一种合成FER/MOR共晶分子筛的方法技术

本申请提供了一种FER/MOR共结晶分子筛的合成方法。该方法将FER晶种、MOR晶种、硅源、铝源、水、以及酸或碱混合，得到反应混合物；通过调节加入晶种的比例、硅铝比和体系酸碱度等反应条件，可以得到晶相比例可调的两相共晶分子筛。本申请所述方法合成过程中无需添加任何有机模板剂，可以降低反应成本，减少可能的环境污染，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
专利
本申请属于材料化学和催化化学的
，特别涉及一种合成FER/MOR共晶分子筛的方法。
技术介绍
FER分子筛是一种具有镁碱沸石(Ferrierite沸石)拓扑结构的层状分子筛材料(U.S.4,016,245)，隶属于正交晶系，拥有垂直交叉的二维孔道系统，其中十元环孔道大小约为0.42×0.54nm，八元环孔道大小约为0.35×0.48nm。由于其适宜的孔道、优良的热稳定性和酸性，被广泛应用于异构化、聚合和裂化等烃类转化反应过程。FER分子筛合成所用的传统有机模板剂主要有：乙二胺或吡咯烷、丁二胺、1,4-二甲基哌嗪、六亚甲基亚胺以及环己胺等。MOR分子筛是一种具有丝光沸石(Mordenite沸石)拓扑结构，沿C轴方向具有十二元环(约0.67×0.70nm)主孔道和平行的八元环(约0.28×0.57nm)侧通道的分子筛。因其良好的热稳定性和可调变酸性已在炼油化工和精细化工领域得到广泛应用。共晶分子筛是指由两种或多种分子筛形成的共结晶产物，是具有两种或多种分子筛结构特征的复合晶体，该类分子筛往往具有不同于单独分子筛或者对应机械混合物的性质。由于共晶分子筛具有多重结构和叠加功能，避免了单一孔道结构体系的缺陷，在分子吸附和扩散方面具有很大优势，在炼油催化领域具有广泛的应用前景。目前已报道的共晶分子筛体系主要有MFI/MEL、BEA/MOR、FAU/EMT、STF/SFF和OFF/ERI。r>但是在传统的分子筛工业化生产中，需要使用有机模板剂。有机模板剂的使用不仅增加了生产成本，还会造成环境污染。此外，共结晶分子筛的催化活性与两相的比例密切相关，不同催化反应需要的最佳两相比例也可能不同。因此，迫切需要开发出能合成晶相比例可控的共结晶分子筛且不需要使用有机模板剂的绿色合成方法。专利技术简述本申请提供了一种FER/MOR共晶分子筛的合成方法，合成体系中通过调配晶种比例、调节酸碱度来调控FER/MOR共晶分子筛的合成，得到晶相比例可控的FER/MOR两相共晶分子筛，且无需添加任何有机模板剂。该方法操作工艺简单，对环境友好，成本低廉，得到产物的晶化质量良好，具有良好的应用前景。本申请还提供了通过该方法合成得到的FER/MOR共晶分子筛。根据本申请的一个方面，本申请提供一种合成FER/MOR共晶分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：将FER晶种、MOR晶种、硅源、铝源、水、以及酸或碱混合物，以得到反应混合物；将所述反应混合物进行晶化反应，以得到FER/MOR共晶分子筛，所述晶化反应在没有有机模板剂的情况下进行。根据本申请的某些实施方式，所述硅源是固体硅胶、硅溶胶、水玻璃、白炭黑、正硅酸乙酯、硅酸或其任意混合物。根据本申请的某些实施方式，所述硅源包括SiO2。根据本申请的某些实施方式，所述铝源是偏铝酸钠、氢氧化铝、硫酸铝、薄水铝石或其任意混合物。根据本申请的某些实施方式，所述铝源包括Al2O3。根据本申请的某些实施方式，所述FER晶种质量占所述FER晶种与MOR晶种总质量的比例为5％-95％。根据本申请的某些实施方式，所述MOR晶种质量占所述FER晶种与MOR晶种总质量的比例为5％-95％。在本申请的一些实施方式中，所述FER晶种质量占所述FER晶种与MOR晶种总质量的比例不低于33％、50％、67％、71％或75％。根据本申请的某些实施方式，所述碱为无机碱。根据本申请的某些实施方式，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或其任意混合物。根据本申请的某些实施方式，所述酸为无机酸。根据本申请的某些实施方式，所述无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸或其任意混合物。根据本申请的某些实施方式，所述反应混合物的pH范围为9以上。根据本申请的某些实施方式，所述反应混合物中OH-与铝元素摩尔数的比为1.25:1至15:1。根据本申请的某些实施方式，所述反应混合物中所述FER晶种或所述MOR晶种的质量是反应混合物中硅元素换算质量和铝元素换算质量总和的0.1-15.0％。根据本申请的某些实施方式，所述反应混合物中硅元素摩尔数与铝元素摩尔数的比为2.5:1至25:1。根据本申请的某些实施方式，所述反应混合物中水与铝元素摩尔数的比为100:1至1000:1。根据本申请的某些实施方式，所述晶化反应包括将所述反应混合物在自生压力和温度为140-220℃的条件下进行反应20至120小时。根据本申请的某些实施方式，所述晶化反应是在包括旋转烘箱的反应器中进行，所述旋转烘箱的转速为30-100转/分钟。根据本申请的某些实施方式，在进行所述晶化反应前，进一步包括在80～120℃的条件下将所述反应混合物预晶化4至24小时。