本发明专利技术公开了一种纳米分子筛ｂｅｔａ的快速合成方法，旨在提供一种合成周期短，合成产率及产品结晶度高的纳米分子筛ｂｅｔａ的合成方法。该方法包括下述步骤：在铝源中加入去离子水溶解，然后加入有机模板剂水溶液；在上述溶液中加入高比表面积硅源；将上述混合物放入水热反应釜中，加热至１６５－１７５℃水热结晶９－９６小时，然后冷却至室温，得到结晶产物；所述反应物的摩尔配比为０．５－３．０Ｎａ↓［２］Ｏ∶１．０Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］∶１５－６０ＳｉＯ↓［２］∶２．０－２０．０ＴＥＡＯＨ∶８０－３５０Ｈ↓［２］Ｏ。本发明专利技术的合成方法通过应用高比面积的氧化硅粉末、较高的结晶温度和匹配性较好的反应物组成，使反应物在混合液体中的传质速度得以明显提高，分子筛ｂｅｔａ的合成时间短。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用水热法快速合成纳米分子筛beta的方法。
技术介绍
分子筛beU是具有中等孔径(0. 7lAxO. 73 A )的立体孔道结构，具 有择形和筛分的催化与分离功能，如蹄烃的环氧化，萘的乙酰化，芳香族的 烷基化，醛酮的羟基化，庚烷、环己烷与苯的异构化等反应，C「C8异构体的 分离，有机物/水的分离和各种混合气体的分离等，在石油化工领域显示出 极好的经济价值和社会意义。分子筛beta最初由Wadlinger等在1967年通过水热法成功制得，其碱 性合成介质由四乙基氢氧化铵和碱金属阳离子组成。在分子筛beta的合成 过程中遇到的主要难题在于其合成产率及产品结晶度不太高，特别是其重复 性较差、合成时间长，常需要几天甚至几个星期。其中，影响结晶的因素较 多，主要因素有该分子篩的成核诱导时间偏长，所用的硅源为低表面积的固 体二氧化硅或硅溶胶或有机硅物质，合成的温度有些偏低。虽然近来有报道 称以氟化物为媒介的晶种法(Kim等，Micropor. Mesopor, Mater. ， 2004, 68 77-82)或干胶高温熏蒸法(Matsukata等,Micropor. Mesopor. Mater., 2002 56,1-10)可大大缩短结晶时间，但是其合成步骤繁杂，过程不易控制，难以 大量生产。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种合成周期短，合成 产率及产品结晶度高的纳米分子筛beta的合成方法。本专利技术通过下述技术方案实现一种，其特征在于，包括下述步骤(1) 在容器中放入铝源后，加入去离子水，搅拌至溶解，溶解时间一般为20-60分钟；然后加入有机模板剂水溶液，充分搅拌均匀；(2) 在上述溶液中緩慢加入硅源，充分搅拌均匀；搅拌时间一般为2-5小时。(3 )将上述混合物;改入水热反应釜中，加热至165-175。C水热结晶9-96 小时，然后冷却至室温，得到结晶产物；(4)结晶得到的产物按照常规的方法进行洗涤，离心分离，干燥，焙 烧，就得到分子筛beta粉末颗粒。上述反应物铝源为水溶性的铝酸钠或偏铝酸钠，硅源为比表面积高于 300平方米/克的氧化石圭，包括silica gel 60， fumed silica 380或其它氧 化硅。有机模板剂为市售的四乙基氢氧化铵水溶液，可以选用其质量百分比 浓度为35-40°/。，所述反应物的摩尔配比为0. 5-3. 0Na2O: 1. OA1203 : 1 5-60 Si02 : 2. 0-20. OTEAOH : 80_350H2O。所述反应物的最佳摩尔配比为1. 5 Na20: 1. 0 A1203 : 30 Si02 : 10. 0 TEAOH : 250 H20。本专利技术具有下述技术效果本专利技术的合成方法通过应用高比面积的氧化硅粉末、较高的结晶温度和 匹配性较好的反应物组成，使反应物在混合液体中的传质速度得以明显提 高，从而缩短晶体成核诱导期，加快晶体成核及生长速率。先形成大量的晶 核，然后不断地呈立体生长形成微小晶体，微小晶体间因模板剂作用集束在 一起形成均径为300nm、粒径分布窄和结晶度高的菠萝果状颗粒。分子筛 beta的合成时间明显缩短，在9-96小时内即可完成整个结晶过程。附图说明图1为分子筛beta的XRDi普图随反应时间变化的进程图；其中横轴为 2 6衍射角度，纵轴为衍射强度，衍射强度高即表明结晶度高。 图2为分子筛beta力丈大10000倍的SEM照片； 图3为分子筛beta力文大50000倍的SEM照片。具体实施例方式以下结合具体实施例对本专利技术详细说明。实施例1用烧杯称取1. 082克铝酸钠粉末(化20， 47. 7 wt%， Na20/Al203摩尔比为 1.5)后，加入12. 