一种SUZ‑4沸石分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开一种SUZ‑4沸石分子筛的制备方法。所述方法先将硅源、水和模板剂混合均匀得到溶液A，然后将铝粉、氢氧化钾和水混合均匀得到溶液B，将溶液B慢慢滴加到溶液A中，形成均匀晶化溶液，之后按比例加入SUZ‑4晶种，搅拌均匀，得到母液，母液蒸干得到干胶，将干胶置于反应釜上部，水置于反应釜下部，密封后于120‑160℃下晶化，得到SUZ‑4沸石分子筛。本发明专利技术方法操作简单，制备得到的SUZ‑4沸石分子筛结晶度高，合成成本低，模板剂用量少，对环境友好，便于工业生产。

A 4 SUZ zeolite preparation method

The invention discloses a SUZ 4 zeolite preparation method. The first silicon source, water and surfactant are mixed uniformly to obtain A solution, then mixed powder, potassium hydroxide and water evenly to obtain solution B, the solution is slowly added to the solution of A B, the formation of a uniform crystallization solution, after adding SUZ 4 according to the proportion of seeds, stir to mother liquor dry get dry glue, dry upper glue in a reaction kettle, the water in the lower part of the reaction kettle, after sealing in 120 160 DEG SUZ crystallization of 4 zeolite molecular sieve. The method of the invention has the advantages of simple operation, the prepared SUZ 4 zeolite with high crystallinity, low synthesis cost, less amount of template, environmentally friendly, convenient industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种SUZ-4沸石分子筛的制备方法
本专利技术属于沸石分子筛合成领域，涉及一种SUZ-4沸石分子筛的制备方法，具体涉及一种降低晶化温度，减少模板剂用量的SUZ-4沸石分子筛的制备方法。技术背景SUZ-4分子筛具有二维交叉孔道(分别接近十元环和八元环)，与ZSM-5的孔道结构相类似，由四、五、六、八和十元环组成，三维孔道中包含两种相互交叉的孔道，一种是平行于Z轴的直孔道，孔口由椭圆形的十元环组成，长轴为0.52nm，短轴为0.46nm；另一种是平行于XY平面的孔道，由八元环组成。SUZ-4分子筛在选择催化还原NOx以及在许多碳氢反应中具有较高活性。SUZ-4分子筛多数都是在160℃晶化温度的条件下水热合成得到的，且传统的水热合成方法TEAOH/SiO2＝0.12～0.19。为了节能环保，降低模板剂的用量，低温条件下合成SUZ-4分子筛成为研究热点。CN201110111746.6公开了一种利用晶种胶合成SUZ-4沸石分子筛的方法，可大大减少有机模板剂的用量，缩短合成时间，但是需要在动态条件下制备晶种胶。另外，水热晶化法合成SUZ-4沸石分子筛的过程中需要以大量的水为反应介质，存在原料消耗大，单釜收率低等缺点；同时，分子筛合成后分离出的大量母液为碱性氨氮废水，直接排放会对环境产生严重污染。近年来，人们又开发出了干胶法等新的合成沸石分子筛的方法。干胶法是指将含有模板剂的沸石分子筛合成液制备成干胶，然后将干胶搁置于带有水套隔层的反应釜中，一定温度下，干胶在水蒸气作用下转化为沸石分子筛。与传统的水热法相比，干胶法具有有机模板剂用量少、分子筛收率高、对环境友好等优点。同时，充分均质化的干凝胶有利于蒸汽相的传质作用，可以大大缩短分子筛的晶化时间，并且干凝胶与液相分离，有利于产物组成与干凝胶组成保持一致。这些优势使干胶法在沸石分子筛的合成领域得到了广泛关注，尤其是在提倡绿色化学与可持续发展的今天，该方法更显得具有理论意义和工业价值。但是目前还没有干胶法合成SUZ-4沸石分子筛的报道。
技术实现思路
本专利技术目的的目的在于提供一种简单易行的降低晶化温度和减少模板剂用量的SUZ-4沸石分子筛的制备方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种SUZ-4沸石分子筛的制备方法，通过干胶法晶化得到SUZ-4沸石分子筛，包括以下步骤：步骤1，将铝粉和氢氧化钾溶于水中；步骤2，将硅源溶于水中，并加入模板剂四乙基氢氧化铵(TEAOH)，搅拌均匀；步骤3，将步骤1的溶液慢慢滴加到步骤2的溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，其中，按摩尔比算，SiO2/Al2O3＝21-25，模板剂/SiO2＝0.009-0.116，KOH/SiO2＝0.36-0.49，H2O/SiO2＝13.3-35.6；步骤4，向步骤3的混合溶液中加入SUZ-4晶种，搅拌均匀，形成混合溶液；步骤5，将步骤4的混合溶液烘干得到干胶；步骤6，干胶研磨成粉末，干胶粉末置于反应釜上部，水置于反应釜下部，密封后，升温到120-160℃，晶化结束后将固体产物洗涤、干燥、焙烧，得到SUZ-4沸石分子筛。步骤2中，所述的硅源为硅溶胶、正硅酸四乙酯或二氧化硅气凝胶。当所述的硅源为正硅酸四乙酯，需加入盐酸或KOH作为水解催化剂。步骤4中，所述的SUZ-4晶种的用量为步骤3的混合溶液的0-1wt％，但不包括0。步骤5中，所述的烘干温度为60-100℃，烘干时间为2-18小时。步骤6中，所述的晶化时间为1-15天。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术晶化过程采用干胶法，模板剂用量少，晶化温度仅有120-160℃，晶化温度明显降低，对环境友好，操作简单，产物结晶度高。