根据本申请的某些实施方式，所述预晶化是在包括旋转烘箱的反应器中进行，所述旋转烘箱的转速为30-100转/分钟。根据本申请的某些实施方式，在所述晶化反应后，进一步包括分离所得到的FER/MOR共晶分子筛。根据本申请的某些实施方式，FER晶种或MOR晶种在混合步骤前经焙烧处理。根据本申请的某些实施方式，所述FER晶种或MOR晶种是铵型分子筛、氢型分子筛或钠型分子筛。根据本申请的另一个方面，本申请提供一种由本申请的方法合成得到的FER/MOR共晶分子筛。根据本申请的某些实施方式，FER晶相占FER/MOR共晶分子筛的质量百分比至少为8％。根据本申请的某些实施方式，FER晶相占FER/MOR共晶分子筛的质量百分比至少为13％、或至少为20％、或至少为40％、或至少为45％、或至少为65％、或至少为75％、或至少为83％。相应地，根据本申请的另一个方面，提供了由本申请方法合成得到的FER/MOR共晶分子筛用于丁烯骨架异构反应中的用途。附图简述图1a是FER单相结晶分子筛、MOR单相结晶分子筛、FER/MOR共晶分子筛、FER单相结晶分子筛和MOR单相结晶分子筛机械混合的混合物的UV-Raman谱图；图1b是FER单相结晶分子筛、MOR单相结晶分子筛、FER/MOR共晶分子筛、FER单相结晶分子筛和MOR单相结晶分子筛机械混合的混合物的超极化129XeNMR谱图；图2是实施例1、2、3制得的FER/MOR共晶分子筛产物的X射线衍射(XRD)谱图；图3是实施例1制得的FER/MOR共晶分子筛产物的扫描电子显微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成FER/MOR共晶分子筛的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将FER晶种、MOR晶种、硅源、铝源、水、以及酸或碱混合，以得到反应混合物；将所述反应混合物进行晶化反应，以得到FER/MOR共晶分子筛,其中所述晶化反应在不含有有机模板剂的情况下进行。

【技术特征摘要】
1.一种合成FER/MOR共晶分子筛的方法，其特征在于，所述方法包括以
下步骤：
将FER晶种、MOR晶种、硅源、铝源、水、以及酸或碱混合，以得
到反应混合物；
将所述反应混合物进行晶化反应，以得到FER/MOR共晶分子筛,其
中所述晶化反应在不含有有机模板剂的情况下进行。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述硅源是固体硅胶、硅溶胶、水玻璃、
白炭黑、正硅酸乙酯、硅酸或其任意混合物。
3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述硅源包括SiO2。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述铝源是偏铝酸钠、氢氧
化铝、硫酸铝、薄水铝石或其任意混合物。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述铝源包括Al2O3。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述FER晶种质量占所述
FER晶种与MOR晶种总质量的比例为5％-95％。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述MOR晶种质量占所述
FER晶种与MOR晶种总质量的比例为5％-95％。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述FER晶种质量占所述
FER晶种与MOR晶种总质量的比例不低于33％、50％、67％、71％或
75％。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述碱为无机碱。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、
氨水或其任意混合物。
11.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述酸为无机酸。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸或
其任意混合物。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述反应混合物的pH范围
为9以上。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述反应混合物中的OH-与铝元素摩尔数的比为1.25:1至15:1。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述反应混合物中所述FER
晶种或所述MOR晶种的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀杰，刘盛林，朱向学，谢素娟，徐龙伢，杨志强，刘雪斌，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，碧辟中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21