一种无模板剂体系多级孔制造技术

本发明专利技术属于分子筛制备技术领域，具体涉及一种无模板剂体系多级孔

【技术实现步骤摘要】
一种无模板剂体系多级孔Silicalite
‑
1分子筛及其制备方法


[0001]本专利技术属于分子筛制备
，具体涉及一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛及其制备方法
。

技术介绍

[0002]Silicalite
‑1分子筛是
ZSM
‑5型分子筛的全硅形式，即分子筛骨架中无铝元素的出现，硅铝比趋近于无穷大，特殊的结构构造使该分子筛具有高水热稳定性
、
亲油疏水性和择形催化等物理化学性质，故该分子筛在化工领域得到了广泛应用
。
但传统微孔
Silicalite
‑1分子筛由于受到其微孔孔径的限制，存在严重的传质阻力，因此引入介孔以形成多级孔
Silicalite
‑1分子筛被认为是解决此问题最有效的方法
。
介孔的引入不仅能减小传质阻力以提高分子的扩散速率，还使分子筛的使用效率和寿命得到提升，使多级孔
Silicalite
‑1分子筛的合成具有重要意义
。
[0003]目前向分子筛中引入介孔的方法主要有后处理法和模板法，但后处理法多产生无序和不可控的次级孔且会使分子筛的结晶度降低，故多选用模板法以进行分子筛的合成
。
模板剂在分子筛的合成过程中具有结构导向
、
占孔和加快晶化速率等作用，但有机模板剂在合成过程中会产生废水导致水源污染，并且模板剂的存在需要通过焙烧去除以使分子筛获得完整的孔道，而这一过程会消耗能源且污染环境；其次模板剂本身价格昂贵且对人体毒害较大，其工业应用受到限制
。
因此，考虑到模板剂所造成的经济和环境问题，探索可以节约能源
、
降低成本
、
减少污染的无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛合成具有重要意义
。
[0004]直接合成法制备分子筛的合成相区窄，合成条件比较苛刻，产物结晶度与纯度难以得到保证
。
其中无模板体系下合成分子筛的合成相区较窄，主要是因为缺少模板剂的导向作用导致在合成过程中具有特殊结构的晶核难以形成，并且难以抑制杂晶的生成，合成周期延长的同时伴随着产物结晶度的降低
。
此外，由于缺乏模板剂的导向作用，导致分子筛在合成的过程中需要更高的生长活化能和成核活化能，相较于传统合成方法，在无模板剂体系下合成分子筛所需要的时间更长
。
并且现有
Silicalite
‑1分子筛合成过程中多是以
Silicalite
‑1为晶种，晶种的单一选择也限制了全硅
Silicalite
‑1分子筛的多路线
、
工业化生产
。
[0005]因此，寻求一种无模板剂体系快速制备高结晶度
、
高纯度的多级孔
Silicalite
‑1分子筛的方法具有重要意义
。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛及其制备方法，以克服现有无模板体系下合成
Silicalite
‑1分子筛合成周期长
、
结晶度低
、
纯度低的问题，并且该方法可以使用多种构型的分子筛晶种，拓宽了合成工艺路线
。
[0007]本专利技术的专利技术人发现，通过在
Silicalite
‑1分子筛制备过程中加入添加剂，并将添加剂与硅源的用量比控制在特定的范围内，能够在不使用模板剂的情况下短时间内制备得到高结晶度
、
高纯度的多级孔
Silicalite
‑1分子筛；并且通过改变晶化条件，分子筛的介孔孔容可以在
0.05
‑
0.7cm3/g
范围内调变，晶粒尺寸也可以在微米到纳米范围内调控
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将硅源
、
水
、
晶种混合，得到混合物Ⅰ；以及将酸或碱源
、
水
、
添加剂进行混合，得到混合物Ⅱ；（2）将混合物Ⅰ加入混合物Ⅱ中，并在一定温度下搅拌一段时间得到混合物凝胶；（3）将所述混合物凝胶进行水热晶化制备得到多级孔
Silicalite
‑1分子筛
。
[0009]其中，硅源以
SiO2计，碱或酸的用量分别以
OH
‑
、H
+
来计，添加剂以
Y
计，晶种的用量以
X
来计，原料之间的摩尔配比为
OH
‑
/H
+
：
SiO2：
Y
：
X
：
H2O=5
‑
20
：
17.5
‑
200
：
0.5
‑
10
：5‑
20
：
350
‑
8000。
[0010]进一步地，所述搅拌温度为
20
‑
100℃
，搅拌时间为2‑
8h。
[0011]进一步地，所述晶化过程具体为，首先在
60
‑
120℃
下低温晶化0‑
5h
，然后升温至
150
‑
200℃
下高温晶化
0.5
‑
8h
；优选的，低温晶化温度为
80
‑
110℃
，高温晶化温度为
150
‑
180℃。
[0012]进一步地，所述添加剂选自硫酸盐
、
硫酸氢盐
、
碳酸盐
、
碳酸氢盐
、
硝酸盐
、
卤化物
、
硫化物中的一种或多种，优选为硫酸钠
、
硫酸钾
、
碳酸钠
、
硝酸钠
、
卤化物
。
[0013]进一步地，所述晶种是
Silicalite
‑1分子筛
、Silicalite
‑2分子筛
、
全硅
MCM
‑
41、
全硅
ZSM
‑
22、
全硅
Y
分子筛
、
全硅
β
分子筛中的一种或任意组合
。
[0014]进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛的制备方法，其特征在于，该方法包括：（1）将硅源
、
水
、
晶种混合，得到混合物Ⅰ；以及将酸或碱源
、
水
、
添加剂进行混合，得到混合物Ⅱ；（2）将混合物Ⅰ加入混合物Ⅱ中，并在一定温度下搅拌一段时间得到混合物凝胶；（3）将所述混合物凝胶进行水热晶化制备得到多级孔
Silicalite
‑1分子筛
。2.
根据权利要求1所述的一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛的制备方法，其特征在于，原料之间的摩尔配比为
OH
‑
/H
+
：
SiO2：
Y
：
X
：
H2O=5
‑
20
：
17.5
‑
200
：
0.5
‑
10
：5‑
20
：
350
‑
8000
，其中硅源以
SiO2计，酸或碱源的用量分别以
H
+
、OH
‑
来计，添加剂以
Y
计，晶种的用量以
X
来计
。3.
根据权利要求1所述的一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中搅拌温度为
20
‑
100℃
，搅拌时间为2‑
8h。4.
根据权利要求1所述的一种无模板剂体系多级孔
Silicalite
‑1分子筛的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中晶化方式为，首先在
60
‑
120℃
下低温晶化0‑
5h
，然后升温至
150
‑
200℃
下高温晶化
0.5
‑
8h。5.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟晓静，李敏，王海超，秦琰杰，文志东，蒋松山，彭家琴，冯建，
申请(专利权)人：烟台新旧动能转换研究院暨烟台科技成果转移转化示范基地，
类型：发明
国别省市：