[发明专利]一种改性Y型分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种改性Y型分子筛及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下内容：（1）采用铵盐溶液对NaY分子筛进行铵交换，使铵离子同NaY分子筛中部分Na离子交换，得到部分铵交换分子筛NH₄NaY；（2）将步骤（1）获得的NH₄NaY分子筛进行水热脱铝处理，得到水热脱铝处理后的改性Y型分子筛SRY；（3）步骤（2）获得的改性Y型分子筛SRY进行酸处理，经洗涤、干燥后得到最终改性Y型分子筛SSRY。所述方法能够得到二次孔发达、比表面积高以及硅铝比高的改性Y型分子筛。

技术领域

本发明涉及一种改性Y型分子筛及其制备方法和应用，具体地说涉及一种高硅铝比、高比表面积Y型分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

Y型分子筛是由六方柱笼和β笼两种笼形结构单元构成的，两个相邻的β笼间通过氧桥互相连接形成了八面沸石FAU型骨架结构，八面沸石笼通过孔口的十二元环联通，构成了Y分子筛三维孔道体系。Y分子筛孔口直径和孔内径分别为0.74nm和1.2nm，内部空腔体积约为50%。尽管人工合成的分子筛已有百余种，但由于其独特的孔结构、合适的酸性质和优良的稳定性，Y分子筛在催化领域仍然具有不可替代的作用。

就不同的催化反应而言，反应所需的酸中心强度和酸中心数目存在一定差异。因此能够在较大的范围内调控Y分子筛的酸性质和孔结构以适应不同的生产需求十分重要。由于Y分子筛的硅铝比较低，所以工业上对合成的Y分子筛大多需要通过改性处理以提升分子筛的稳定性。经改性后的Y分子筛硅铝比大幅提高，同时可以调控分子筛的孔结构和酸性质。目前工业上提高Y分子筛硅铝比的手段主要为高温水热脱铝法和化学溶剂脱铝法。

高温水热脱铝法是将NaY分子筛先进行数次铵交换，然后在600-900℃的高温下通入一定量的水蒸气。分子筛骨架铝以Al(OH)x的形式脱离下来，同时部分骨架坍塌，解离出的SiO₂通过缩聚填补羟基空穴，发生脱铝补硅反应，产生二次孔。高温水热脱铝反应速度快，操作简单，脱铝后分子筛热稳定性明显提升，但脱出的非骨架铝会覆盖在活性位表面或留在分子筛孔道中，影响反应物分子的吸附和扩散。CN 106692995公开了一种高硅，高结晶度改性介孔Y分子筛制备方法，该方法操作繁琐。

化学溶剂脱铝是指在溶液中，借助酸或螯合剂的配位溶解作用脱除骨架上的铝，经溶剂处理后的分子筛能够深度脱铝，且脱除的非骨架铝不会覆盖在分子筛的外表面。但脱铝后的分子筛结晶度大幅下降，晶格破坏严重，脱铝的程度也不易调控，不能够满足生产工业催化剂的需求。CN 100572275公开了一种Y分子筛在表面活性剂保护下酸脱铝改性方法，该方法成本较高，不适合大规模工业生产。CN 110498424 公开了一种利用碱金属/碱土金属盐溶液保护后，再进行酸脱铝的改性方法，该方法能实现Y分子筛内外表面均匀脱铝，但脱铝程度不高。

综上所述，现有技术中虽然高温水热处理和化学溶剂处理法各有优缺点，但是无论其单一的脱铝方法或二者结合的处理方法都存在一定的局限性，无法解决各自的缺点。如何保证脱铝的同时使分子筛拥有较高的结晶度、较大的表面积以及较大孔容是改性Y分子筛面临的技术挑战。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改性Y型分子筛及其制备方法和应用，所述方法能够得到二次孔发达、比表面积高以及硅铝比高的改性Y 型分子筛。

一种改性Y型分子筛的制备方法，包括如下内容：

（1）采用铵盐溶液对NaY分子筛进行铵交换，使铵离子同NaY分子筛中部分Na离子交换，得到部分铵交换分子筛NH₄NaY；

（2）将步骤（1）获得的NH₄NaY分子筛进行水热脱铝处理，得到水热脱铝处理后的改性Y型分子筛SRY；

（3）步骤（2）获得的改性Y型分子筛SRY进行酸处理，经洗涤、干燥后得到最终改性Y型分子筛SSRY。