一种通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ‑13分子筛的方法，是以TMADaOH作为结构导向剂，将碱源、硅源、结构导向剂、介孔模板剂与水混合均匀，加入不同含量的铝源制得溶胶，再加入Y型分子筛得到初始凝胶，进行水热晶化反应，反应完成后得到晶化反应产物，冷却洗涤至中性，干燥得到分子筛原粉，再将分子筛原粉经焙烧得到不同硅铝比的SSZ‑13分子筛。本发明专利技术通过转晶法及晶种的加入量控制合成不同硅铝比的SSZ‑13分子筛，大大缩短了反应制备时间。通过调节晶种的加入量可以在较宽范围内调变合成产物SSZ‑13分子筛的硅铝比，且固相产率有所提高，可降低生产成本，有利于工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的方法
本专利技术属于分子筛制备
，涉及一种SSZ-13分子筛的制备方法，特别是涉及一种通过Y型分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的方法。
技术介绍
SSZ-13分子筛是一种具有八元环结构的椭球形笼和三维交叉孔道结构的CHA骨架拓扑结构的硅铝酸盐晶体材料。SSZ-13分子筛因具有较小的孔口尺寸(0.38nm)、比表面积大、良好的热稳定性、离子交换性及酸性可调性，使得其在催化反应及气体分离中展现出优异的特性。SSZ-13分子筛通常采用传统的水热晶化法制备，常规的水热合成法是利用N,N,N-三甲基金刚烷铵(TMADa+)，苄基三甲基胺(BTMA+)、N-烷基-1,4-二氮杂二环辛烷阳离子、多环烷基胺阳离子、N,N-二甲基哌啶以及氯化胆碱等作为模板剂合成SSZ-13，采用无定形硅源铝源为起始材料，经历由无定形相-介稳沸石中间相-稳定的目标型沸石的顺序逐渐转化而合成。基于此，一些研究者提出了另一种有效且极具潜力的沸石合成法—晶间转化法，该法是以一种沸石为起始材料转化为另一种沸石。与常规的无定形硅源铝源相比，因起始沸石材料在碱性体系下分解/溶解会产生小的纳米结构单元，这些纳米结构单元在不同结构导向剂存在下可以快速、高选择性地组装为特定的沸石。因涉及的成核和晶化过程能被大大改变，所以会导致生成不同的晶体结构，而且大大缩短晶化时间。目前，采用该法合成分子筛由于含有共同的复合结构单元双六元环，所以可以缩短晶化时间。但由于晶间转化强烈依赖于起始沸石的硅铝比，晶间转化法中对起始沸石的硅铝比需要满足一定要求，这就需要事先对合成的Y型沸石进行高温水蒸气处理或酸处理，提高其硅铝比；而且目前采用该法在常规无机碱体系合成的SSZ-13沸石分子筛硅铝(Si/Al)比较低，通常在2.5-16之间。因此，本专利技术提出采用分子筛晶间转化法，加入晶种直接以低硅铝比拓扑重建合成不同硅铝比的SSZ-13分子筛的方法，不需酸处理或水蒸汽处理这些繁琐的脱铝步骤，而且合成凝胶的硅铝比范围通过调节晶种的加入量可以在很大范围内(30-1200)进行调变，且均可合成纯相高结晶度好的不同硅铝比SSZ-13分子筛。
技术实现思路
本专利技术目的是提供通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的方法。该方法可以采用低硅铝比沸石直接转化，不需对起始沸石进行脱铝预处理，仅通过调节晶种的加入量就可以在很大范围内(30-1200)对合成凝胶中的硅铝比范围进行调变，且均可合成纯相高结晶度好的不同硅铝比SSZ-13分子筛。本专利技术是通过以下技术方案实现的：Y分子筛合成：将反应原料碱源、硅源与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理，水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到Y分子筛原粉。其中水热晶化温度80-150℃，时间为4-8h，干燥温度为100-150℃；SSZ-13分子筛合成：将反应原料碱源、硅源、结构导向剂，Y分子筛与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理。水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉，原粉经焙煅烧得到SSZ-13分子筛；其中反应原料中各组分含量满足Na2O∶Al2O3∶SiO2∶结构导向剂∶H2O＝0.3～0.5∶0～0.1∶1∶0.1～0.2∶55～92的摩尔比；其中水热晶化温度130-180℃，时间为24～48h，干燥温度为100～150℃；焙烧温度为500～600℃；焙烧时间为5～8h；所述的结构导向剂为N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵；所述的硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶、气相二氧化硅中的一种；所述的铝源为铝酸钠；所述的Y型分子筛的Si/Al＝10～30，作为转晶种子的Y型分子筛的加入量占溶胶的0.1～10％，并通过加入晶种的量控制不同硅铝比的SSZ-13分子筛的制备；所述的原粉经焙煅烧得到SSZ-13分子筛必须在空气中焙烧以除去导向剂。