[发明专利]一种球形SSZ-13分子筛的合成方法

说明书

本发明公开了一种球形SSZ‑13分子筛的合成方法。本发明取氢氧化铝和氢氧化钠水溶液加热反应，生成偏铝酸钠，冷却后加入四丙基氢氧化铵和铵型硅溶胶，搅拌充分混合均匀，静置12～18小时，形成胶体状料浆；然后在料浆中加入PEG200，充分混合均匀后，立即移入高压反应釜，密闭后加热快速升温，在3小时内升温到140～150℃；在此温度下保温20～40小时；冷却后过滤、洗涤、烘干，得球形SSZ‑13分子筛。该方法采用四丙基氢氧化铵与PEG200混合物作为模板剂不仅可以获得球型分子筛，还降低了SSZ‑13分子筛用于模板剂的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种球形SSZ-13分子筛的合成方法，属于无机催化材料领域。

背景技术

自从1985年雪佛龙公司的Zones水热法合成具有CHA型拓扑结构的SSZ-13分子筛以来，人们对它的应用研究越来越多。SSZ-13分子筛是由AlO₄和SiO₄四面体通过氧原子首尾相接，形成具有八元环结构的椭球形笼和三维交叉孔道结构，孔道尺寸为0.38nm×0.38nm，是一种小孔分子筛。由于比表面积大且是八元环结构，稳定性好、有较多的表面质子酸性中心及可交换的阳离子等特点，因此SSZ-13分子筛在汽车尾气净化脱除NOx、甲醇制备低碳链烯烃以及气体的吸附分离等领域表现出很多优异的性能。尤其是近年来随着对汽车尾气净化研究的不断深入，SSZ-13的使用量也在日益增加，多种符合国VI标准的汽车尾气净化器使用了它。

在制作汽车尾气净化器时，尾气中的NOx脱除速度，不但与SSZ-13的结晶度有关，还和分子筛的粒度、形状有关。研究表明，高结晶度的球状分子筛比常见的立方体分子筛(图1)在NOx的去除速度方面更具有优势。目前，用于工业制造的SSZ-13分子筛，无论是哪种模板剂合成的，其颗粒形状都是立方体、块状的或不规则形状的，未见球状分子筛的产品出现。

N,N,N-三甲基金刚烷胺是目前SSZ-13分子筛合成中使用的最为广泛的模板剂，也是目前可以工业化使用的模板剂，这种模板剂价格在10万元/吨以上，且使用量较大，如何降低SSZ-13分子筛的模板剂成本，也是当前需要解决的问题。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种球形SSZ-13分子筛的合成方法。该方法采用四丙基氢氧化铵与PEG200混合物作为模板剂，经水热法合成D₅₀＝5微米左右的球形SSZ-13分子筛，且采用四丙基氢氧化铵与PEG200混合物作为模板剂降低了SSZ-13分子筛用于模板剂的生产成本。

本发明的技术方案是：一种球形SSZ-13分子筛的合成方法，其特征是，

模板剂：四丙基氢氧化铵(C₁₂H₂₉NO)和PEG200(聚乙二醇200)；

硅源：铵型硅溶胶；

铝源：氢氧化铝；

碱源：氢氧化钠；

其中，按摩尔比计，

SiO₂:Al₂O₃:Na₂O:C₁₂H₂₉NO:PEG200＝100:(3～7):(4.1～9.5):(3.1～5.0):(10～21.2)；

1)形成胶体状料浆

取氢氧化铝和氢氧化钠水溶液加热反应，生成偏铝酸钠，冷却后加入四丙基氢氧化铵水溶液和铵型硅溶胶，搅拌40～60分钟，充分混合均匀；静置12～18小时，形成胶体状料浆；

2)水热反应