一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤包括凝胶的制备、晶化反应和焙烧处理。本发明专利技术中制备多级孔结构分子筛使用的类氨基酸结构两性离子小分子致介孔剂，具有环境友好、成本低廉的特点，原位水热合成的制备工艺操作简单，适合规模化工业生产；合成的多级孔结构分子筛具有微孔‑介孔结构，有利于提高分子筛中微孔结构的利用率，提升分子筛的扩散性能，减缓分子筛在催化反应中的失活速率。
【技术实现步骤摘要】
一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛
本专利技术涉及无机多孔材料领域，尤其涉及一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛。
技术介绍
具有微孔(孔径<2nm)结构的分子筛广泛应用于吸附分离、催化反应、环境保护等领域。但微孔结构自身尺寸所带来的扩散限制，导致该类材料在应用的过程中微孔的利用率不高，作为催化剂的时候在反应中非常容易结焦并快速失活。而具有微孔-介孔结构的多级孔结构分子筛催化剂可以有效缓解传质阻力，提高微孔结构的利用率，提升催化性能并延缓失活。目前制备微孔-介孔结构的多级孔分子筛的传统方法主要有后处理法和模板法。后处理法是通过酸、碱或氟离子对骨架元素进行刻蚀作用从而形成多级孔结构；模板法则是通过在合成过程中加入高分子或表面活性剂，利用其产生的模板作用在分子筛中形成介孔甚至大孔结构。但后处理法存在严重的环境污染问题，模板法则存在模板价格昂贵的问题。因此，开发一种简单有效且环境友好的分子筛致介孔剂具有重要意义。为解决上述问题，本申请中提出一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛。
技术实现思路
(一)专利技术目的为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤包括凝胶的制备、晶化反应和焙烧处理。本专利技术中制备多级孔结构分子筛使用的类氨基酸结构两性离子小分子致介孔剂，具有环境友好、成本低廉的特点，原位水热合成的制备工艺操作简单，适合规模化工业生产；合成的多级孔结构分子筛具有微孔-介孔结构，有利于提高分子筛中微孔结构的利用率，提升分子筛的扩散性能，减缓分子筛在催化反应中的失活速率。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供了一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤如下：S1、凝胶的制备：将类氨基酸结构的两性离子小分子、有机模板剂、硅源、铝源、磷源和去离子水按一定比例搅拌混合均匀，得到均一的混合凝胶；类氨基酸结构两性离子小分子为1-丁胺,N,N,N-三乙基-2,4-二羟基-4-氧(Et-Carnitine，结构式为)、3-羧基-2-羟基-N,N,N-三甲基丙铵氢氧化物内盐，(Carnitine，结构式为)或1-丁胺,N,N,N-三丙基-2,4-二羟基-4-氧(Prop-Carnitine，结构式为)中的任意一种；S2、晶化反应：将S1所得的均匀混合凝胶置于晶化釜中，在一定温度下晶化反应，晶化完成后，通过离心，去离子水洗涤，再离心、干燥，得到固体粉末；晶化温度为100-200℃；晶化反应时间为24-120小时；离心后样品干燥温度为70-120℃；干燥时间为12-24小时；S3、焙烧处理：将中所得的固体粉末置于马弗炉中焙烧，去除分子筛中所含的有机模板剂，得到多级孔结构的分子筛产物；焙烧温度为550-600℃；焙烧时间为4-6小时。优选的，Na型或K型分子筛制备时，需要在晶化反应后采用NH4+离子交换处理。优选的，有机胺模板剂为三乙胺、四乙基氢氧化铵、二乙胺、吗啡啉、N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵或四丙基氢氧化铵中的任意一种、两种或以上任意比例混合而成的混合物。优选的，硅源为白炭黑、硅溶胶、正硅酸乙酯中的任意一种。优选的，磷源为正磷酸。优选的，铝源为拟薄水铝石、仲丁醇铝、偏铝酸钠或异丙醇铝中的任意一种。优选的，混合凝胶中硅源以SiO2计，磷源以P2O5计，铝源以Al2O3计。优选的，合成磷酸硅铝类SAPO-34分子筛时，各物料的摩尔配比为Et-Carnitine：SDA：SiO2：P2O5：Al2O3：H2O＝0.5-2：2.5-4：0.05-0.6：1.0：1.0：20-100。优选的，合成硅铝类ZSM-5分子筛时，各物料的摩尔配比为Prop-Carnitine：SDA：SiO2：Al2O3：H2O＝0.5-4：2.5-4：1-30：0.1：100-1000。优选的，合成硅铝类SSZ-13分子筛时，各物料的摩尔配比为Carnitine：SDA：SiO2：Al2O3：H2O＝0.5-4：0.01-0.5：1：0.1-1：5-40。本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：一、本专利技术中制备多级孔结构分子筛使用的类氨基酸结构两性离子小分子致介孔剂，具有环境友好、成本低廉的特点，原位水热合成的制备工艺操作简单，适合规模化工业生产。