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术直接以低硅铝比沸石作为起始材料，不需进行预处理脱铝，简化了晶间转化法合成SSZ-13分子筛的步骤；与无定形硅源铝源相比，晶化时间大大缩短，固相产率明显提高；此法合成凝胶的硅铝比范围通过调节晶种的加入量可以在很大范围内(30-1200)进行调变，且均可合成纯相高结晶度且硅铝比范围较宽的SSZ-13分子筛产物。附图说明图1通过Y分子筛转晶合成的SSZ-13分子筛XRD谱图。实施例1(1)Y型分子筛的合成将2gNaAlO2和2gNaOH溶于38.1gH2O中，搅拌均匀后加入5g硅溶胶，继续搅拌30min后，将反应混合物转入具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于100℃晶化5h。晶化完成后，室温冷却，抽滤，用去离子水洗涤至中性，并于100℃空气中干燥得到Y分子筛原粉，按照不同硅铝比合成不同硅铝比的Y型分子筛(2)SSZ-13分子筛的合成将2gNaOH与10gN,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵(TMAdaOH)溶于90gH2O中，搅拌均匀后加入1gY型分子筛，20min后逐滴加入13g正硅酸乙酯，继续搅拌2h后将反应混合物转入具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于140℃晶化36h。晶化完成后，室温冷却，抽滤，用去离子水洗涤至中性，并于100℃空气中干燥得到SSZ-13分子筛原粉，再于空气中550℃焙烧5h，得到焙烧产品SSZ-13分子筛。实施例2Y分子筛的合成同实施例1，SSZ-13分子筛的合成为:将2gNaOH与12gTMAdaOH溶于100gH2O中，搅拌均匀后加入2gY型分子筛，20min后逐滴加入10g硅溶胶，继续搅拌2h后将反应混合物转入具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于160℃晶化30h。晶化完成后，室温冷却，抽滤，用去离子水洗涤至中性，并于110℃空气中干燥得到SSZ-13分子筛原粉，再于空气中550℃焙烧5h，得到焙烧产品SSZ-13分子筛。实施例3Y分子筛的合成同实施例1，SSZ-13分子筛的合成为:将2gNaOH与14gN,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵(TMAdaOH)溶于80gH2O中，搅拌均匀后加入3gY型分子筛，20min后逐滴加入10g气相二氧化硅，继续搅拌1.5h后将反应混合物转入具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于180℃晶化24h。晶化完成后，室温冷却，抽滤，用去离子水洗涤至中性，并于120℃空气中干燥得到SSZ-13分子筛原粉，再于空气中600℃焙烧6h，得到焙烧产品SSZ-13分子筛。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的制备方法，其特征是：/n(1)Y分子筛合成：/n将反应原料碱源、硅源与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理，水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到Y分子筛原粉。/n其中水热晶化温度80-150℃，时间为4-8h，干燥温度为100-150℃。/n(2)SSZ-13分子筛合成/n将反应原料碱源、硅源、结构导向剂，Y分子筛与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理。水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉，原粉经焙煅烧得到SSZ-13分子筛。/n其中反应原料中各组分含量满足Na

【技术特征摘要】
1.一种通过Y分子筛转晶合成不同硅铝比SSZ-13分子筛的制备方法，其特征是：
(1)Y分子筛合成：
将反应原料碱源、硅源与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理，水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到Y分子筛原粉。
其中水热晶化温度80-150℃，时间为4-8h，干燥温度为100-150℃。
(2)SSZ-13分子筛合成
将反应原料碱源、硅源、结构导向剂，Y分子筛与水混合均匀，加入铝源溶胶，进行水热晶化处理。水热晶化完成后，冷却洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉，原粉经焙煅烧得到SSZ-13分子筛。
其中反应原料中各组分含量满足Na2O∶Al2O3∶SiO2∶结构导向剂∶H2O＝0.3～0.5∶0～0.1∶1∶0.1～0.2∶55～92的摩尔比；其中水热晶化温度130-180℃，时间为24～48h，干燥温度为100～150℃；焙烧温度为500～600℃；焙烧时间为5～8h。


2.根据权利要求1所述的一种通过Y分子筛转晶合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠，李学兵，李青洋，李双菊，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37