一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石制造技术

本发明专利技术涉及沸石分子筛领域，尤其涉及一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，通过用不同种类的稀酸溶液处理USY原料粉制得不同SAR的多级孔高硅疏水FAU沸石，使制得的不同SAR的多级孔高硅疏水沸石样品的总孔容积提高，并将沸石骨架的SAR提高到14至400范围；该沸石是结构微孔与无序介孔构成的多级孔沸石，具有疏水亲油的吸附特性，沸石骨架的SAR从14提升到400，沸石的疏水性质逐渐提升，并且USY原料的(15 3 3)衍射峰自59.20/2θ向59.50/2θ高衍射角度方向移动；该多级孔高硅疏水沸石的制备避免了化学脱铝补硅提高沸石骨架SAR时既浪费了资源又造成环境污染的问题，并且该沸石具有精细的结构微孔的同时又具有丰富的介孔，能够有效吸附大直径有机物分子。有效吸附大直径有机物分子。有效吸附大直径有机物分子。

【技术实现步骤摘要】
一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石


[0001]本专利技术涉及沸石分子筛领域，尤其涉及一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石。

技术介绍

[0002]FAU沸石是用途最为广泛,使用量最大的人工合成大孔沸石，由六氧元环与八氧元环构成的β笼通过四氧元环和六氧元环构成的柱体连接成大笼即α笼，该笼的12氧元环窗口直径0.74nm，孔容积0.32mL/g。同属FAU型沸石中的X沸石，其SAR为2至3，属低硅沸石，具有高度亲水的吸附性质，常用于工业脱水干燥剂和吸附剂；另一种FAU型沸石中的Y沸石，其SAR为3至6，大量用于石油炼制中的原油裂解催化剂(FCC催化剂)。
[0003]大量的研究证明，随FAU沸石骨架SAR提高,其结构水热稳定性也明显上升,水吸附量也相应有所下降，提高FAU沸石骨架SAR的方法,大致有以下几种：
[0004](1)直接合成：硅溶胶与铝酸钠构成的反应物体系中加入冠醚可以直接水热合成SAR 7.6的高硅FAU沸石[Verified Syntheses of Zeolitic Materials,Second Revised Edition,2001,P159]。
[0005](2)化学脱铝补硅：
[0006]i液相法：以氟硅酸及其盐类作为化学改性剂，在水相中脱铝补硅，通过一次反应即可将FAU沸石骨架的SAR提高至20以上。此方法一直沿用至今。我国各大石化公司的催化剂厂用此法生产加氢催化裂化剂。但因其带来高成本和处理废液的环境问题，该方法难以进行多次液相处理以制备更高SAR的FAU沸石。
[0007]ii气相法：以四氯化硅为原料，粉状或成型的NaY沸石在含四氯化硅的氮气流中、250
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550℃下、通过脱铝补硅反应制备SAR>6的高硅和全硅FAU型分子筛[Studies in Surface Science and Catalysis,Volume 5,1980,Pages 203
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210,Catalysis by Zeolites；J.Chem.SOC.F,Faraday Trans.I,1986,82,1449
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1469][CN103787353A，CN102451736A，CN101850239A，CN2016111723056]；上述四氯化硅气
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固相反应法难以实现工业规模化生产的最主要原因是四氯化硅属于易燃、易爆、有毒、高腐蚀性化学品，此外，无法将反应过剩的四氯化硅回收和充分利用，且反应副产物三氯化铝也不易收集为有用的副产品，这既浪费了资源又造成环境的污染，而且,在现有技术中制备多极孔疏水FAU沸石难以实现。
[0008]当今国内外环境压力使众多化工企业迫切要求降低和消除废气中的VOC和废水中的TOC的排放，虽然疏水ZSM
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5可以去除直径小于0.6nm的小分子有机物，但分子直径更大的有机物只能用结构孔径大于0.7nm的疏水FAU或Beta沸石、其中疏水FAU沸石是首选。这在市场上已有迫切需求，但尚无大量供应。

