[发明专利]分子筛及其制备方法

权利要求书

1.一种分子筛，其特征在于，所述分子筛具有足球状的微观形貌，其由分子筛骨架和活性元素组成，所述分子筛骨架包括硅元素和铝元素，所述活性元素包括铜元素和稀土元素，所述稀土元素选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Sc、Y中的一种或多种；

所述硅元素与铝元素的质量比为(3～9):1，所述铜元素在分子筛中的含量为1.5～3.2wt％，所述稀土元素的质量为分子筛骨架的50ppm～2wt％；

其中，硅元素的质量以二氧化硅计，铝元素的质量以三氧化二铝计，铜元素的质量以氧化铜计，稀土元素的质量以稀土氧化物计；

所述分子筛为CHA型分子筛。

2.根据权利要求1所述的分子筛，其特征在于，所述分子筛的孔径小于0.7nm，所述分子筛的比表面积大于500m²/g，所述分子筛的孔体积为0.2～1mL/g，所述分子筛的酸量为0.8～1.5mmol/g。

3.根据权利要求1所述的分子筛，其特征在于，所述分子筛中还含有碱金属元素，所述碱金属元素的含量小于等于200ppm；其中，碱金属元素的质量以碱金属氧化物计。

4.一种权利要求1～3任一项所述的分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将模板剂、碱金属无机碱、硅源、铝源和水形成第一混合物，进行第一次水热合成反应；

(2)将步骤(1)的反应产物与铵源和铜源混合，形成第二混合物，进行第二次水热合成反应；

(3)将步骤(2)的反应产物与稀土源混合，形成第三混合物，进行第三次水热混合反应；

(4)将步骤(3)的反应产物进行固液分离，将所得固体物质进行焙烧得到分子筛。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述模板剂选自N,N,N-三甲基金刚烷铵、苄基三甲基铵、铜-四乙烯五胺络合物、四乙基氢氧化铵和四丙基氢氧化铵中的一种或多种；所述碱金属无机碱选自氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种；所述硅源选自硅酸酯、氧化硅、气相二氧化硅、硅溶胶或胶体二氧化硅中一种或多种；所述铝源选自拟薄水铝石、氢氧化铝、铝溶胶或偏铝酸钠中的一种或多种；所述铵源选自硝酸铵、氯化铵中的一种或多种；所述铜源选自硝酸铜、硫酸铜、氯化铜、葡萄糖酸铜、丙酸铜、乙酸铜、异丙酸铜和谷氨酸螯合铜中的一种或多种；所述稀土源选自稀土氧化物、稀土硝酸盐或稀土醋酸盐中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

硅源:铝源:碱金属无机碱:模板剂:水的摩尔比为1～20:1:5.1～15.3:1～10:550～1000；

铜源与铝源的摩尔比为(0.6～8):1，铵源与铝源的摩尔比为(2.1～8):1；

稀土源的质量为步骤(1)的反应产物中固体物质质量的50ppm～2wt％；

其中，硅源以二氧化硅计，铝源以三氧化二铝计，碱金属无机碱以碱金属氧化物计，铜源以氧化铜计，铵源以NH₄⁺计，稀土源以稀土氧化物计。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

第一次水热合成反应的温度为80～180℃，反应时间为1～5天；

第二次水热合成反应的温度为40～100℃，反应时间为4～48h；

第三次水热合成反应的温度为40～80℃，反应时间为4～48h；

固体物质采用微波焙烧的方式进行焙烧，焙烧温度为500～800℃，焙烧时间为3～10h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，先将模板剂、碱金属无机碱和水在40～80℃的条件下混合，然后再与硅源和铝源混合形成第一混合物。

9.根据权利要求4～8任一项所述的制备方法，其特征在于，固液分离包括如下过程：

将步骤(3)的反应产物过滤、洗涤，然后使用微波干燥的方式进行干燥，微波干燥的温度为60～110℃，微波干燥的时间为3～8h。