时间为2-12h。

经本发明证实，在无季铵盐的条件下，使用十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂与氢氧化钠，去离子水混合，加入硫代硫酸钠可在反应温度为100℃静态晶化4h，其合成出的纯硅MCM-41分子筛比表面积约为1330.15cm²/g，孔体积为0.69cm³/g，平均孔径约3.12nm。

本发明由于在反应体系中加入了硫代硫酸钠，促进了合成溶胶的晶化反应，同时所得到的纯硅MCM-41分子筛具有较高的比表面积，良好的热稳定性和水热稳定性。

具体实施方式