SSZ-13分子筛的制备方法及SSZ-13分子筛的应用技术

本发明专利技术提供一种SSZ‑13分子筛的制备方法及SSZ‑13分子筛的应用，制备方法包括如下步骤：(a)将氢氧化钠、铝源，硅源和模板剂溶于水得到混合物1，在混合物1中，水、碱源、铝源，硅源及模板剂的摩尔比为(30～50)：(0.1～0.3)：(0.02～0.01)：1：(0.1～0.3)，其中，模板剂为有机胺；(b)向混合物1中加入聚丙烯酰胺，得到混合物2；(c)将混合物2进行晶化反应，得到初产物；(d)得到SSZ‑13分子筛原粉；(e)焙烧若干时间，得到SSZ‑13分子筛。优点是，引入聚丙烯酰胺，抑制了SSZ‑13分子筛晶粒的生长速度，小晶粒SSZ‑13分子筛具有更高的低碳烯烃选择性、更低积碳速率，更长的单程反应寿命。

Preparation of SSZ-13 Molecular Sieve and Application of SSZ-13 Molecular Sieve

【技术实现步骤摘要】
SSZ-13分子筛的制备方法及SSZ-13分子筛的应用
本专利技术涉及分子筛领域，尤其涉及一种SSZ-13分子筛的制备方法及SSZ-13分子筛的应用。
技术介绍
SSZ-13分子筛在尾气催化、甲醇制烯烃等化工领域具有优越的选择催化性能。传统合成SSZ-13分子筛的方法为水热合成法，该方法合成的SSZ-13分子筛易积碳，导致以SSZ-13为活性组分的催化剂在催化甲醇制烯烃反应中单程寿命很短。通过缩小SSZ-13分子筛的晶粒粒径使其达到纳米级时，可以很好解决该分子筛催化剂的扩散问题，以减少SSZ-13分子筛的积碳，达到延长催化剂单程寿命的目的。目前合成纳米SSZ-13分子筛方法主要通过固相研磨或添加晶种。例如专利申请CN104709917A、专利申请CN105197955A及专利申请CN105692647A中公开的方法，这类方法都是二次合成方法，合成步骤繁琐，而且研磨加工过程会破坏晶体原来的骨架结构，降低SSZ-13分子筛的结晶度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种SSZ-13分子筛的制备方法及SSZ-13分子筛的应用，其能够缩短合成工艺的时间和成本，且能够避免催化剂结晶度的降低，由于SSZ-13分子筛晶粒降低到纳米尺度，其在甲醇制烯烃(MTO)过程中，小晶粒SSZ-13分子筛具有更高的低碳烯烃选择性、更低积碳速率，更长的单程反应寿命。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种SSZ-13分子筛的制备方法，其包括如下步骤：(a)将碱源、铝源，硅源和模板剂溶于水得到混合物1，在所述混合物1中，所述水、碱源、铝源，硅源及模板剂的摩尔比为(30～50)：(0.1～0.3)：(0.02～0.01)：1：(0.1～0.3)，其中，所述模板剂为有机胺；(b)向混合物1中加入聚丙烯酰胺，搅拌若干时间，得到混合物2；(c)将所述混合物2进行晶化反应，得到初产物；(d)将所述初产物洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉；(e)将所述SSZ-13分子筛原粉置于焙烧若干时间，得到SSZ-13分子筛。在一实施例中，所述铝源选自异丙醇铝、活性氧化铝、异丙醇铝、拟薄水铝石中的至少一种，所述硅源选自硅溶胶、正硅酸乙酯、硅酸钠、气相二氧化硅中的至少一种。在一实施例中，所述有机胺为N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵。在一实施例中，所述聚丙烯酰胺与混合物1的质量比为(0.5～2.5)：100。在一实施例中，所述聚丙烯酰胺选自于阴离子型聚丙烯酰胺，无离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺中的至少一种。在一实施例中，所述聚丙烯酰胺的分子量区间为2000到1000万。在一实施例中，在步骤(b)中，搅拌时间为2h～24h。在一实施例中，在步骤(c)中，晶化反应的温度为140℃～190℃，晶化反应的时间为18h～144h。在一实施例中，将步骤(e)得到的SSZ-13分子筛与可溶性铵盐进行离子交换，得到氢离子型的SSZ-13分子筛。本专利技术还提供一种采用上述的SSZ-13分子筛的制备方法制备的SSZ-13分子筛的应用。本专利技术的优点在于，采用一步法制备纳米SSZ-13分子筛，引入聚丙烯酰胺，抑制了SSZ-13分子筛晶粒的生长速度，比现阶段普遍使用研磨法和晶种法合成纳米SSZ-13合成步骤更少，缩短了合成工艺的时间和成本，且避免了催化剂结晶度的降低。由于SSZ-13分子筛晶粒降低到纳米尺度，其在甲醇制烯烃(MTO)过程中，小晶粒SSZ-13分子筛具有更高的低碳烯烃选择性、更低积碳速率，更长的单程反应寿命。附图说明图1是采用本专利技术SSZ-13分子筛的制备方法制备的SSZ-13分子筛的XRD图谱；图2～图10为采用本专利技术SSZ-13分子筛的制备方法制备的SSZ-13分子筛的SEM图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的SSZ-13分子筛的制备方法及SSZ-13分子筛的应用的具体实施方式做详细说明。本专利技术提供一种SSZ-13分子筛的制备方法，其包括如下步骤：步骤(a)、将氢氧化钠、铝源，硅源和模板剂溶于水得到混合物1，在所述混合物1中，所述水、氢氧化钠、铝源，硅源及模板剂的摩尔比为(30～50)：(0.1～0.3)：(0.02～0.01)：1：(0.1～0.3)。