合成MSU分子筛的方法技术

本发明专利技术涉及一种合成MSU分子筛的方法，主要解决以往技术中存在的反应中硅源价格贵，模板剂的用量大，晶化时间长的问题。本发明专利技术通过采用一种合成MSU分子筛的方法，将模板剂加入去离子水中混合形成溶液Ⅰ；在搅拌下把硅源加入到溶液Ⅰ中，调节pH值至0.5～6得溶液Ⅱ；溶液Ⅱ水热晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后得MSU分子筛的技术方案，较好地解决了该问题，可用于MSU分子筛的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
合成MSU分子筛的方法
本专利技术涉及一种合成MSU分子筛的方法。
技术介绍
有序介孔材料的合成早在20世纪70年代就已经开始了，日本的科学家们在1990 年也已经开始了它的合成工作，只是1992年Mobil的MCM-41等介孔材料的报导才引起人 们的广泛注意，并被认为是有序介孔材料合成的真正开始。Mobil的科学家们突破传统的微 孔沸石分子筛合成过程中单个溶剂化的分子或离子起模板作用的原理，利用一个组织有序 的阳离子型季铵盐表面活性剂作模板成功地合成了具有大的比表面积、孔道规则排列并可 调节的M41S系列有序介孔材料（孔径为1. 6?IOnm)，被人们称为分子筛发展史上的一个 里程碑。尽管研究介孔材料的历史只有十几年，但由于它们的独特结构与性质吸引了许多 来自不同研究领域的科学家们，不懈的努力已经取得了丰硕的成果。 和微孔沸石分子筛的研究发展历史一样，最初的介孔材料的研究也是从硅酸盐和 硅铝酸盐开始的。在M41S系列在碱性条件下用长链烷基三甲基季铵盐表面活性剂作为超 分子模板剂的合成基础上，研究者们通过改变模板剂和改进合成工艺以及使用有机添加剂 等办法，合成了一系列不同孔道大小和孔道结构的硅酸盐及硅铝酸盐介孔材料，如MCM系 列、SBA系列以及MSU系列等。 CN200510028315. 8涉及一种以离子液体为模板剂制备MSU-S-Y介孔分子筛的方 法，属于无机化学合成
。以离子液体1-十六烷基-3-甲基溴化咪唑或1-十六烷 基-3-甲基溴化吡啶为模板剂，以硅酸钠为硅源，铝酸钠为铝源，经过Y沸石纳米前驱体 的制备、介孔分子筛的组装和水热晶化三步，再经常规的过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到产 品，MSU-S-Y介孔分子筛。该方法的优点是：制备过程简单，制得的产品MSU-S-Y介孔分 子筛比表面、孔径、孔容大，水热稳定性好。 CN200910056817. X涉及一种以非离子表面活性剂为模板剂制备MSU纯硅分子筛 的方法，主要解决以往技术中存在的反应中模板剂的用量大，晶化时间长的问题，通过使用 烷基聚氧乙烯基醚C 18(CH2CH2O)2tl作为模板剂，并调节合成过程中硅源和模板剂的摩尔比， 较好地解决了该问题，可用于纯硅MSU分子筛的工业制备中。 CN 00121012. 2涉及一种有机官能化双孔分子筛及其制备方法，报道了一种有机 官能化双孔分子筛，具有比表面积400-900m2/g，孔体积0.4-2cm3/g，小孔孔径2-4nm，大 孔孔径16-90nm，且具有MSU-x结构并带有有机团R;该分子筛的制备方法是选择无毒、可 生物降解的非离子表面活性剂作模板剂，采用有机硅氧烷与正硅酸乙酯为前驱体，在中性 条件下低温水解缩聚合成双孔分布的有机官能化分子筛。本专利技术具有反应条件温和，制备 过程简单，所使用的模板剂无毒容易回收，制得的有机官能化双孔分子筛用途广泛。 以上文献报道的MSU分子筛的制备方法均存在硅源价格贵，模板剂用量大，晶化 时间长的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的硅源价格贵，模板剂用量大、晶 化时间较长的问题，提供一种新的合成MSU分子筛的方法。该方法用于合成MSU分子筛时， 具有硅源价格便宜，模板剂用量少，晶化时间短的优点。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种合成MSU分子筛的方 法，包括以下步骤： (1) 将模板剂加入去离子水中混合形成溶液I ; (2) 在搅拌下把硅源加入到溶液I中，用酸或盐调节pH值至0. 5?6得溶液II ; (3) 溶液II在90?140°C条件下水热晶化2?50小时后，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧 后得MSU分子筛； 其中以硅源为硅酸钠 Na2SiO3 ·9Η20,模板剂为烷基聚氧乙烯基醚C18 (CH2CH2O)2(|，原料体 系以摩尔比计为：Na2SiO3. 9H20 : C18(CH2CH2O)2tl : H2O=I : 0.01 ?0.10 : 2?10。 