[发明专利]一种不同形貌介孔纳米丝光沸石的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种不同形貌介孔纳米丝光沸石的制备方法与应用，制备步骤是将氢氧化钠、铝源、去离子水、硅源、结构导向剂A和结构导向剂B按顺序混合，搅拌陈化形成溶胶，其中结构导向剂A为有机胺类结构导向剂，结构导向剂B为二甲基十八烷基[3‑(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵；将溶胶放入高压反应釜中，密封后在120～180℃晶化反应4～14天，晶化结束后得到的固体产品经过抽滤、洗涤、干燥、焙烧，得到钠型丝光沸石分子筛；经氨交换得到特殊形貌氢型纳米丝光沸石分子筛。本发明通过调节加入结构导向剂的量调节纳米丝光沸石的硅铝比、粒径以及晶粒的形貌，合成出具有合适介孔和更大比表面积的分子筛催化剂，延长了分子筛催化剂在羰基化过程中的寿命。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及丝光沸石分子筛的制备，具体涉及一种不同形貌介孔纳米丝光沸石的制备方法与应用。

背景技术

乙醇是重要的化工基本原料,同时可以作为燃料和燃油添加剂,其生产技术的探索和改进也因此成为研究热点。以合成气为原料,先合成二甲醚(DME),再由DME羰基化合成乙酸甲酯(MA),最后以MA加氢制得乙醇是目前最具工业化应用前景的乙醇合成路线。该合成路线目前受制于DME羰基化反应的活性。采用丝光沸石(MOR)、镁碱沸石(FER)和杂多酸沸石(HPAS)进行了二甲醚羰基化反应。与FER和固体酸催化剂相比，MOR催化剂由于其独特的晶体结构和酸稳定性，在羰基化反应中表现出更好的催化活性。

当前研究的热点是合成具有微/介孔的纳米丝光沸石，单纯的微孔丝光沸石不利于大分子反应参与的扩散与传质，降低了催化剂的反应效率和寿命。介孔催化剂以其较高的反应物和产物扩散率而表现出优异的性能。介孔丝光沸石的合成策略主要包括无模板剂法和有机模板剂导向法和后处理法三种。CN1837046A报道了以丝光沸石作为晶种，通过分阶段晶化的办法制备了纳米级的丝光沸石分子筛，但是该方法合成步骤繁琐。Maleki等报道了超声辐照制备分级纳米催化剂是一种特别新颖的方法(Ultrason.Sonochem 2018，460-464.)，合成的条件苛刻，不利于大规模使用。S.K.Saxena等通过酸或碱处理得到的介孔丝光沸石改善了织构性能，表现出较高的酸性(Appl.Surf.Sci.2017，392384-390)，但酸碱腐蚀性较强。CN102718231A利用十六烷基三甲基对甲基苯磺酸铵盐作为模板剂通过水热合成的方法直接制备层状具有多级孔的小晶粒丝光沸石分子筛，模板剂需要自己合成导致分子筛制备成本高，大大提高了沸石分子筛的合成成本，且对环境容易造成了大量污染。

根据目前文献及中国专利调研的结果表明：同时具有本发明特殊形貌和多级孔结构的纳米丝光沸石的合成未见有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同形貌介孔纳米丝光沸石的制备方法与应用，通过调控结构导向剂可以得到不同的特殊形貌的纳米丝光沸石。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种不同形貌介孔纳米丝光沸石的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氢氧化钠和铝源溶于去离子水中，在室温下搅拌至溶液澄清，然后将硅源加入到此溶液中继续搅拌0.5～2h至凝胶状，再将结构导向剂A和结构导向剂B加入上述凝胶，搅拌陈化形成溶胶；其溶胶中各组分按其氧化物计的摩尔比为SiO₂：Na₂O：Al₂O₃：水：结构导向剂A：结构导向剂B＝1：0.3～0.7：0.01～0.1：20～200：0.001～1：0.005～1；所述结构导向剂A为有机胺类结构导向剂，所述结构导向剂B为二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵；

(2)将步骤(1)制得的溶胶放入高压反应釜中，密封后在120～180℃晶化动态或静态下反应4～14天，晶化结束后得到的固体产品经过抽滤、洗涤、干燥后，焙烧，得到钠型纳米丝光沸石分子筛；

(3)将步骤(2)得到的钠型纳米丝光沸石分子筛分散到铵盐溶液中进行氨离子交换，重复2～3次后，抽滤、干燥、焙烧，得到特殊形貌氢型纳米丝光沸石分子筛。