其中，所述铝源选自异丙醇铝、活性氧化铝、异丙醇铝、拟薄水铝石中的至少一种；所述硅源选自硅溶胶、正硅酸乙酯、硅酸钠、气相二氧化硅中的至少一种。所述模板剂为有机胺，例如，N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵。具体的说，称取预定量的水、铝源，硅源，氢氧化钠及模板剂，将水、铝源，硅源，氢氧化钠及模板剂依次加入反应釜中搅拌混合均匀，得到混合物1，其中混合时的温度可以室温，也可以根据需求进行选择，例如30℃，搅拌时间也可根据需求进行选择，例如大于2h。步骤(b)、向混合物1中加入聚丙烯酰胺，搅拌若干时间，得到混合物2。其中，所述聚丙烯酰胺的质量大于混合物1的质量的0.5％。优选地，所述聚丙烯酰胺与混合物1的质量比为(0.5～2.5)：100。所述聚丙烯酰胺选自于阴离子型聚丙烯酰胺，无离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺中的至少一种。所述聚丙烯酰胺的分子量区间为2000到1000万。具体的说，在该步骤中，向混合物1中加入聚丙烯酰胺，搅拌时间为2h～24h，得到混合物2。步骤(c)、将所述混合物2进行晶化反应，得到初产物。其中，晶化反应的温度为140℃～190℃，晶化反应的时间为18h～144h。具体的说，在步骤(b)后，将混合物2装入水热反应釜，升温至140℃～190℃，水热反应18h～144h，得到初产物。步骤(d)、将所述初产物洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉。具体的说，将步骤(c)得到的初产物经离心分离，离心后所得固体经水洗、干燥得到SSZ-13分子筛原粉。步骤(e)、将所述SSZ-13分子筛原粉置于焙烧若干时间，得到SSZ-13分子筛。其中，焙烧时间为4h～8h，焙烧温度为500℃～600℃。具体的说，将步骤(d)得到的SSZ-13分子筛原粉置于500℃～600℃马弗炉焙烧4～8h，得到SSZ-13分子筛。进一步，本专利技术还包括一得到氢离子型的SSZ-13分子筛的步骤，具体的说，将步骤(e)得到的SSZ-13分子筛与可溶性铵盐进行离子交换，并进行离心分离、洗涤焙烧的工艺，从而得到氢离子型的SSZ-13分子筛。可溶性铵盐包括但不限于氯化铵及硝酸铵。其中，采用本专利技术SSZ-13分子筛的制备方法制备的纳米SSZ-13分子筛至少有一维小于500nm。本专利技术还提供一种采用上述的SSZ-13分子筛的制备方法制备的SSZ-13分子筛的应用。具体的说，采用本专利技术SSZ-13分子筛的制备方法制备的纳米SSZ-13分子筛能够应用于烃类的转化、分离和吸附，尤其适用于MTO反应，也可作为催化剂的载体或活性组分的形式使用。本专利技术通过调整原料配比、聚丙烯酰胺的加入量及类型、水热反应的温度可以改变SSZ-13分子筛的晶粒大小。与现有技术相比，本专利技术的优点：采用一步法制备纳米SSZ-13分子筛，引入聚丙烯酰胺，抑制了SSZ-13分子筛晶粒的生长速度，比现阶段普遍使用研磨法和晶种法合成纳米SSZ-13合成步骤更少，缩短了合成工艺的时间和成本，且避免了催化剂结晶度的降低。由于SSZ-13分子筛晶粒降低到纳米尺度，其在甲醇制烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SSZ‑13分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将氢氧化钠、铝源，硅源和模板剂溶于水得到混合物1，在所述混合物1中，所述水、碱源、铝源，硅源及模板剂的摩尔比为(30～50)：(0.1～0.3)：(0.02～0.01)：1：(0.1～0.3)，其中，所述模板剂为有机胺；(b)向混合物1中加入聚丙烯酰胺，搅拌若干时间，得到混合物2；(c)将所述混合物2进行晶化反应，得到初产物；(d)将所述初产物洗涤干燥得到SSZ‑13分子筛原粉；(e)将所述SSZ‑13分子筛原粉焙烧若干时间，得到SSZ‑13分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种SSZ-13分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将氢氧化钠、铝源，硅源和模板剂溶于水得到混合物1，在所述混合物1中，所述水、碱源、铝源，硅源及模板剂的摩尔比为(30～50)：(0.1～0.3)：(0.02～0.01)：1：(0.1～0.3)，其中，所述模板剂为有机胺；(b)向混合物1中加入聚丙烯酰胺，搅拌若干时间，得到混合物2；(c)将所述混合物2进行晶化反应，得到初产物；(d)将所述初产物洗涤干燥得到SSZ-13分子筛原粉；(e)将所述SSZ-13分子筛原粉焙烧若干时间，得到SSZ-13分子筛。2.根据权利要求1所述的SSZ-13分子筛的制备方法，其特征在于，所述铝源选自异丙醇铝、活性氧化铝、异丙醇铝、拟薄水铝石中的至少一种，所述硅源选自硅溶胶、正硅酸乙酯、硅酸钠、气相二氧化硅中的至少一种。3.根据权利要求1所述的SSZ-13分子筛的制备方法，其特征在于，所述有机胺为N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵。4.根据权利要求1所述的SSZ-13分...

【专利技术属性】
技术研发人员：应卫勇，马宏方，徐志强，钱炜鑫，张海涛，吕志新，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31