一种MFI/MEL复合分子筛及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种MFI/MEL复合分子筛及其制备方法和应用，涉及分子筛技术领域。本发明专利技术采用微波加热辅助合成和透析纯化的方法，可以高效率地合成具有特定骨架结构、结构均匀、高度有序、高纯度的MFI雏晶和MEL雏晶，然后以特定比例的MFI雏晶和MEL雏晶作为基本结构单元，通过异质晶化的策略实现MFI/MEL复合分子筛的合成，能够避免凝胶组成、模板剂、晶化条件的相互干扰，最大程度地避免转晶的发生，从而确保MFI/MEL复合分子筛产物中MFI相与MEL相比例的可控性，同时也实现了对于复合分子筛形貌以及b轴方向的厚度的控制，制备得到的MFI/MEL复合分子筛具有形貌独特、结晶良好、晶相比例可调的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种MFI/MEL复合分子筛及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及分子筛
，具体涉及一种MFI/MEL复合分子筛及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]分子筛作为一类典型的无机微孔材料，由于具有规则且丰富的孔道结构、良好的水热稳定性、多样的骨架元素及可控的酸性，被广泛用于分离、吸附、催化领域。
[0003]分子筛在合成过程中一直处于亚稳态，常常伴随着不同分子筛相的生长，促进了复合分子筛产生及发展。基于分子筛种类众多，而且性能各异，将两种或几种不同骨架的沸石分子筛复合使用，例如MFI/MEL复合分子筛，不仅具有单一组分的特性，而且又具有自身独特的结构特征，可以起到调节酸性和亲疏水性的作用，同时孔道的协同效应可以改善分子筛单一的微孔孔道导致的扩散传质问题。
[0004]目前，MFI/MEL复合分子筛合成关键在于如何在同一合成体系中同时或者先后形成两种不同的骨架单元结构，其合成凝胶的Si/Al比、不同骨架结构的构建速度、骨架结构的稳定性，不断变化的固液相的组成、晶化温度和时间等因素都会影响最终MFI/MEL复合分子筛产物中晶相的种类、组成比例和界面微结构。复杂且苛刻的合成条件对于MFI/MEL复合分子筛的形貌及b轴方向厚度、晶相比例的调控方面存在局限性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种MFI/MEL复合分子筛及其制备方法和应用。本专利技术提供的制备方法得到的MFI/MEL复合分子筛的晶相比例以及b轴方向的厚度可控。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种MFI/MEL复合分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将硅源、四丙基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第一微波热处理后第一透析纯化，得到MFI雏晶水溶液；
[0009](2)将硅源、四丁基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第二微波热处理后第二透析纯化，得到MEL雏晶水溶液；
[0010](3)将所述MFI雏晶水溶液和MEL雏晶水溶液混合，进行水热处理后焙烧，得到MFI/MEL复合分子筛；所述MFI雏晶水溶液中的MFI雏晶和MFI雏晶水溶液中的MEL雏晶的质量比为1：(0.1～30)；
[0011]步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述硅源中硅与四丙基氢氧化铵的摩尔比为1:(0.25～0.45)；
[0013]所述硅源中硅与铝源中铝的摩尔比为1:(0.005～0.013)。
[0014]优选的，步骤(2)中，所述硅源中硅与四丁基氢氧化铵的摩尔比为1:(0.25～0.45)；
[0015]所述硅源中硅与铝源中铝的摩尔比为1:(0.004～0.01)。
[0016]优选的，所述第一微波热处理和第二微波热处理均包括依次进行低温微波热处理和高温微波热处理；所述低温微波热处理的温度独立地为70～90℃，时间独立地为90～150min；所述高温微波热处理的温度独立地为130～150℃，时间独立地为30～150min。
[0017]优选的，所述第一透析纯化依次利用四丙基氢氧化铵水溶液和水进行；
[0018]所述第二透析纯化依次利用四丁基氢氧化铵水溶液和水进行；
[0019]所述四丙基氢氧化铵水溶液和四丁基氢氧化铵水溶液的浓度独立地为5～10mmol/L。
[0020]优选的，所述MFI雏晶水溶液和MEL雏晶水溶液的固含量独立地为15～35mg/g，pH值独立地为7～10；
[0021]所述MFI雏晶水溶液中MFI雏晶和MEL雏晶水溶液中MEL雏晶的粒径独立地为8～20nm。
[0022]优选的，所述水热处理的温度为80～130℃，时间为0.5h～40天。
[0023]优选的，所述焙烧的温度为500～600℃，时间为5～7h。
[0024]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的MFI/MEL复合分子筛，所述MFI/MEL复合分子筛的中MEL相的含量为1～90wt％，所述MFI/MEL复合分子筛的b轴方向的厚度为10～80nm。
