一种以凹凸棒土为原料合成MCM‑22分子筛的方法，以天然凹凸棒土为原料，采用微波辅助酸活化法对其进行活化处理后，替代合成MCM‑22分子筛的部分硅源和铝源，实现低成本合成MCM‑22分子筛，拓展了凹凸棒土的利用途径，本发明专利技术合成MCM‑22分子筛原料凹凸棒土价廉易得、不需要高温焙烧活化、活化条件温和、工艺简单可控，MCM‑22分子筛的结晶度高、产率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分子筛合成
，具体涉及一种以天然凹凸棒土作为合成MCM-22分子筛所需的部分硅源和铝源，通过水热法合成MCM-22分子筛的方法。
技术介绍
MCM-22是一种典型的具有MWW拓扑结构的层状分子筛，骨架中包含两种互不连通的孔道体系：层内的正弦十元环孔道和层间的具有十元环窗口的十二元环超笼体系。基于独特的孔结构。MCM-22分子筛可以广泛用于烷基化、催化裂化、烷基化脱硫、酰基化和歧化等反应过程。目前，合成MCM-22分子筛主要采用的硅溶胶、水玻璃、正硅酸乙酯以及盐酸铝、偏铝酸钠等化工产品为原料，导致MCM-22合成成本偏高。凹凸棒土在我国储量非常丰富，是一种廉价易得的含硅铝的无机粘土矿物，以凹凸棒土为原料来提供合成MCM-22的全部硅源和部分铝源，可以有效降低MCM-22分子筛的合成成本。目前，文献和专利中已经报道了采用凹凸棒土为原料来合成A型分子筛。CN103170304B公开了一种采用凹凸棒土制备5A分子筛的方法，不仅降低了5A分子筛的成本，且该分子筛对直链烷烃具有良好的饱和吸附量。张磊等报道了采用凹凸棒土合成4A分子筛的工艺（非金属矿，2009，32(6)：39-41）；赵秋萍等报道了采用不同产地的凹凸棒土均可合成4A分子筛（应用化工，2010，39(3)：333-336）。黄石在硕士学位论文中报道了采用凹凸棒土原位晶化合成Y型分子筛，表现出优异的原料油催化裂化性能。文献和专利中未见采用凹凸棒土为原料合成MCM-22分子筛的公开报道。此外，现有的采用凹凸棒土等黏土矿物为原料合成分子筛的技术中，需要采用高温焙烧的手段来活化凹凸棒土，存在工艺复杂，能耗高等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种以凹凸棒土为原料合成MCM-22分子筛的方法，以凹凸棒土为原料合成MCM-22分子筛，来源丰富、价格低廉，解决现有技术中较高的MCM-22分子筛的合成成本，采用微波辅助酸活化法对凹凸棒土进行活化处理、不需要高温焙烧活化、活化条件温和、工艺简单可控。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种以凹凸棒土为原料合成MCM-22分子筛的方法，包括以下步骤：1）将凹凸棒土分散于10%～15%质量浓度的盐酸溶液中，凹凸棒土与盐酸溶液的固液比为1:5～1:20，然后在微波条件下控制反应温度60～90℃，反应5～12h，反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12h，得到活化后的凹凸棒土；2）分别称取步骤（1）活化后的凹凸棒土、白炭黑、HMI、氢氧化钠、去离子水、混合均匀后，80℃搅拌4-10h，制的混合液，其按照混合物的摩尔比为SiO2/Al2O3=30～100、OH-/SiO2=0.2～0.3、Na/SiO2=0.2～0.3、六亚甲基亚胺（HMI）/SiO2=0.03～0.1、H2O/SiO2=10～50；3）将步骤（2）所得混合液转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入均相反应器中，均相反应器的转速为60转/分钟，在140～160℃条件下反应5～12天，反应结束后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液倒入离心管中离心分离，水洗至中性，80℃干燥12小时，得到干燥后的固体产物；4）将步骤（3）干燥后的固体产物置于马弗炉中以1～5℃/分钟的升温速率升温至500～600℃，恒温焙烧6～10小时，得到MCM-22分子筛。进一步，所述的步骤（1）中，凹凸棒土与盐酸溶液的固液比为1:10，微波条件下控制反应温度90℃，反应时间8h。进一步，所述的步骤（2）中，80℃条件下搅拌5h。进一步，所述的步骤（3）中，在150℃条件下反应7天。进一步，所述的步骤（4）中，将步骤（3）干燥后的固体产物置于马弗炉中以1～5℃/分钟的升温速率升温至550℃，恒温焙烧8小时。本专利技术的有益效果是：本专利技术以天然凹凸棒土作为合成MCM-22分子筛所需的部分硅源和铝源，六亚甲基亚胺（HMI）为模板剂，通过水热法合成MCM-22分子筛的方法。本专利技术利用天然凹凸棒土资源为原料，采用微波辅助对其进行酸活化，省去了高温焙烧活化，有效降低了MCM-22的合成成本，且合成方法简单，MCM-22结晶度高及收率高。附图说明图1是实施例4得到MCM-22分子筛的XRD图。图2是实施例4得到MCM-22分子筛的SEM照片。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步叙述，但本专利技术不局限于以下实施例。实施例1按固液比为1：20将10g凹凸棒土分散于200g质量浓度的15%盐酸溶液中，搅拌使其充分分散，然后在微波条件下控制反应温度90℃，反应8h（微波反应器采用上海新仪微波化学科技有限公司的MDS-6G型微波反应器），反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥24h。采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）分析酸处理后凹凸棒土的SiO2和Al2O3的质量含量分别为87%和5%。