[发明专利]一种多温度点老化制备低硅X型分子筛的方法

说明书

一种多温度点老化制备低硅X型分子筛的方法，包括如下步骤：分别称取硅源、铝源、强碱和去离子水；将强碱用去离子水溶解并搅拌，得到澄清溶液；将铝源加入澄清溶液中，搅拌至铝源完全溶解且混合溶液呈现为澄清状态，然后将硅源加入到混合溶液中，在室温下搅拌30min；搅拌完成后，将混合溶液移入以聚四氟乙烯做内衬的不锈钢高压反应釜中，封釜，在多个温度点进行老化，老化后升温至晶化温度，进行晶化；晶化完成后，将晶化后的产物离心分离，并用去离子水洗涤至pH＜9，然后经烘干和焙烧4h后得到低硅X型分子筛。本发明采用老化多段升温的合成方法，可以显著缩短老化时间，提高分子筛的结晶度，还可以有效抑制的方钠石和A型杂晶的伴生。

技术领域

本发明涉及分子筛合成领域。

背景技术

沸石分子筛最初是一种吸附剂或薄膜类物质，主要成分是硅、铝、氧以及一些金属阳离子，它们以共价键、离子键的形式构成均匀的微孔结构，径与通常分子大小相当。根据其有效孔径的大小差异，可用来筛分大小不一的液体或气体分子，此即筛分作用，也是分子筛名称的由来。现在的沸石分子筛，通常是指那些具有分子筛筛分性质的天然或人工合成的规整晶态硅铝酸盐。其中，Si/Al摩尔比在1.0-1.5之间的八面沸石分子筛叫X型分子筛，Si/Al摩尔比在1.0-1.1之间的X型分子筛叫低硅铝比X型分子筛(低硅X型)。对于同类结构的分子筛，骨架硅铝比越低，其对应的骨架外阳离子数目就越多，而分子筛的离子交换能力和吸附性能与骨架外阳离子数目有着密切的关系，硅铝比较低的低硅X型分子筛是进行阳离子改性的优秀吸附分离材料。改性低硅X型分子筛在洗涤助剂、环境治理、化工分离、石油化工等多个领域广泛应用。

目前低硅X型型分子筛合成使用的技术主要有：先低温老化后高温晶化的两步合成法、低温晶化一步合成法、引入导向剂技术合成以及微波合成方法等。两步法是合成低硅X型分子筛的经典方法，一直以来，人们对两步法合成低硅X型分子筛展开了大量的研究。国内蒋化等(高等学校化学学报，2002,23(5)：772-776)采用两段法在钾钠体系下合成了低硅铝比低硅X型型分子筛，并对老化条件进行了详细研究，认为老化条件影响杂晶A分子筛和SOD方钠石的形成，且低硅X型的合成对水量的变化相当敏感，水过多或过少都会产生杂晶。一步法合成低硅X型分子筛是不用在低温条件下老化，直接晶化形成低硅X型分子筛，一步法合成法虽然省去了老化阶段，工艺简便，但是合成的低硅X型分子筛通常含有P分子筛、方钠石等杂晶，人们对一步法合成低硅X型分子筛的研究较少。低硅X型分子筛的导向剂通常为无定形的凝胶状混合溶液。通常情况下低硅X型分子筛的导向剂的硅铝比比较高，导向剂的用量将会影响产物的硅铝比，在合成时加入一定量的导向剂不仅能够缩短晶化时间，还能提高分子筛结晶度，抑制杂晶的生成。微波加热具有穿透性、热惯性小、选择性等特点，与传统加热方式相比，微波加热具有热效应高、加热均匀、温度梯度小、环保节能、操作方便等优点，近年来，微波加热应用到分子筛合成中。但是微波合成处于实验室阶段，微波反应器普遍采用家用微波炉，反应不连续，工业应用还存在微波功率难以调控、反应迅速容易爆炸等问题。从现有报道的制备方法来看，低温老化高温晶化两步合成法是最有效的合成方法。针对上述存在的问题，研究设计一种新型的多温度点老化制备低硅X型分子筛的方法，克服现有合成低硅X型分子筛中中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

为了解决现有的合成低硅X型分子筛中存在的上述问题，本发明提供了一种多温度点老化制备低硅X型分子筛的方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种多温度点老化制备低硅X型分子筛的方法，包括如下步骤：

S1.分别称取硅源、铝源、强碱和去离子水；

S2.将强碱用去离子水溶解并搅拌，得到澄清溶液；

S3.将铝源加入澄清溶液中，搅拌至铝源完全溶解且混合溶液呈现为澄清状态，然后将硅源加入到混合溶液中，在室温下搅拌30min；

S4.搅拌完成后，将混合溶液移入以聚四氟乙烯做内衬的不锈钢高压反应釜中，封釜，在多个温度点进行老化，老化后升温至晶化温度，进行晶化；