IM-5分子筛及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种IM‑5分子筛及其合成方法，该IM‑5分子筛的单晶颗粒中位于外表面的S处、位于中心点的O处、以及位于所述S处和O处中间的M处相比，其中S处中SiO2和Al2O3的摩尔比值最大，应用本发明专利技术IM‑5分子筛及其合成方法，通过将预合成的H‑IM‑5分子筛与MPP(OH)2和/或MPP(Br)2在碱性水溶液的特定环境下接触，进行二次晶化，不但有利于提高所合成的IM‑5分子筛的结晶度，而且有利于微观意义上改善IM‑5分子筛晶体，使其表面富硅，进而可以在不减少分子筛孔口尺寸的前提下，有效减少外表面的酸性中心，从而提高分子筛的择形效应。

【技术实现步骤摘要】
IM-5分子筛及其合成方法
本专利技术涉及一种IM-5分子筛及其合成方法。
技术介绍
IM-5分子筛是由法国石油公司利用吡咯烷类双季铵盐类模板剂导向首先合成的(WO98/17581A1)，其具有二维十元环的孔道结构，第三维方向上有尺寸较大的有限孔道，其孔道结构与ZSM-5分子筛有相似之处，该分子筛还存在一个12元环的笼型结构。IM-5分子筛在许多反应中都已表现出了很好的催化性能。USP6344135和USP6667267报道了含IM-5的催化剂在加氢裂化中的应用，其能提高加氢裂化反应的转化率，同时提高汽油的产率。USP6007698报道了含IM-5的催化剂在催化裂化中的应用，该催化剂能有效提高反应的转化率，同时提高丙烯的产率。同时报道了含磷改性的IM-5催化剂在催化裂化中应用，能够提高产物中汽油的收率和丙烯的选择性(USP6306286)。CN98124173.5报道了含沸石IM-5的催化剂能有效改善烷属烃物料流点。IM-5分子筛在石油化工领域展示了良好的应用前景。自IM-5分子筛首次合成至今近20年，其合成方法仍以WO98/17581A1中所披露的方法为主。采用的模板剂为1,5-双(N-甲基吡咯烷)戊烷溴盐，硅源为白炭黑，合成体系的物料摩尔配比为60SiO2：1.7Al2O3：18Na2O：10MPPBr2：3000H2O。在170℃晶化8～14d，得到了纯相IMF结构分子筛。JCatal,2000,189:382-394，改进了上述的合成方法，加入溴化钠，其摩尔配比为60SiO2：1.5Al2O3：17Na2O：6NaBr：10MPPBr2：2400H2O，175℃下于60ml晶化釜中静态晶化10d。为长条状分子筛，形貌规整。JCatal,2003,215:151-170，进一步拓宽n(SiO2)/n(Al2O3)范围，可在30～120调节，而n(NaOH)/n(SiO2)范围窄，当0.5≤n(NaOH)/n(SiO2)≤0.8时才能合成出纯相的分子筛。CN103101927A公开了一种IM-5分子筛纤维及其合成方法，向合成体系中加入长碳链季铵盐得以实现。CN103101928A公开了一种超细纳米IM-5分子筛及其合成方法，向合成体系中加入聚乙二醇和长碳链季铵盐得以实现。上述文献是通过合成方法的改变，得到不同的纯相IM-5分子筛，得到的是宏观意义上的不同晶体形貌的分子筛，而没有涉及对于微观意义上的分子筛晶体，而从微观意义上进一步改善分子筛晶体将成为研发人员的又一个重要的研发方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种IM-5分子筛及其合成方法。这种IM-5分子筛表面富硅，能有效减少外表面的酸性中心，从而提高分子筛的择形效应。本专利技术的专利技术人为了改善IM-5分子筛的择形效应，对IM-5分子筛及其合成方法进行了大量的研究，研究发现作为催化材料的IM-5硅铝分子筛的硅铝分布对催化性能的影响是至关重要的，尤其是表面富硅的分子筛晶体，能在不减少分子筛孔口尺寸的前提下，有效减少外表面的酸性中心，减少了在分子筛外表面的反应，使反应主要在分子筛的孔道内进行，从而提高分子筛的择形效应。为此，在本专利技术的一个方面，提供了一种IM-5分子筛，该IM-5分子筛的单晶颗粒中位于外表面的S处、位于中心点的O处、以及位于所述S处和O处中间的M处相比，其中S处中SiO2和Al2O3的摩尔比值最大。同时，在本专利技术的另一个方面，还提供了一种IM-5分子筛的合成方法，该合成方法包括：S1、将无机碱、铝源、模板剂、硅源和水混合接触后水热晶化形成IM-5分子筛粗粉；S2、将所述IM-5分子筛制成H-IM-5或NH4-IM-5分子筛；S3、将所述H-IM-5或NH4-IM-5分子筛与含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液在160-175℃条件下接触反应，形成所述IM-5分子筛。此外，在本专利技术的再一个方面，还提供了一种由根据本专利技术所述的方法合成的IM-5分子筛。应用本专利技术IM-5分子筛及其合成方法，通过将预合成的H-IM-5分子筛或NH4-IM-5分子筛与MPP(OH)2和/或MPP(Br)2在碱性水溶液的特定环境下接触，进行二次晶化，不但有利于提高所合成的IM-5分子筛的结晶度，而且有利于微观意义上改善IM-5分子筛晶体，使其表面富硅，进而可以在不减少分子筛孔口尺寸的前提下，有效减少外表面的酸性中心，从而提高分子筛的择形效应。附图说明图1为根据对照例所合成的IM-5分子筛的X射线衍射图；图2为根据本专利技术实施例1所合成的IM-5分子筛S1的X射线衍射图；图3为根据本专利技术实施例1所合成的IM-5分子筛S1在500nm下的SEM图谱。