二、本专利技术合成的多级孔结构分子筛具有微孔-介孔结构，有利于提高分子筛中微孔结构的利用率，提升分子筛的扩散性能，减缓分子筛在催化反应中的失活速率。附图说明图1为对比例1制备的常规SAPO-34分子筛的X射线衍射图；图2为对比例1制备的常规SAPO-34分子筛的扫描电镜图；图3为对比例1制备的常规SAPO-34分子筛的粒径分布图；图4为对比例1制备的常规SAPO-34分子筛的氮气吸附脱附曲线(左)和孔径分布图(右)；图5为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛所使用的类氨基酸两性离子小分子的1H-NMR核磁共振图；图6为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛所使用的类氨基酸两性离子小分子的13C-NMR核磁共振图；图7为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛的X射线衍射图；图8为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛的扫描电镜图；图9为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛的粒径分布图；图10为实施例1制备的多级孔SAPO-34分子筛的氮气吸附脱附曲线(左)和孔径分布图(右)。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本专利技术提出的一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤如下：S1、凝胶的制备：将类氨基酸结构的两性离子小分子、有机模板剂、硅源、铝源、磷源和去离子水按一定比例搅拌混合均匀，得到均一的混合凝胶；类氨基酸结构两性离子小分子为1-丁胺,N,N,N-三乙基-2,4-二羟基-4-氧(Et-Carnitine，结构式为)、(R)-3-羧基-2-羟基-N,N,N-三甲基丙铵氢氧化物内盐，(Carnitine，结构式为)或1-丁胺,N,N,N-三丙基-2,4-二羟基-4-氧(Prop-Carnitine，结构式为)中的任意一种；S2、晶化反应：将S1所得的均匀混合凝胶置于晶化釜中，在一定温度下晶化反应，晶化完成后，通过离心，去离子水洗涤，再离心、干燥，得到固体粉末；晶化温度为100-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，其特征在于，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤如下：/nS1、凝胶的制备：将类氨基酸结构的两性离子小分子、有机模板剂、硅源、铝源、磷源和去离子水按一定比例搅拌混合均匀，得到均一的混合凝胶；类氨基酸结构两性离子小分子为1-丁胺,N,N,N-三乙基-2,4-二羟基-4-氧(Et-Carnitine，结构式为
【技术特征摘要】
1.一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，其特征在于，致介孔剂为类氨基酸结构的两性离子小分子，致介孔剂的分子结构上存在羧基负离子；致介孔剂制备多级孔分子筛步骤如下：
S1、凝胶的制备：将类氨基酸结构的两性离子小分子、有机模板剂、硅源、铝源、磷源和去离子水按一定比例搅拌混合均匀，得到均一的混合凝胶；类氨基酸结构两性离子小分子为1-丁胺,N,N,N-三乙基-2,4-二羟基-4-氧(Et-Carnitine，结构式为)、3-羧基-2-羟基-N,N,N-三甲基丙铵氢氧化物内盐，(Carnitine，结构式为)或1-丁胺,N,N,N-三丙基-2,4-二羟基-4-氧(Prop-Carnitine，结构式为)中的任意一种；
S2、晶化反应：将S1所得的均匀混合凝胶置于晶化釜中，在一定温度下晶化反应，晶化完成后，通过离心，去离子水洗涤，再离心、干燥，得到固体粉末；晶化温度为100-200℃；晶化反应时间为24-120小时；离心后样品干燥温度为70-120℃；干燥时间为12-24小时；
S3、焙烧处理：将中所得的固体粉末置于马弗炉中焙烧，去除分子筛中所含的有机模板剂，得到多级孔结构的分子筛产物；焙烧温度为550-600℃；焙烧时间为4-6小时。
2.根据权利要求1所述的一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，其特征在于，Na型或K型分子筛制备时，需要在晶化反应后采用NH4+离子交换处理。
3.根据权利要求1所述的一种致介孔剂及其制备的多级孔分子筛，其特征在于，有机胺模板剂为三乙胺、四乙基氢氧化铵、二乙胺、吗啡啉、N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵或四丙基氢氧化铵中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪梅，杨世和，王涯，董磊，王彦顶，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。