[发明专利]一种分子筛改性的后处理方法

说明书

本发明属于本发明涉及分子筛处理方法技术领域，公开了一种分子筛改性的后处理方法。该后处理方法是将分子筛经过有机弱碱浸泡、水洗、烘干、炭化得到预处理的分子筛，将所述将预处理的分子筛与无机碱混合处理后得到改性分子筛。该方法可以获得高微孔结构保留度、高酸性位保留度、微‑介孔结构复合的分子筛产品；同时，本发明提供的后处理改性方法简单方便，能达到提高大分子在分子筛晶内扩散速率，改善目标产品选择性的目的。

技术领域

本发明涉及分子筛处理方法技术领域，特别涉及一种分子筛改性的后处理方法。

背景技术

分子筛是一类具有规则孔道结构的多孔材料，由于其本身具有水热稳定性高、择形性好、酸性可调等优点，作为催化、吸附分离和离子交换新材料，已被广泛应用于能源、环境等相关领域。例如Y型分子筛是石油炼制过程中催化裂化操作单元催化剂的主要活性组分；A型分子筛被应用于气体分离单元制取氧气。当分子筛用作催化材料时，分子尺寸大于分子筛孔道的分子在孔内扩散会产生阻力，尤其在使用微孔分子筛时，高扩散阻力容易诱发反应副产品的产生，降低产品收率，导致催化剂失活，降低催化剂使用寿命；故为了减少大分子的空间位阻，提高分子扩散率，改善目标产品选择性，向微孔分子筛中引入介孔结构是一种有效的手段。

目前，向微孔分子筛中引入介孔结构的常用方法可分为两类：即“自下而上”法和“自上而下”法；其中“自上而下”法又称作后处理法，通过脱硅、脱铝反应向分子筛结构中引入介孔结构，相比较而言，“自上而下”法因其简单、快速、成本低的特点被广泛应用。然而，“自上而下”的后处理方法在引入介孔的同时会导致分子筛晶体结构坍塌，酸性流失、介孔分布不均匀等问题。

发明内容

为了解决现有技术中对分子筛进行“自上而下”的后处理方法所引起的分子筛晶体结构坍塌、酸性流失及介孔分布不均匀等技术问题，本发明提供了一种分子筛改性的后处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种分子筛改性的后处理方法，将分子筛经过有机弱碱浸泡、水洗、烘干、炭化得到预处理的分子筛，将所述将预处理的分子筛与溶液碱混合处理后得到改性分子筛。

现有技术中一般直接采用碱对分子筛进行脱硅处理，也能得到微孔-介孔复合的分子筛样品。然而，微孔-介孔复合的分子筛样品中介孔分布不均匀，微孔结构坍塌明显，微孔孔容低、酸性位损失明显，这势必会影响分子筛材料在催化反应中的催化效果。

为了解决上述技术问题，发明人增加了分子筛预处理方法，经过吡啶处理是在分子筛酸性位预先吸附吡啶分子，通过炭化处理可在分子筛酸性位上覆盖积碳形成积碳层，积碳层保护分子筛在后续碱处理过程中吡啶分子不易脱落，保护其酸性位牢固不易被破坏；通过对上述预处理的分子筛进行碱处理，可同时实现脱硅、引入介孔结构并保护酸性位不被破坏，形成介孔分布均匀的复合分子筛。发明人采用有机氮分子吸附在分子筛酸性位，通过炭化处理，实现分子筛对分子筛酸性位的定向碳层覆盖；如此一来，碱处理过程中，未被碳层覆盖的Si-O-Si结构优先被攻击，Si原子由分子筛骨架中脱除形成介孔结构，同时保证Si-O-Al桥氧键酸性位受到保护而不被破坏，从而提高了酸性保留度，而分子筛是一种常用的酸性催化剂，当作为酸性催化剂时，保留酸性位是确保其高催化活性前提。

如若直接用碱液处理分子筛造孔，其过程本质上就是破坏分子筛微孔结构形成连通介孔的过程，如果在酸性位位置处进行碳层的包裹，这样一来可以降低碱液对分子筛骨架的破坏程度；二来选择性炭化覆盖酸性位，骨架脱硅形成介孔多发生于未被碳覆盖的骨架位置处，从而保护分子筛晶体结构，介孔分布更为均匀。

作为优选，在有机弱碱浸泡处理之前还可以对分子筛进行脱气除杂处理；所述除杂处理的温度为100-400℃，处理时间为1-8h。有机弱碱的选择没有具体限制，本发明优选为有机弱碱为吡啶、二甲基吡啶或苯胺中的一种。。