一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法技术

本发明专利技术公开了一种Fe‑MFI分子筛的水热合成方法，(1)将铁源、硅源、模板剂和去离子水充分混合，水解，60～90℃恒温，获得分子筛前驱体凝胶；(2)配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2‑RuO2复合氧化物粉末；(3)将分子筛前驱体凝胶和晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天以上，过滤、洗涤、干燥，焙烧，获得Fe‑MFI分子筛。本发明专利技术对含铁MFI分子筛的水热合成方法进行了改进，所制备的含铁MFI分子筛对α‑苯乙醇的催化转化率显著提高，且合成的Fe‑MFI分子筛催化稳定性能优于一般合成方法所合成的Fe‑MFI分子筛。

Hydrothermal synthesis of Fe-MFI zeolite

【技术实现步骤摘要】
一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法
本专利技术属于催化剂合成
，尤其涉及一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法。
技术介绍
分子筛是一种孔径精确和孔穴微小的材料，一般是以硅氧四面体和铝氧四面体为基本结构单元，通过氧原子形成的氧桥连接构成的一类具有笼形或孔道结构的硅铝酸盐晶体。具有较大的比表面积和更短的扩散路径等特性，是种良好的催化和吸附材料。利用其它元素，如某些主族元素或具有变价特征的过渡金属元素，来同晶置换部分分子筛骨架中的硅、铝或磷而构成含杂原子分子筛的骨架称为杂原子分子筛。由于引入了特定的非金属或金属元素，能够显著调变分子筛的酸性、氧化还原性或孔道性能，使这些杂原子分子筛成为良好的催化或分离材料。三价Fe离子引入分子筛骨架取代硅原子后也会导致骨架位发生一定的形变。当铁含量较低时铁原子几乎全部占据着分子筛的骨架位，骨架位铁由于能够完全固定在分子筛的Si-O骨架中，因此结构稳定性更高，且分子筛的表面酸性和吸附性能等性质也会因骨架铁原子的引入而发生改变，从而具有更优良的催化性能和更广阔的应用前景。目前对Fe-MFI分子筛催化α-苯乙醇脱水制苯乙烯的催化性能研究较少，国内外鲜有报道，且目前用于催化α-苯乙醇的催化剂催化活性和稳定性能较差，造成生产成本较高，很难满足实际使用要求。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，包含如下制备步骤：(1)搅拌条件下将铁源、硅源、模板剂和去离子水充分混合，水解，然后升温至60～90℃恒温，获得分子筛前驱体凝胶；(2)配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2-RuO2复合氧化物粉末，粉末过2000目以上的筛网；(3)将所述分子筛前驱体凝胶和所述晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天以上，然后冷却至室温，反应液过滤、洗涤、干燥，干燥后置于500～600℃焙烧，获得所述Fe-MFI分子筛，所述晶化辅剂的质量为分子筛前驱体凝胶质量的0.2%～1%；所述晶化辅剂的制备方法为：A.配置RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液，其中RuCl2和Ce(NO3)3的质量百分含量分别为RuCl20.5%～2%和Ce(NO3)36%～10%；B.向RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液中滴加氨水直到不再产生沉淀，过滤收集固相，固相用去离子水洗涤，烘干；C.烘干后的固相置于400～500℃煅烧1h以上，即获得所述CeO2-RuO2复合氧化物；D.将所述CeO2-RuO2复合氧化物用球磨机球磨处理，处理后的粉末过2000目以上的筛网，收集过筛后的粉末即为所述晶化辅剂。进一步地，所述硅源为正硅酸乙酯，所述模板剂为四丙基氢氧化铵或四丙基溴化铵中的一种或几种的混合，所述铁源为Fe(NO3)3·9H2O。进一步地，所述步骤(1)中，铁源、硅源、模板剂和去离子水的混合比例为：铁源：硅源：模板剂：去离子水=0.4～2.1g:40～45g:30～35g:100mL，其中所述模板剂为溶质质量百分含量为25wt%的四丙基氢氧化铵和/或四丙基溴化铵水溶液，所述水解工艺为50℃10h，60～90℃恒温1h。