一种多级孔丝光沸石分子筛及其制备方法，所述分子筛是同时具有MOR微孔结构和晶间中孔结构，所述晶间中孔结构是由晶粒直径为50‑100nm的棒状晶粒聚集体构成，所述聚集体的大小是2‑5μm，所述晶间中孔的孔径是2‑10nm；所述制备方法是以表面硅烷化的纳米二氧化硅为合成沸石所用硅源，在水热晶化体系中直接合成多级孔丝光沸石分子筛。本发明专利技术克服了单一微孔丝光沸石一维孔道所引起的扩散限制，增加了反应物和产物在沸石内的扩散路径，缩短了扩散距离，降低了扩散阻力，提高了活性位的可接近性，从而拓宽了丝光沸石分子筛的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丝光沸石分子筛及其制备方法，具体是一种在沸石内同时包含有微孔和中孔的多级孔丝光沸石分子筛及其制备方法。
技术介绍
丝光沸石是一种具有二维孔道结构的层状结构沸石分子筛，由尺寸为 0.65nm×0.70nm的12元环椭圆形主通道和尺寸为 0.26nm×0.57nm的8元环侧孔道所组成，由于各层结构并不是正对着重叠在一起，而是相互之间有一定的位移，致使孔道发生一定程度的扭曲，同时与十二元环孔道交叉的八元环侧孔道孔径尺寸较小，多数大分子不易进出，因此，丝光沸石通常被当作一维孔道结构沸石分子筛。丝光沸石分子筛 (MOR) 作为催化剂在甲苯歧化、烷基化、C8 芳烃异构化以及甲苯选择性歧化反应中表现出了优异的催化性能。但是，由于MOR 沸石分子筛的一维微孔孔道结构，较大尺寸的分子不能在孔道内平行或交换扩散，只能单层扩散，在催化反应中引起扩散限制，分子在反应过程中堵塞孔道，造成催化剂的催化活性降低，催化剂的使用寿命缩短，从而限制了其在工业领域的应用。因此在微孔MOR沸石内引入二次中孔制备微孔-介孔多级孔道结构丝光沸石分子筛，可以克服MOR沸石固有的一维扩散限制，从而减小扩散分子的扩散阻力，增加扩散途径，缩短扩散路线，加快分子的扩散，并增加沸石表面活性位的有效利用率。现有合成多级孔丝光沸石的合成策略主要包括酸碱处理脱铝/脱硅和模板剂导向法两种办法。Johan C. Groen等（Journal of Catalysis 251 (2007) 21–27）采用NaOH对其自行合成的高硅的丝光沸石进行脱硅处理得到了硅铝比为20-30的高硅介孔沸石分子筛，但是其制备过程极其复杂。S. Narayanan等（Polyhedron 89 (2015) 289–296）采用HCl对商业丝光沸石进行脱铝处理，得到含有介孔的高硅铝比的丝光沸石，但是其外比表面积较小。V.V. Ordomsky等（Journal of Catalysis 295 (2012) 207–216）用NaOH对购买的硅铝比为48的丝光沸石进行脱硅处理，得到了外比表面相对丰富的介孔丝光沸石，但是其孔径分布较宽且不可控制。Kunyue Leng等（Journal of Catalysis 306 (2013) 100–108）用HNO3对硅铝比为15的丝光沸石进行处理，得到了介孔丝光沸石，但是其结晶度较低水热稳定性不高。Xianfeng Li（J. Anal. Appl. Pyrolysis 85 (2009) 352–358）等用HNO3脱铝和NaOH脱硅处理其自行合成的硅铝比为15的丝光沸石，得到了含有介孔的丝光沸石，但是得到的外比表面积不高且孔径分布较宽。J. Aguado等（J. Anal. Appl. Pyrolysis 85 (2009) 352–358）用PHAPTMS作为有机模板剂采用重结晶的方法获得了具有介孔的丝光沸石，但是其外比表面较小，孔径分布也不均一。Min Liu等（Catalysis LettersJanuary 2016, Volume 146, Issue 1, pp 249–254）用CTAB 作为有机模板剂合成了纳米片状的多级孔丝光沸石，但是反应过程较复杂且孔径分布也不均一。Yangyang Yuan等（Chinese Journal of Catalysis 36 (2015) 1910–1919）用TEAOH和表面活性剂C12H25‐N+(CH3)2‐C2H4‐N+(CH3)2‐C12H25Br2合成了纳米晶粒堆积的多级孔丝光沸石，合成过程中用了较昂贵的有机模板剂，且孔径的分布范围也较宽无法实现调变。Yuping Li等（J Mater Sci (2015) 50:5059–5067）利用自己合成的模板剂C18H37–N+(CH3)2–C6H12–N+ (CH3)2–C6H13(Br-)2成功合成了多级孔的丝光沸石分子筛，但是合成过程复杂且孔径也无法调变。李乃霞等（[J] 硅酸盐通报 2009 28(4) 652-655）以多孔炭为模板合成中空介孔丝光沸石，同样也是存在合成过程复杂，孔径无法调变的问题。张坤等（中国专利CN 102602958 A）添加经过脱铝的丝光沸石分子筛作为成核促进剂（晶种）和调节合成条件合成高纯度介孔丝光沸石分子筛，但是合成过程中加入大量晶种且孔径大小未见报道。