[发明专利]一种转晶法制备SSZ-13分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种转晶法制备SSZ‑13分子筛的方法，包括：将模板剂、碱、水混合后加入硅源并搅拌得到混合物A；将Y分子筛水热处理后作为铝源与脱铝助剂、水混合得到混合物B；将得到的混合物B加入到上述混合物A中搅拌均匀，装入反应釜中活化，再进行水热晶化；将水热晶化后的反应产物经过过滤洗涤、干燥、焙烧后得到SSZ‑13分子筛。本发明通过脱铝助剂的使用和原位活化处理，合成出了高结晶度SSZ‑13分子筛，并降低了合成成本。

技术领域

本发明属于分子筛技术领域，具体涉及一种转晶法制备SSZ-13分子筛的方法。

背景技术

SSZ-13分子筛是一种 CHA拓扑结构的分子筛，其结构由AlO₄和 SiO₄四面体通过氧原子首尾相连，有序地排列成具有八元环结构的椭球形晶体结构，孔道尺寸只有0.38nm，属于小孔分子筛。SSZ-13 具有良好的热稳定性、阳离子交换性和适宜的酸性，可用作吸附剂、NOx消除的SCR催化剂、甲醇制烯烃催化剂等。

1985年，SSZ-13分子筛制备方法首次在美国专利NO.4,544,538中公开， 模板剂为N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺阳离子，水热晶化3天以上。传统水热合成法，采用昂贵模板剂和较长的水热晶化时间，导致SSZ-13分子筛的合成成本较高。专利CN200780048454采用廉价的苄基三甲基铵为模板剂代替了N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺阳离子，但是其具有较大的毒性。专利CN103601211B采用氯化胆碱为模板剂，但是反应时间仍然较长。Y转晶法合成SSZ-13分子筛是一种合成分子筛的有效且较具潜力的方法，在碱性条件下Y分子筛分解成纳米结构单元，然后在模板剂作用下组合目标分子筛，缩短了结晶时间和较少了模板剂用量。转晶法对原料Y分子筛的硅铝比有一定要求，需要高硅Y分子筛。高硅Y分子筛的合成通常需要首先高温水热脱铝，然后用酸去掉脱除的非骨架铝，因此高硅Y分子筛的制备会产生酸废液，造成环保问题。

Y转晶法合成SSZ-13分子筛虽然具有一定的合成优势，但是由于原料Y分子筛的来源问题限制了其实际应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种转晶法制备SSZ-13分子筛的方法，通过脱铝助剂的使用和原位活化，克服了高硅Y分子筛作为原料存在的问题，使用廉价低硅Y分子筛为原料合成了SSZ-13。

本发明的技术原理是：低硅Y分子筛经过水热处理脱铝，水热脱铝后的Y分子筛和环境友好的脱铝助剂在反应体系中原位活化，脱铝助剂与脱除的铝螯合从Y分子筛上脱除，低硅Y分子筛原位形成高硅Y分子筛参与转晶反应，而螯合的铝物种在高温晶化时解离继续参与分子筛的形成。

本发明提供了如下的技术方案：

一种转晶法制备SSZ-13分子筛的方法，包括：

将模板剂、碱、水混合后加入硅源并搅拌得到混合物A；

将Y分子筛水热处理后作为铝源与脱铝助剂、水混合得到混合物B；

将得到的混合物B加入到上述混合物A中搅拌均匀，装入反应釜中活化，再进行水热晶化；

将水热晶化后的反应产物经过过滤洗涤、干燥、焙烧后得到SSZ-13分子筛。

优选地，所述铝源以Al₂O₃计，硅源以SiO₂计，碱以氧化物计，则铝源、脱铝助剂、硅源、碱、水、模板剂摩尔比为1：（0.8-2.4）：（8-40）：（3-12）：（400-3500）：（0.5-6）。

优选地，所述Y分子筛为SiO₂/Al₂O₃摩尔比（SAR）为4.5-6的NH₄⁺或H型。

优选地，所述硅源为硅溶胶、白炭黑中的一种。