进一步地，所述步骤(3)中，所述焙烧时间为2h以上。进一步地，所述晶化辅剂改性处理后与所述分子筛前驱体凝胶混合，所述改性步骤为：1)配置正硅酸乙酯的乙醇溶液，将所述CeO2-RuO2复合氧化物浸泡在所述正硅酸乙酯的乙醇溶液中，溶液恒温50～60℃，浸泡20min以上；2)浸泡完成后将CeO2-RuO2复合氧化物取出，烘干，在300～350℃煅烧1h以上，获得改性后的复合氧化物；3)配置HF、柠檬酸的水溶液，将所述改性后的复合氧化物浸泡在所述HF、柠檬酸的水溶液处理5～6min，然后将固相滤出，去离子水洗涤，烘干，烘干后的粉末用球磨机球磨处理，过2000目以上的筛网，收集过筛后的粉末即获得所述改性处理后的晶化辅剂。进一步地，所述正硅酸乙酯的乙醇溶液中，正硅酸乙酯的质量百分含量为5%～8%；所述HF、柠檬酸的水溶液中，HF质量百分含量为1%～3%，柠檬酸的浓度为0.07～0.11mol/L。本专利技术还公开了上述方法制备的Fe-MFI分子筛的应用，所述Fe-MFI分子筛用于对α-苯乙醇脱水反应的催化剂。进一步地，所述催化反应参数为：反应液中1,2-二氯乙烷：α-苯乙醇：催化剂=12mL:1mL:0.1～0.5g，催化反应温度为60～100℃，反应时间1h以上。通过上述技术方案可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术对含铁MFI分子筛的水热合成方法进行了改进，所制备的含铁MFI分子筛对α-苯乙醇的催化转化率显著提高，且合成的Fe-MFI分子筛催化稳定性能优于一般合成方法所合成的Fe-MFI分子筛。具体实施方式下面结合实施例进行详细的说明：实施例1一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，包含如下制备步骤：(1)搅拌条件下将Fe(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯、模板剂和去离子水按比例Fe(NO3)3·9H2O：正硅酸乙酯：模板剂：去离子水=0.4g:40g:30g:100mL充分混合，50℃恒温10h，再升温至60℃恒温1h，获得分子筛前驱体凝胶；模板剂为溶质质量百分含量为25wt%的四丙基氢氧化铵水溶液；(2)配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2-RuO2复合氧化物粉末，粉末过2000目的筛网；(3)将所述分子筛前驱体凝胶和所述晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天，然后冷却至室温，反应液过滤、洗涤、干燥，干燥后置于500℃焙烧2h，获得所述Fe-MFI分子筛，所述晶化辅剂的质量为分子筛前驱体凝胶质量的0.2%；所述晶化辅剂的制备方法为：A.配置RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液，其中RuCl2和Ce(NO3)3的质量百分含量分别为RuCl20.5%和Ce(NO3)36%；B.向RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液中滴加氨水直到不再产生沉淀，过滤收集固相，固相用去离子水洗涤，烘干；C.烘干后的固相置于400℃煅烧1h，即获得所述CeO2-RuO2复合氧化物；D.将所述CeO2-RuO2复合氧化物用球磨机球磨处理，处理后的粉末过2000目的筛网，收集过筛后的粉末即为所述晶化辅剂。实施例2一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，包含如下制备步骤：(1)搅拌条件下将Fe(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯、模板剂和去离子水按比例Fe(NO3)3·9H2O：正硅酸乙酯：模板剂：去离子水=0.8g:42g:32g:100mL充分混合，50℃恒温10h，再升温至70℃恒温1h，获得分子筛前驱体凝胶；模板剂为溶质质量百分含量为25wt%的四丙基氢氧化铵水溶液；(2)配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2-RuO2复合氧化物粉末，粉末过2000目的筛网；(3)将所述分子筛前驱体凝胶和所述晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天，然后冷却至室温，反应液过滤、洗涤、干燥，干燥后置于530℃焙烧2h，获得所述Fe-MFI分子筛，所述晶化辅剂的质量为分子筛前驱体凝胶质量的0.5%；所述晶化辅剂的制备方法为：A.