祁晓岚等（CN 102190316 A）以淀粉、糊精、纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩丁醛作为介孔模板剂, 四乙基氢氧化铵 (TEAOH)、四乙基溴化铵 (TEABr)作为模板剂制备了含有介孔的丝光沸石，但是合成过程复杂且有机模板剂使用量较大，成本较高。孙印勇等（102872898A）在氢型丝光沸石中加入 HNO3溶液，控制 HNO3溶液的浓度，再经加热回流、干燥后加入 NaOH 溶液，得到具有介孔结构的丝光沸石，实验过程中使用了污染严重的酸碱试剂且反应过程复杂。侯凯湖等（CN 104843731 A）使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚乙二醇 4000、十六烷基三甲氧 基有机硅氯化铵（TPHAC）、聚乙二醇 10000 或四乙基溴化铵（TEABr）作为模板剂且在反应过程中加入晶种合成了具有纳米梯级孔的丝光沸石，但是产物的孔径分布较宽外比表面不高，制备过程也较复杂。张坤、邢俊玲等（CN 103482645 A）以为十六烷基二甲基乙基溴化铵、十六烷基二 乙基甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵或者十六烷基三丁基溴化铵等新型的阳离子表面活性剂为结构导向剂合成了既具有多级孔又具有纳米晶粒尺寸的丝光沸石分子筛，但是产物的结晶度较低，孔径分布及外比表面积未见报道。周志伟等（CN 103880036 A）以木糖、葡萄糖、阿拉伯糖等糖类混合物作为介孔模板剂合成介孔丝光沸石，但是所得到的比表面积较小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多级孔丝光沸石分子筛及其制备方法，用于直接合成制备中孔孔体积和孔径易于调变的具有较大外比表面积的多级孔丝光沸石，在确保其固有催化性能的基础上，进一步提高分子，特别是较大分子在丝光沸石中的扩散能力，提高沸石表面活性位的有效利用率，增强其抗积炭性能，从而改善微孔丝光沸石催化性能。本专利技术上述提供的一种多级孔丝光沸石分子筛是同时具有MOR微孔结构和晶间中孔结构，所述晶间中孔结构是由直径为50-100nm的棒状晶粒聚集构成，所述棒状晶粒聚集的大小是2-5μm，所述晶间中孔孔径是2-10nm。本专利技术上述提供的一种用于多级孔丝光沸石分子筛的制备方法是以表面硅烷化的纳米二氧化硅为合成沸石所用硅源，在水热晶化体系中直接合成多级孔丝光沸石分子筛，其具体制备方法是按下列步骤进行的：将有机硅烷偶联剂溶于含醇20%-30%（w/w）的醇水溶液中，按有机硅烷偶联剂与纳米二氧化硅摩尔比为1-30:100的比例将纳米二氧化硅固体粉末加入上述醇水溶液中搅拌均匀，在30-100℃下回流1-12h，冷却至室温，获得表面硅烷化的二氧化硅醇水固液混合物，将获得的固液混合物静置分离，在室温下用乙醇洗涤所得固体，最后在100-120℃下干燥后，研磨获得表面硅烷化的二氧化硅粉末；按照原料摩尔比：（20-30）SiO2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多级孔丝光沸石分子筛，其特征在于：所述多级孔丝光沸石分子筛是同时具有MOR微孔结构和晶间中孔结构，所述晶间中孔结构是由直径为50‑100nm的棒状晶粒聚集构成，所述棒状晶粒聚集的大小是2‑5μm，所述晶间中孔孔径是2‑10nm。
【技术特征摘要】
1.一种多级孔丝光沸石分子筛，其特征在于：所述多级孔丝光沸石分子筛是同时具有MOR微孔结构和晶间中孔结构，所述晶间中孔结构是由直径为50-100nm的棒状晶粒聚集构成，所述棒状晶粒聚集的大小是2-5μm，所述晶间中孔孔径是2-10nm。2.一种用于如权利要求1所述的多级孔丝光沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述制备方法是以表面硅烷化的纳米二氧化硅为合成沸石所用硅源，在水热晶化体系中直接合成多级孔丝光沸石分子筛，其具体制备方法是按下列步骤进行的：将有机硅烷偶联剂溶于含醇20%-30%（w/w）的醇水溶液中，按有机硅烷偶联剂与纳米二氧化硅摩尔比为1-30:100的比例将纳米二氧化硅固体粉末加入上述醇水溶液中搅拌均匀，在30-100℃下回流1-12h，冷却至室温，获得表面硅烷化的二氧化硅醇水固液混合物，将获得的固液混合物静置分离，在室温下用乙醇洗涤所得固体，最后在100-120℃下干燥后，研磨获得表面硅烷化的二氧化硅粉末；按照原料摩尔比：（20-30）SiO2 : Al2O3:（6-9）Na2O:（300-1000）H2...
【专利技术属性】
技术研发人员：马静红，代光，李瑞丰，张维民，任奋奋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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