[发明专利]一种CHA型分子筛合成方法

说明书

本发明公开了一种CHA型分子筛合成方法，包括以下步骤：步骤S1、将一定量的KOH溶解于适量去离子水中，搅拌至KOH溶解，得到溶液1；步骤S2、向溶液1中加入Al(OH)₃后进行加热，待其反应；步骤S3、将步骤S2得到的反应产物在冷却至室温后添加去离子水和SiO₂溶胶，经搅拌‑静置‑再搅拌后，放入水热反应釜内；步骤S4、将水热反应釜置于烘箱中进行水热反应；步骤S5、将步骤S4得到的产物进行多次水洗、离心，使其固液分离，直至液相pH值为6～8；步骤S6、将步骤S5所得的固体进行干燥，得到CHA型分子筛。本发明合成过程中无需加入种晶、FAU型分子筛、有机结构导向剂或者氟化剂，可降低制备成本，在合成CHA型分子筛过程中无需添加有机结构导向剂和氟化剂，也可避免污染。

技术领域

本发明涉及分子筛合成及应用领域，具体地讲，是涉及一种CHA型分子筛合成方法。

背景技术

分子筛是由硅(铝)氧四面体周期性连接构成的具有三维孔结构的一类多孔材料，其骨架结构的类型多达数百种。分子筛在催化、气体吸附、气体分离、离子交换等领域都有非常广泛的应用。分子筛的合成策略主要有以下几种：(1)高温方法/模拟地热法；(2)氢氧化物媒介+碱性阳离子作为结构导向剂(structure directing agent,SDA)方法；(3)氢氧化物媒介+有机结构导向剂(OSDA)方法，如SSZ-13的合成；(4)分子筛间结构转化方法(interzeolite conversion,IZC)；(5)电荷密度错配方法(Charge density mismatch,CDM)；(6)氟化物媒介+OSDA合成法；(7)拓扑凝聚合成法。

对于CHA型分子筛的合成，经典的方法是由FAU结构的分子筛在较为温和的条件下进行分子筛间结构转化，该方法具体的过程为：根据产物硅铝比的要求选取一定硅铝比的FAU型分子筛，一定量的去离子水和一定量的强碱溶液(一般为第一主族元素的碱，如NaOH)按照一定的比例混合均匀，然后转入水热反应釜后，需要在80～100℃的温度范围内进行水热反应15～30天，然后过滤、离心、水洗、干燥后得CHA型分子筛。这种方法合成CHA分子筛的水热合成窗口很窄，原料的种类、配比，水热温度、时间、加热功率，水热前的搅拌前处理等所有条件都必须满足一定的范围才能成功合成CHA型分子筛，因此，这种方法稳定可靠，但缺点是合成所需时间太长。还有一类使用OSDA的合成方法，通常采用ADAM作为结构导向剂，可以得到硅铝比范围较宽的CHA分子筛。CHA型分子筛还可以采用氢氧化物媒介+碱性阳离子作为结构导向剂的方法制备，但已有文献中大多还需要加入一定量的种晶，或者需要加入OSDA和氟化剂，常用的处理是将多孔支撑体表面进行种晶处理，再将其放入含有氟离子的硅铝凝胶中老化，最后进行晶化处理，得到分子筛。这是因为使用种晶、OSDA和氟离子均能使基础原料硅、铝、氧原子更容易成键形成硅氧四面体和铝氧四面体构成的分子筛骨架片段，进而降低合成CHA分子筛的难度。但添加OSDA、氟化剂和种晶不可避免的会增加合成的成本，也会产生一定的污染。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种无需加入种晶和FAU型分子筛、无需添加有机结构导向剂、无需添加氟化剂、合成所需时间短、合成成本低廉的CHA型分子筛合成方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种CHA型分子筛合成方法，包括以下步骤：

步骤S1、将一定量的KOH溶解于适量去离子水中，搅拌至KOH溶解，得到溶液1；

步骤S2、向溶液1中加入Al(OH)₃后进行加热，待其反应；

步骤S3、将步骤S2得到的反应产物在冷却至室温后添加去离子水和SiO₂溶胶，经搅拌-静置-再搅拌后，放入水热反应釜内；

步骤S4、将水热反应釜置于烘箱中进行水热反应；