[发明专利]一种氢型沸石及制备方法

说明书

本发明涉及一种氢型沸石，具体氢型沸石为CHA型沸石，晶粒形状为呈现立方单晶状晶形，晶粒尺寸0.15nm至0.20nm，XRF测定的SAR范围为15～30，BET范围是740～755m²/g，微孔表面积范围是695～720m²/g，总孔容范围是0.32～0.36mL/g，沸石微孔容范围是0.27～0.28mL/g，孔径范围是1.8～1.95nm。本发明直接合成氧化钠低于0.30％的H‑型高硅沸石，该沸石无需经过阳离子交换就可直接用于制作催化剂，减少了氢型沸石的制备步骤，缩短了生产周期。

技术领域

本发明涉及沸石催化剂材料制备领域，尤其涉及一种氢型沸石及制备方法。

背景技术

作为固体催化剂、沸石分子筛在石油炼制、油品精制、石油化工、精细化工、环境保护等领域具有极其重要和广泛的应用，是国民经济中不可缺少的一类无机材料。这些领域通常所用的催化剂基本上都是氢型沸石，即脱除碱金属阳离子(钠或钾)的氢(H-)型沸石。这是由于大多数催化反应是固体酸性反应。然而，沸石的水热合成通常是在碱性条件下进行的。其反应混合物是由硅源(无定形氧化硅如硅胶、白炭黑、硅溶胶，水玻璃等)、铝源(如氧化铝、氢氧化铝、偏铝酸钠、硫酸铝、氯化铝等铝盐)、碱(如氢氧化钠、氢氧化钾等)和水等按一定的摩尔配比配制而成。对于多数用作催化剂的高硅(即氧化硅与氧化铝的摩尔比即SAR大于10)的沸石，往往在反应混合物中需要加入有机导向剂(又称模板剂)以促使该沸石的晶核形成和生长，确保水热合成的产物为晶相纯度单一结构的目标沸石。有机导向剂通常是含氮的碱性有机物，如季铵碱、烷基胺等。

上述组成的反应混合物经水热反应生成特定结构类型的含有机碱与钠(或钾型、)型沸石结晶后，需要过滤使产物与合成母液分离、再用水洗涤至接近中性后、过滤成滤饼，再烘干获得该沸石原粉。由组成分析可以知道，合成所得的沸石原粉除了其骨架组成的氧化硅与氧化铝外、必然含有与骨架负电荷平衡的碱金属阳离子和有机铵阳离子，整个沸石呈现固体碱性。因此、往往需将其焙烧除去有机模板剂后，再用无机酸(如盐酸、硫酸、硝酸)或铵盐(如氯化铵，硫酸铵、硝酸铵等)水溶液在一定的温度下、离子交换数次、脱去沸石所含碱金属离子制成氢型、或铵型沸石，前者即可用作固态酸性催化剂，后者还需焙烧除去胺离子变为H-型沸石后才能制成催化剂。

由此观之，在沸石催化剂的生产工艺中，水热合成生成的碱性沸石原粉必须经过阳离子交换脱钠才能制成催化剂。多次阳离子交换工艺增加了处理的工序，同时需要使用酸或盐等化工原料，必然造成大量工业废水，使环保处理成本大幅上升，也会占用过多的设备，增加能源消耗，使生产周期和生产成本大幅提高。

发明内容

为此，本发明提供一种一种氢型沸石及制备方法，用以克服现有技术中沸石生产周期长的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种氢型沸石，所述氢型沸石为CHA型沸石，晶粒形状为呈现立方单晶状晶形，晶粒尺寸0.15nm至0.20nm，XRF测定的SAR范围为15～30。

进一步地，所述CHA型沸石BET范围是740～755m²/g，微孔表面积范围是695～720m²/g，总孔容范围是0.32～0.36mL/g。

进一步地，所述CHA型沸石微孔容范围是0.27～0.28mL/g，孔径范围是1.8～1.95nm。

进一步地，制备所述CHA型沸石时，原料混合配比按摩尔比为，SiO₂:0.0625Al₂O₃:0.45Na₂O:0.125TMAD:20H₂O。

进一步地，制备所述CHA型沸石时，原料混合配比按摩尔比为，SiO₂:0.0285Al₂O₃:0.50Na₂O:0.20TMAD:18H₂O。