附图说明图1是实施例1(a)、实施例2(b)和实施例3(c)制得的分子筛样品的X射线衍射图。图2是对比例1(a)、对比例2(b)、对比例3(c)制得的样品的X射线衍射图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。实施例1将0.18g铝粉和2.2g氢氧化钾溶于10g去离子水中，等铝粉完全溶解之后溶液变为淡土黄色，制成A溶液；将4.5g二氧化硅气凝胶溶于19g去离子水中，向其中加入1.4g四乙基氢氧化铵，搅拌均匀，制成B溶液。将溶液A慢慢滴加到溶液B中，搅拌均匀，使得混合物中，各组成的摩尔比为1.0TEAOH:10KOH:Al2O3:22.5SiO2:500H2O，并向其中加入0.1wt％的SUZ-4晶种。将所得溶液转移到100℃烘箱中，烘2个小时直至形成干胶。将干胶研磨成粉末，取0.5g干胶置于反应釜上部，反应釜下部为20g水。将反应釜放置160℃烘箱中静态晶化5天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例2本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于硅源为硅溶胶，于140℃静态水热合成条件下晶化8天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例3本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于混合物中，各组成的摩尔比为0.9TEAOH:10.3KOH:Al2O3:21SiO2:466H2O，于120℃静态水热合成条件下晶化15天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例4本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于不同之处在于硅源为正硅酸四乙酯，采用盐酸做水解的催化剂，混合物中，各组成的摩尔比为1.8TEAOH:7.6KOH:Al2O3:21SiO2:280H2O，并向其中加入0.2wt％的SUZ-4晶种，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例5本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于不同之处在于硅源为正硅酸四乙酯，采用氢氧化钾做水解的催化剂，混合物中，各组成的摩尔比为1.1TEAOH:10KOH:Al2O3:25SiO2:890H2O，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例6本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于混合物中，各组成的摩尔比为2.9TEAOH:9KOH:Al2O3:25SiO2:890H2O，并向其中加入1wt％的SUZ-4晶种，于140℃静态水热合成条件下晶化8天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例7本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于混合物中，各组成的摩尔比为0.6TEAOH:11KOH:Al2O3:25SiO2:555H2O，于160℃静态水热合成条件下晶化8天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶化产物。经X射线衍射结果证明最终得到的产物为SUZ-4沸石分子筛。实施例8本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于混合物中，各组成的摩尔比为0.2TEAOH:11KOH:Al2O3:22.5SiO2:500H2O，并向其中加入0.2wt％的SUZ-4晶种，于160℃静态水热合成条件下晶化3天，冷却后将所得产物洗涤至中性、干燥、焙烧，得到晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SUZ‑4沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将铝粉和氢氧化钾溶于水中；步骤2，将硅源溶于水中，并加入模板剂四乙基氢氧化铵，搅拌均匀；步骤3，将步骤1的溶液慢慢滴加到步骤2的溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，其中，按摩尔比算，SiO2/Al2O3＝21‑25，模板剂/SiO2＝0.009‑0.116，KOH/SiO2＝0.36‑0.49，H2O/SiO2＝13.3‑35.6；步骤4，向步骤3的混合溶液中加入SUZ‑4晶种，搅拌均匀，形成混合溶液；步骤5，将步骤4的混合溶液烘干得到干胶；步骤6，干胶研磨成粉末，干胶粉末置于反应釜上部，水置于反应釜下部，密封后，升温到120‑160℃，晶化结束后将固体产物洗涤、干燥、焙烧，得到SUZ‑4沸石分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种SUZ-4沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将铝粉和氢氧化钾溶于水中；步骤2，将硅源溶于水中，并加入模板剂四乙基氢氧化铵，搅拌均匀；步骤3，将步骤1的溶液慢慢滴加到步骤2的溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液，其中，按摩尔比算，SiO2/Al2O3＝21-25，模板剂/SiO2＝0.009-0.116，KOH/SiO2＝0.36-0.49，H2O/SiO2＝13.3-35.6；步骤4，向步骤3的混合溶液中加入SUZ-4晶种，搅拌均匀，形成混合溶液；步骤5，将步骤4的混合溶液烘干得到干胶；步骤6，干胶研磨成粉末，干胶粉末置于反应釜上部，水置于反应釜下部，密封后，升温到120-160℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华兰，朱小方，
申请(专利权)人：南京大学连云港高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32