[0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述的MFI/MEL复合分子筛在大分子有机物裂解中的应用。
[0026]本专利技术提供了一种MFI/MEL复合分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)将硅源、四丙基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第一微波热处理后第一透析纯化，得到MFI雏晶水溶液；(2)将硅源、四丁基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第二微波热处理后第二透析纯化，得到MEL雏晶水溶液；(3)将所述MFI雏晶水溶液和MEL雏晶水溶液混合，进行水热处理后焙烧，得到MFI/MEL复合分子筛；所述MFI雏晶水溶液中的MFI雏晶和MFI雏晶水溶液中的MEL雏晶的质量比为1：(0.1～30)；步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。本专利技术采用微波加热辅助合成的方法，具有反应快速、加热均匀的优势，可以高效率地合成具有特定骨架结构、结构均匀、高度有序的MFI雏晶和MEL雏晶；通过透析纯化能够将多余的制备原料去除，提高MFI雏晶水溶液以及MEL雏晶水溶液的纯度；然后以特定比例的MFI雏晶和MEL雏晶作为基本结构单元，通过异质晶化的策略实现MFI/MEL复合分子筛的合成，能够避免凝胶组成、模板剂、晶化条件的相互干扰，避免昂贵模板剂的使用以及离子交换过程，也可以最大程度地避免转晶的发生，从而确保MFI/MEL复合分子筛产物中MFI相与MEL相比例的可控性，进而实现对于复合分子筛的b轴方向的厚度的控制，具体的，随着MFI/MEL复合分子筛中MEL相所占的比例增加，复合分子筛的形貌发生了显著的变化，b轴方向的厚度逐渐减薄，复合分子筛的外比表面积逐渐增加。而且，本专利技术以MFI雏晶和MEL雏晶作为基本结构单元制备复合分子筛，拓展了目前复合分子筛的合成路线，得到的MFI/MEL复合分子筛同时具有呈现出两个以上片状交叉形貌独特、结晶良好、晶相比例、b轴方向厚度可调的优点。而且，本专利技术提供的制备方法，操作简单，采用的制备原料廉价易得，生产成本低，适宜规模化生产。
[0028]进一步的，本专利技术提供的制备方法避免昂贵模板剂的使用，且无需在高温、强碱
(氢氧化钠)条件下就可以实现异质晶化，制备条件温和，而且合成体系中不含钠离子，可以避免离子交换过程，不会产生大量的废水，绿色环保。
[0029]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法得到的MFI/MEL复合分子筛，所述MFI/MEL复合分子筛中MEL相的含量为1～90wt％，所述MFI/MEL复合分子筛的b轴方向的厚度为10～80nm。本专利技术提供的MFI/MEL复合分子筛呈现出两个或多个片状交叉的独特形貌，结晶度较高，总比表面积在450～550m2/g，外比表面积在60～180m2/g。
附图说明
[0030]图1为实施例1制备的MFI/MEL复合分子筛的X射线衍射谱图；
[0031]图2为实施例1制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MFI/MEL复合分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅源、四丙基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第一微波热处理后第一透析纯化，得到MFI雏晶水溶液；(2)将硅源、四丁基氢氧化铵、铝源和水混合，进行第二微波热处理后第二透析纯化，得到MEL雏晶水溶液；(3)将所述MFI雏晶水溶液和MEL雏晶水溶液混合，进行水热处理后焙烧，得到MFI/MEL复合分子筛；所述MFI雏晶水溶液中的MFI雏晶和MFI雏晶水溶液中的MEL雏晶的质量比为1：(0.1～99)；步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅源中硅与四丙基氢氧化铵的摩尔比为1:(0.25～0.45)；所述硅源中硅与铝源中铝的摩尔比为1:(0.005～0.013)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅源中硅与四丁基氢氧化铵的摩尔比为1:(0.25～0.45)；所述硅源中硅与铝源中铝的摩尔比为1:(0.004～0.01)。4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一微波热处理和第二微波热处理均包括依次进行低温微波热处理和高温微波热处理；所述低温微波热处理的温度独立地为70～90℃，时间独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚红，杜可，唐颐，盛治政，谭智超，李贺，王舒琪，高嵝，余家玉，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：