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中提供了一种IM-5分子筛，该IM-5分子筛的单晶颗粒中位于外表面的S处、位于中心点的O处、以及位于所述S处和O处中间的M处相比，其中S处中SiO2和Al2O3的摩尔比值最大。本专利技术所提供的这种IM-5分子筛表面富硅，能够有效减少外表面的酸性中心，从而提高分子筛的择形效应。在本专利技术中IM-5分子筛(未经焙烧处理的原粉)的单晶颗粒中不同位置的SiO2和Al2O3的摩尔比值是通过TEM-EDX分析方法获取，具体的测量方法包括：(1)采用悬浮法制样：将0.01gIM-5分子筛放入2ml的玻璃瓶中，用无水乙醇分散，振荡均匀，接着用滴管取一滴，滴在直径3mm样品网上、干燥形成待测样品；(2)将待测样品放入透射电子显微镜(例如FEI公司的TECNAIG2F20(200kv)型透射电子显微镜)的进样器中进行电镜观察；(3)随机选取20粒IM-5分子筛单晶，通过TEM-EDX的方法(其中束斑小于1nm)分析每个粒子从边缘(位于外表面的S处)到中心(位于中心点的O处)再到边缘处的SiO2和Al2O3的原子含量，多点(例如3-5点)测量取平均值，计算相应位置中SiO2和Al2O3的摩尔比值。根据本专利技术所述的IM-5分子筛，优选情况下，所述S处和O处中SiO2和Al2O3的摩尔比值的比例为3-10：1，优选为4-10：1。根据本专利技术所述的IM-5分子筛，优选情况下，所述O处和M处中SiO2和Al2O3的摩尔比值的比例为1-3：1，优选为1.5-3：1。根据本专利技术所述的IM-5分子筛，优选情况下，所述O处中SiO2和Al2O3的摩尔比值为30-100，优选为30-80，更优选30-70。同时，在本专利技术中还提供了一种能够合成表面富硅的IM-5分子筛的合成方法，该合成方法包括：S1、将无机碱、铝源、模板剂、硅源和水混合接触后水热晶化形成IM-5分子筛粗粉；S2、将所述IM-5分子筛制成H-IM-5或NH4-IM-5分子筛；S3、将所述H-IM-5分子筛与含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液在160-175℃条件下接触反应，形成所述IM-5分子筛。根据本专利技术，其中MPP(OH)2为1,5-双(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IM‑5分子筛，其特征在于，所述IM‑5分子筛的单晶颗粒中位于外表面的S处、位于中心点的O处、以及位于所述S处和O处中间的M处相比，其中S处中SiO2和Al2O3的摩尔比值最大。

【技术特征摘要】
1.一种IM-5分子筛，其特征在于，所述IM-5分子筛的单晶颗粒中位于外表面的S处、位于中心点的O处、以及位于所述S处和O处中间的M处相比，其中S处中SiO2和Al2O3的摩尔比值最大。2.根据权利要求1所述的IM-5分子筛，其中，所述S处和O处中SiO2和Al2O3的摩尔比值的比例为3-10：1，优选为4-10：1。3.根据权利要求1所述的IM-5分子筛，其中，所述O处和M处中SiO2和Al2O3的摩尔比值的比例为1-3：1，优选为1.5-3：1。4.根据权利要求1所述的IM-5分子筛，其中，所述O处中SiO2和Al2O3的摩尔比值为30-100，优选为30-80，更优选30-70。5.一种IM-5分子筛的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：S1、将无机碱、铝源、模板剂、硅源和水混合接触后水热晶化形成IM-5分子筛粗粉；S2、将所述IM-5分子筛制成H-IM-5或NH4-IM-5分子筛；S3、将所述H-IM-5或NH4-IM-5分子筛与含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液在160-175℃条件下接触反应，形成所述IM-5分子筛。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述S3中含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液中包括MPP(OH)2和/或MPP(Br)2，以及可选的含[OH-1]的碱性物质，其中含[OH-1]的碱性物质为选自氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或几种。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述S3将所述H-IM-5或NH4-IM-5分子筛与含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液相接触的步骤中，体系中总[OH-1]与SiO2的摩尔比为0.05-0.4：1，优选为0.08-0.25：1，MPP基团与所述总[OH-1]的摩尔比为1：2-3，优选为1：2-2.4。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述S3将所述H-IM-5分子筛与含MPP(OH)2和/或MPP(Br)2的碱性水溶液相接触的步骤中，体系中H2O和SiO2的摩尔比为5-20：1，优选为7-10：1。9.根据权利要求5所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，慕旭宏，王永睿，舒兴田，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11