配置RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液，其中RuCl2和Ce(NO3)3的质量百分含量分别为RuCl21%和Ce(NO3)38%；B.向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe‑MFI分子筛的水热合成方法，其特征在于，包含如下制备步骤：(1) 搅拌条件下将铁源、硅源、模板剂和去离子水充分混合，水解，然后升温至60～90℃恒温，获得分子筛前驱体凝胶；(2) 配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2‑RuO2复合氧化物粉末，粉末过2000目以上的筛网；(3) 将所述分子筛前驱体凝胶和所述晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天以上，然后冷却至室温，反应液过滤、洗涤、干燥，干燥后置于500～600℃焙烧，获得所述Fe‑MFI分子筛，所述晶化辅剂的质量为分子筛前驱体凝胶质量的0.2%～1%；所述晶化辅剂的制备方法为：A. 配置RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液，其中RuCl2和Ce(NO3)3的质量百分含量分别为RuCl20.5%～2%和Ce(NO3)36%～10%；B. 向RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液中滴加氨水直到不再产生沉淀，过滤收集固相，固相用去离子水洗涤，烘干；C. 烘干后的固相置于400～500℃煅烧1h以上，即获得所述CeO2‑RuO2复合氧化物；D. 将所述CeO2‑RuO2复合氧化物用球磨机球磨处理，处理后的粉末过2000目以上的筛网，收集过筛后的粉末即为所述晶化辅剂。...

【技术特征摘要】
1.一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，其特征在于，包含如下制备步骤：(1)搅拌条件下将铁源、硅源、模板剂和去离子水充分混合，水解，然后升温至60～90℃恒温，获得分子筛前驱体凝胶；(2)配置晶化辅剂，所述晶化辅剂为CeO2-RuO2复合氧化物粉末，粉末过2000目以上的筛网；(3)将所述分子筛前驱体凝胶和所述晶化辅剂混合后置于密封容器内升温至160～180℃，保温3天以上，然后冷却至室温，反应液过滤、洗涤、干燥，干燥后置于500～600℃焙烧，获得所述Fe-MFI分子筛，所述晶化辅剂的质量为分子筛前驱体凝胶质量的0.2%～1%；所述晶化辅剂的制备方法为：A.配置RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液，其中RuCl2和Ce(NO3)3的质量百分含量分别为RuCl20.5%～2%和Ce(NO3)36%～10%；B.向RuCl2和Ce(NO3)3的水溶液中滴加氨水直到不再产生沉淀，过滤收集固相，固相用去离子水洗涤，烘干；C.烘干后的固相置于400～500℃煅烧1h以上，即获得所述CeO2-RuO2复合氧化物；D.将所述CeO2-RuO2复合氧化物用球磨机球磨处理，处理后的粉末过2000目以上的筛网，收集过筛后的粉末即为所述晶化辅剂。2.根据权利要求1所述的一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，其特征在于，所述硅源为正硅酸乙酯，所述模板剂为四丙基氢氧化铵或四丙基溴化铵中的一种或几种的混合，所述铁源为Fe(NO3)3·9H2O。3.根据权利要求2所述的一种Fe-MFI分子筛的水热合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铁源、硅源、模板剂和去离子水的混合比例为：铁源：硅源：模板剂：去离子水=0.4～2.1g:40～45g:30～35g:100mL，其中所述模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文锋，廖维林，严楠，芮培欣，范乃立，雷志伟，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：江西,36