[发明专利]一种中空MFI沸石材料及其制备方法

说明书

本申请提供了一种中空MFI沸石材料，所述中空MFI沸石材料具有中空结构；所述中空结构介于ZSM‑5壳层和Silicalite‑1核层中间。并提供了该材料的制备方法，至少包括以下步骤：将含有铝源、硅源、晶种、水、有机溶剂和调节剂的原料混合物在80～150℃下预晶化1～48h，再加入模板剂R，在100～250℃下晶化2～120h，得到所述的中空MFI沸石材料。该材料具有类似“眼睛状”结构，壳层厚度灵活可控，制备方法具有操作简单、原料廉价易得、单釜产量高和可重复性好等特点。

技术领域

本申请涉及一种中空MFI沸石材料及其制备方法，属于沸石分子筛领域。

背景技术

沸石是微孔结晶材料，具有较高的比表面积和微孔孔容，它有规则的孔道和笼。同时，沸石还具有非常高的热稳定性和水热稳定性，在一些高温水热反应中能保持很好的稳定性。因此，沸石在非均相催化反应中具有广泛的应用，尤其是在石油精制和石化产品的加工过程中，例如：催化裂化反应、加氢异构反应、催化裂解反应、临氢降凝反应等，在苯和丙烯、苯和乙烯、甲苯和甲醇、甲苯歧化等烷基化反应中也有非常多的应用。

此外，沸石也可以作为主体材料封装金属纳米团簇或纳米颗粒等，作为金属或金属氧化物催化剂、酸/碱-金属/金属氧化物双功能催化剂。近些年来，中空沸石封装金属材料备受关注，这主要得益于分子筛壳层的限域效应，即可防止金属烧结和流失，同时又可对接触金属位点的反应物实现筛分，提高目标产物选择性，此外还可提高产物扩散速率，提高催化稳定性。目前，中空沸石的制备方法主要包括后处理法和模板法：后处理法是通过碱处理或酸处理选择性脱除硅或铝的方法制得，制备过程复杂，且对母体性质要求较高；模板法包括硬模板法和软模板法，其中软模板法是通过在合成中加入(NMP、EDTA等)直接合成中空沸石。而硬模板法一般是通过在硅球或碳球外生长沸石，移除模板后得到中空沸石，制备过程复杂，成本较高。

综上所述，直接合成中空沸石材料的传统方法复杂，且需要加入硬模板和软模板。因此，仍需开发出一种简单经济的新的中空沸石材料的合成方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种中空MFI沸石材料，该中空MFI沸石材料，产物形貌规整均一，其中空结构介于ZSM-5壳层和Silicalite-1核层中间，类似“眼睛状”结构，壳层厚度灵活可控。

一种中空MFI沸石材料，所述中空MFI沸石材料具有中空结构；所述中空结构介于ZSM-5壳层和Silicalite-1核层中间。

可选地，所述中空MFI沸石材料的晶粒尺寸为0.1～3μm。

可选地，所述中空MFI沸石材料的晶粒尺寸的上限选自0.25μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm；下限选自0.1μm、0.25μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm或2.5μm。

根据本申请的另一方面，提供上述所述的中空MFI沸石材料的制备方法，合成方法采用一锅两步的低温无胺法-高温模板剂法两段晶化方法，将无模板剂晶化和有机模板剂导向晶化结合在一起，实现“眼睛状”中空沸石的可控制备，方法具有操作简单、原料廉价易得、单釜产量高和可重复性好等特点。

一种中空MFI沸石材料的制备方法，至少包括以下步骤：

将含有铝源、硅源、晶种、水、有机溶剂和调节剂的原料混合物在80～150℃下预晶化1～48h，再加入模板剂R，在100～250℃下晶化2～120h，得到所述的中空MFI沸石材料。

可选地，将含有铝源、硅源、晶种、水、有机溶剂和调节剂的原料混合物在80～140℃下预晶化10～36h，再加入模板剂R，在100～250℃下晶化36～60h，得到所述的中空MFI沸石材料。

可选地，所述预晶化的温度的上限选自90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃；下限选自80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或140℃。