实施例2按固液比为1：10将10g凹凸棒土分散于100g质量浓度的10%盐酸溶液中，搅拌使其充分分散，然后在微波条件下控制反应温度60℃，反应15h。反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12h。采用ICP-AES分析酸处理后凹凸棒土的SiO2和Al2O3的质量含量分别为86%和6%。实施例3按固液比为1：5将10g凹凸棒土分散于50g质量浓度的12%盐酸溶液中，搅拌使其充分分散，然后在微波条件下控制反应温度80℃条件下，反应5h。反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12h。采用ICP-AES分析酸处理后凹凸棒土的SiO2和Al2O3的质量含量分别为85%和6%。实施例4按照SiO2/Al2O3=50、OH-/SiO2=0.2、Na/SiO2=0.2、HMI/SiO2=0.03、H2O/SiO2=20的摩尔比例分别称取实施例1活化后凹凸棒土2.0g，白炭黑1.3g，六亚甲基亚胺0.15g，氢氧化钠0.4g，去离子水17.7g，混合均匀后，80℃搅拌5h。然后将混合液转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入均相反应器中，均相反应器的转速为60转/分钟，在150℃条件下反应7天，反应结束后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液倒入离心管中离心分离，水洗至中性，80℃干燥12小时；将干燥后的产物置于马弗炉中以2℃/分钟的升温速率升温至550℃，恒温焙烧8小时，得到MCM-22分子筛。采用X-射线衍射仪（D8Advance型，德国布鲁克公司）及扫描电子显微镜对MCM-22分子筛进行表征，结果见附图1和图2。扫描电镜结果表明，本实施例合成的MCM-22分子筛为层状结构特点，符合MCM-22的典型形貌；XRD结果表明，以文献报道传统方法合成的MCM-22分子筛为标准，本实施例所制备的MCM-2分子筛的相对结晶度为96%。上述表征结果说明本专利技术可以有效合成MCM-22分子筛。实施例5按照SiO2/Al2O3=30、OH-/SiO2=0.3、Na/SiO2=0.3、HMI/SiO2=0.05、H2O/SiO2=10的摩尔比例分别称取实施例2活化后凹凸棒土2.0g，白炭黑0.4g，六亚甲基亚胺0.17g，氢氧化钠0.4g，去离子水6.4g，混合均匀后，80本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以凹凸棒土为原料合成MCM‑22分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将凹凸棒土分散于10%～15%质量浓度的盐酸溶液中，凹凸棒土与盐酸溶液的固液比为1:5～1:20，然后在微波条件下控制反应温度60～90℃，反应5～12h，反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12h，得到活化后的凹凸棒土；2）分别称取步骤（1）活化后的凹凸棒土、白炭黑、HMI、氢氧化钠、去离子水、混合均匀后，80℃搅拌4‑10h，制的混合液，其按照混合物的摩尔比为SiO2/Al2O3=30～100、OH‑/SiO2=0.2～0.3、Na/SiO2=0.2～0.3、六亚甲基亚胺（HMI）/SiO2=0.03～0.1、H2O/SiO2=10～50；3）将步骤（2）所得混合液转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入均相反应器中，均相反应器的转速为60转/分钟，在140～160℃条件下反应5～12天，反应结束后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液倒入离心管中离心分离，水洗至中性，80℃干燥12小时，得到干燥后的固体产物；4）将步骤（3）干燥后的固体产物置于马弗炉中以1～5℃/分钟的升温速率升温至500～600℃，恒温焙烧6～10小时，得到MCM‑22分子筛。...
【技术特征摘要】
1.一种以凹凸棒土为原料合成MCM-22分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将凹凸棒土分散于10%～15%质量浓度的盐酸溶液中，凹凸棒土与盐酸溶液的固液比为1:5～1:20，然后在微波条件下控制反应温度60～90℃，反应5～12h，反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12h，得到活化后的凹凸棒土；2）分别称取步骤（1）活化后的凹凸棒土、白炭黑、HMI、氢氧化钠、去离子水、混合均匀后，80℃搅拌4-10h，制的混合液，其按照混合物的摩尔比为SiO2/Al2O3=30～100、OH-/SiO2=0.2～0.3、Na/SiO2=0.2～0.3、六亚甲基亚胺（HMI）/SiO2=0.03～0.1、H2O/SiO2=10～50；3）将步骤（2）所得混合液转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入均相反应器中，均相反应器的转速为60转/分钟，在140～160℃条件下反应5～12天，反应结束后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：任花萍，田少鹏，马强，丁思懿，李小利，高健，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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