技术实现思路

[0009]为此，本专利技术提供一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，可以解决传统提高FAU沸石骨架SAR时造成资源浪费以及环境污染的技术问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石具有FAU(八面沸石)的晶体结构及其特征XRD衍射谱。
[0011]进一步地，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石为高硅沸石,其骨架的氧化硅与氧化铝的摩尔比SAR在14至400范围。
[0012]进一步地，当所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石骨架的氧化硅与氧化铝的摩尔比SAR大于14时，该沸石具有疏水亲油的吸附特性。
[0013]进一步地，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的脱附曲线高于吸附曲线，吸附与脱附二曲线间出现明显的滞后环，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石是结构微孔与无序介孔构成的多级孔沸石。
[0014]进一步地，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的介孔孔径为7.9nm至10.7nm。
[0015]进一步地，当所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的骨架SAR从14逐渐提升到400时，其水吸附量从14.3％逐渐下降至6.2％，疏水性指数Hz分别从0.79逐渐上升至2.71，该沸石的疏水性质逐渐提升。
[0016]进一步地，用稀酸处理制得的沸石骨架SAR＝14.1的FAU沸石样品已具有亲油疏水性质，并随着沸石样品的SAR提高至60或更高时，其疏水性指数Hz上升至2.0以上，呈现较高的疏水性质。
[0017]进一步地，USY原料粉是以NaY沸石为原料制成的，稀酸溶液处理USY原料粉制得的多级孔高硅疏水FAU沸石，在脱除了NaY沸石中的Na
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离子时，使制得的不同SAR的多级孔高硅疏水沸石样品的总孔容积提高到0.470ml/g
‑
至0.533ml/g
‑
。
[0018]进一步地，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的H
‑
K孔径为0.75nm至0.77nm。
[0019]进一步地，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石在稀酸处理脱铝后，沸石骨架SAR提高，USY原料的(15 3 3)衍射峰自59.20/2θ向59.50/2θ高衍射角度方向移动。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供了一种具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，具有FAU(八面沸石)的晶体结构及其特征XRD衍射谱；通过用不同种类的稀酸溶液处理USY原料粉可制得SAR 14至400范围的多级孔高硅疏水FAU沸石，并使制得的不同SAR的多级孔高硅疏水沸石样品的总孔容积提高；本专利技术提供的多级孔高硅疏水沸石具有精细的结构微孔同时又具有丰富的介孔，能够有效吸附大直径分子有机物；本专利技术通过以USY粉作为原料粉，以一定浓度的稀酸溶液在一定温度下处理一定时间，制得具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石,避免了化学脱铝补硅提高沸石骨架SAR时既浪费了资源又造成环境污染的问题；
[0021]该沸石是结构微孔与无序介孔构成的多级孔沸石，具有疏水亲油的吸附特性，当沸石骨架的SAR从14逐渐提升到400时，该沸石的疏水性质逐渐提升，并且USY原料的(15 3 3)衍射峰自59.20/2θ向59.50/2θ高衍射角度方向移动；该高硅疏水FAU沸石作为吸附剂主体材料，不仅有高的BET表面积,也具有较大孔径的介孔及介孔空间、以利于在吸附与脱附过程中有机物分子在FAU沸石晶内的扩散；
[0022]本专利技术提出的同时具有精细的结构微孔、又具有丰富的介孔的高硅疏水性质新型分子筛材料，可以实现规模化量产，满足国内市场的迫切需求。
附图说明
[0023]图1为本实施例所述的多级孔高硅疏水FAU沸石的骨架结构图；
[0024]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级孔高硅疏水沸石，其特征在于，所述的多级孔高硅疏水沸石具有FAU(八面沸石)的晶体结构及其特征XRD衍射谱。2.根据权利要求1所述的具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，其特征在于，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石为高硅沸石,其骨架的氧化硅与氧化铝的摩尔比SAR在14至400范围。3.根据权利要求1所述的具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石,其特征在于，当所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石骨架的氧化硅与氧化铝的摩尔比SAR大于14时，该沸石具有疏水亲油的吸附特性。4.根据权利要求1所述的具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，其特征在于，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的脱附曲线高于吸附曲线，吸附与脱附二曲线间出现明显的滞后环，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石是结构微孔与无序介孔构成的多级孔沸石。5.根据权利要求1所述的具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，其特征在于，所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的介孔孔径为7.9nm至10.7nm。6.根据权利要求1所述的具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石，其特征在于，当所述具有FAU结构的多级孔高硅疏水沸石的骨架SAR从14逐渐提升到400时，其水吸附量从14.3％逐渐下降至6.2％，疏水性指数Hz分别从0.79逐渐上升...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙英才，沈飞，沈威，林德昌，朱奇峰，
申请(专利权)人：复榆张家港新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：