[发明专利]一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种高硅铝比Y型分子筛及其制备方法，采用水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理即得。本发明创造性地在Y型分子筛制备中将高碱偏铝酸钠、低碱偏铝酸钠这两种要求不同的原材料合二为一，采用同一种全新的偏铝酸钠溶液。并且，在NaY分子筛制备成胶反应过程中采用等PH值法，成功制备出杂质含量低、晶粒大、吸附性能好、相对结晶度高、稳定性好的Y型分子筛。再经过干燥和高温水热焙烧，得到高硅铝比的Y型分子筛干粉。本发明可满足高硅铝比Y型分子筛在石油加工、精细化工、环境化工中的需要。

技术领域

本发明属于无机非金属微孔材料技术领域，具体涉及一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法。

背景技术

分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料，构成其骨架的最基本结构单元为TO₄四面体，四面体的中心原子T，最常见的是Si和Al，T原子与周围的个氧原子以sp³杂化轨道成键，TO₄四面体通过顶点的氧原子相联结，从而形成花样繁多的二级结构单元，Y型分子筛骨架是由四元环、六元环、八元环和六方柱笼组合而成的。各种二级结构单元在组合过程中，会形成新的更大的孔笼，每个孔笼又通过多元环窗口与其它孔笼相通，在沸石晶体内部孔笼之间形成了许多通道，称之为孔道。沸石分子筛的主孔笼的最大多元环窗口尺寸通常称为分子筛的孔径，Y型分子筛是具有三维孔道的分子筛(三维空间都能相通的称为三维孔道)；Y型分子筛的孔径为0.74nm。分子筛孔径的大小决定能进入分子筛结构内部的分子大小。Y型分子筛是应用较广的沸石，属于八面沸石型，单位晶胞中都含有192个硅铝原子，其理想晶胞组成为： Na₅₆[Al₅₆Si₁₃₆O₃₈₄]·264H₂O。分子筛的孔道结构与其催化性能关系密切，一般来说，一维孔道的分子筛比三维孔道的容易失活，因为孔口容易堵塞。有大的孔笼的分子筛也比较容易失活，因为在大的孔笼中容易生成稠合芳烃，而它们又很难从孔口逸出，容易陷在孔内，多数中孔分子筛在酸催化反应中不易结焦。分子筛由于具有规整的孔道结构、分子大小的孔径、表面性能的可调变性，而在众多领域如催化、分离、阳离子交换中有着广泛的应用，分子筛在科学研究及工业应用中的作用已无可替代。

由于Y型沸石微孔材料具有八面沸石笼结构，孔道较大，酸中心强度适中，酸中心数量较多，骨架含有稀土金属(或不含稀土)并经过超稳化处理的八面沸石笼结构的沸石微孔材料，是一种高活性、高结构稳定的催化材料。同时也大量应用于脱硫脱氮的环保型吸附剂材料，并且也可应用于医药、烟草行业作为高端的吸附材料。Y型分子筛微孔材料是一种非常重要的催化材料、吸附分离材料与离子交换材料，而高硅铝比的Y型分子筛具有更高的热稳定性和水热稳定性，具有更好的应用前景。

发明内容

本发明针对目前高硅铝比Y型分子筛在石油加工、石油化工与精细化工和环境化工中的需求，提供了一种高硅铝比Y型分子筛及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法，以水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等 pH值成胶反应，老化，后处理，即得所述的一种高硅铝比Y型分子筛；

其中，在成胶反应釜中，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为2～3.5：1： 8～10，所述水玻璃溶液的SiO2浓度为247～253g/L、模数为3.20～3.25，所述硫酸铝溶液含Al₂O₃浓度为89.2～91.6g/L；

所述导向剂溶液是利用偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液、水玻璃溶液混合老化而得，在制备导向剂溶液时，控制Na₂O、Al₂O₃、SiO₂的摩尔比为10～20：1： 10～20；