上述技术方案中，原料体系以摩尔比计，Na2SiO3 · 9H20 : C18(CH2CH2O)2tl的优选范 围为1 : 0.01?0.08,更优选范围为1 : 0.01?0.03;原料体系优选方案为在晶化之前 用酸或盐调节PH值的优选范围为1?4,更优选范围为2?3 ;水热晶化温度的优选范围为 100?120°C ;水热晶化时间的优选范围为2?20小时，更优选范围为2?8小时；原料体 系在晶化之前所用酸优选方案为选自盐酸、硫酸或硝酸中的一种；原料体系在晶化之前所 用盐优选方案为选自氯化铵、硝酸铵或硫酸铵中的一种。 本专利技术中制备的MSU分子筛是具有三维蠕虫状孔道结构的介孔分子筛，与MCM-41 的一维孔道相比，它更利于客体分子在其孔道内扩散，消除扩散限制。本专利技术通过采用 廉价的硅酸钠 Na2SiO3 · 9H20为硅源，采用无毒无害的非离子表面活性烷基聚氧乙烯基醚 C18(CH2CH2O)2tl为模板剂，由于模板剂烷基聚氧乙烯基醚C 18(CH2CH2O)2tl的氧乙烯聚合度η为 20,在分子筛的合成过程中，烷基聚氧乙烯基醚C 18 (CH2CH2O) 2(|相比其他的模板剂具有更强 的亲水性，硅酸钠 Na2SiO3 · 9Η20附着在表面活性剂胶束表面，缩聚形成分子筛的能力也更 强，相比CN200910056817. X所公开的技术方案，本专利技术通过调节溶液的pH值，采用硅酸钠 Na2SiO3 · 9H20作为硅源，本 申请人:通过实验发现，在合适的pH环境下，相比其他硅源，硅酸 钠 Na2SiO3 ·9Η20和烷基聚氧乙烯基醚C18(CH2CH2O) 2tl的作用力更强，故在减少模板剂用量或 者缩短晶化反应时间下仍可合成MSU分子筛，取得了预料不到的合成效果，模板剂与硅源 的摩尔比最低仅为0. 01，相比CN200910056817. X的技术方案其模板剂降低了 50%以上；晶 化反应时间仅需8小时，相比至少缩短了 20%的时间，取得了较好的技术效果。 下面通过实施例对本专利技术作进一步阐述。 【附图说明】 图1为MSU分子筛的XRD谱图。 【具体实施方式】 【实施例1】 MSU的合成 称取10. 96克烷基聚氧乙烯基醚，加热搅拌使其完全溶解于90毫升的去离子水中，得 到澄清的溶液，于60°C下搅拌2小时后再加入硅酸钠284. 2克，用盐酸调节pH值至2,再搅 拌40小时后装入反应荃中，晶化温度为120°C,晶化时间为8小时；晶化反应后经过滤、洗 涤、干燥，在空气氛围下以1°C /分钟的升温速率从室温升到550°C，在550°C焙烧4小时后 得到产物，经X射线衍射仪测得所得晶体为MSU，XRD谱图见图1，MSU分子筛的比表面、孔 容、孔径的测定结果见表1。 【实施例2】 MSU的合成 称取109. 6克烷基聚氧乙烯基醚，加热搅拌使其完全溶解于180毫升的去离子水中，得 到澄清的溶液，于60°C下搅拌1小时后再加入硅酸钠284. 2克，用盐酸调节pH值至3,再搅 拌48小时后装入反应荃中，晶化温度为140°C,晶化时间为2小时；晶化反应后经过滤、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成MSU分子筛的方法，包括以下步骤：(1)将模板剂加入去离子水中混合形成溶液Ⅰ；(2)在搅拌下把硅源加入到溶液Ⅰ中，用酸或盐调节pH值至0.5～6得溶液Ⅱ；(3)溶液Ⅱ在90～140℃条件下水热晶化2～50小时后，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧后得MSU分子筛；其中硅源为硅酸钠Na2SiO3·9H2O，模板剂为烷基聚氧乙烯基醚C18(CH2CH2O)20，原料体系以摩尔比计为：Na2SiO3·9H2O∶C18(CH2CH2O)20∶H2O=1∶0.01～0.10∶2～10。

【技术特征摘要】
1. 一种合成MSU分子筛的方法，包括以下步骤： (1) 将模板剂加入去离子水中混合形成溶液I ; (2) 在搅拌下把硅源加入到溶液I中，用酸或盐调节pH值至0.5?6得溶液II ; (3) 溶液II在90?140°C条件下水热晶化2?50小时后，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧 后得MSU分子筛； 其中硅源为硅酸钠 Na2Si03 *9H20,模板剂为烷基聚氧乙烯基醚C18 (CH2CH20)2(|，原料体系 以摩尔比计为：Na2Si03 ? 9H20 : C18(CH2CH20) 20 : H20=1 : 0? 01 ?0? 10 : 2 ?10。2. 根据权利要求1所述的合成MSU分子筛的方法，其特征在于原料体系以摩尔比计，N a2Si03 ? 9H20 : C18(CH2CH20)20=1 : 0? 01 ?0? 08。3. 根据权利要求2所述的合成MSU分子筛的方法，其特征在于原料体...

【专利技术属性】
技术研发人员：董静，宣东，刘苏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11