70克去离子水溶解，搅拌20分钟至溶解得到澄清溶液。 然后加入20. 45克四乙基氬氧化铵40 wt%水溶液，继续搅拌混合10分钟 至均匀，再把IO. O克比表面积为500平方米/克的silica gel 60緩慢加入 并继续机械搅拌3小时。将所得的硅溶胶放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈 钢密封反应釜中，于170 °C自生压力下结晶7-96小时。然后用冷水冷却至 室温，得到结晶的产物。结晶得到的产物经过洗涤，离心分离，干燥后，在 550 T焙烧8小时，得到分子篩beta，其X射线粉末衍射光谱如图1所示， 其扫描电镜结果与图2和图3类似。表1所示为实施例中分子筛beta的结晶度、产率、比表面积和孔容随 结晶时间变化的数据。表l<table>table see original document page 5</column></row><table>上述表中SG-1样品的结晶时间为7小时，结晶不完全，所得的分子筛 Beta结晶度比较低，其比表面积与总孔容都较小。 实施例2用烧杯称取1.770克铝酸钠粉末(％20， 23.3 wt%， Na20/Al203摩尔比为 0.5)后，加入IO. 91克去离子水溶解，搅拌40分钟至溶解得到澄清溶液。 然后加入11. 20克四乙基氢氧化铵35 wt%水溶液，继续搅拌混合10分钟 至均匀，再把12.0克比表面积为350平方米/克的fumed silica緩慢加入 并继续机械搅拌2小时。将所得的硅溶胶放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢密封反应釜中，于175 °C自生压力下结晶9一96小时。然后用冷水冷却 至室温，得到结晶的产物。结晶得到的产物经过洗涤，离心分离，干燥后， 在550 T焙烧8小时，得到分子筛beta，其X射线粉末衍射光谱与图1类 似，其扫描电镜结果与图2和图3类似。表2所示为实施例中分子筛beta的结晶度、产率、比表面积和孔容随 结晶时间变化的数据。表2样品结晶时间结晶度产率比表面积、总孔容(hr)(%)(g solid)(m2/g)(cm3/g)FS-19909.86060.26FS-224949.65830.33FS-3129110.15320.32FS-436959.95960.30FS-596989.76560.35实施例3用烧杯称取3. 994克铝酸钠粉末(化20， 64. 6 wt°/。， Na20/Al203摩尔比为 3.0)后，加入26. IO克去离子水溶解，搅拌60分钟至溶解得到澄清溶液。 然后加入102. 13克四乙基氢氧化铵40 wt%水溶液，继续搅拌混合10分钟 至均匀，再把50. O克比表面积为400平方米/克的silica gel 40緩慢加入 并继续机械搅拌5小时。将所得的硅溶胶放入带有聚四氟乙烯衬里的不锈 钢密封反应釜中，于165 °C自生压力下结晶9 —96小时。然后用冷水冷却 至室温，得到结晶的产物。结晶得到的产物经过洗涤，离心分离，干燥后， 在55Q flC焙烧8小时，得到分子筛beta,其X射线粉末衍射光i普如图1所 示，其扫描电镜结果与图2类似。表3所示为实施案例中分子筛beta的结晶度、产率、比表面积和孔容 随结晶时间变化的数据。表3样品 ，结晶时间结晶度产率比表面积、总孔容(hr)(%)(g solid)(m2/g)(cm3/g)SG-799450.24680.29SG誦8189852.16本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米分子筛ｂｅｔａ的快速合成方法，其特征在于，包括下述步骤：（１）在容器中放入铝源后，加入去离子水，搅拌至溶解；然后加入有机模板剂水溶液，充分搅拌均匀；（２）在上述溶液中缓慢加入硅源，充分搅拌均匀；（３）将上述混合物放入水热反应釜中，加热至１６５－１７５℃水热结晶９－９６小时，然后冷却至室温，得到结晶产物；（４）结晶得到的产物经过洗涤，离心分离，干燥，焙烧，就得到分子筛ｂｅｔａ粉末颗粒；上述反应物铝源为水溶性的铝酸钠或偏铝酸钠，硅源为比表面积高于３００平方米／克的氧化硅，有机模板剂为四乙基氢氧化铵水溶液，所述反应物的摩尔配比为０．５－３．０Ｎａ↓［２］Ｏ∶１．０Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］∶１５－６０ＳｉＯ↓［２］∶２．０－２０．０ＴＥＡＯＨ∶８０－３５０Ｈ↓［２］Ｏ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄震，苏峻峰，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。