一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法技术

本发明专利技术公开了一种MCM‑49型沸石分子筛的快速合成方法，包括：将二氧化硅源：氧化铝源：结构导向剂：碱金属氧化物源：水按摩尔比为1：0.033：0.05～0.35：0.06～0.09：3～10充分混合，获得初始凝胶；在水热条件下，使位于所述初始凝胶外的去离子水以气相的形式进入到所述初始凝胶中的同时，对所述初始凝胶依次进行陈化和晶化处理，获得结晶产物；对所述结晶产物依次经过洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得MCM‑49型沸石分子筛。本发明专利技术提供的MCM‑49分子筛的快速合成方法，在不加入晶种的情况下，还能够使MCM‑49型沸石分子筛的合成周期被进一步缩短，实现MCM‑49沸石分子筛的合成效率大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】
一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法
本专利技术属于分子筛的
，具体涉及一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法。
技术介绍
1993年，Bennett等报道了MCM-49分子筛的合成。MCM-49分子筛是第一个不经过前驱体焙烧的直接合成MWW型结构分子筛，其在焙烧前后结构不变，具有与焙烧型MCM-22相同的骨架结构，但在微观结构和骨架铝的分布上存在差异。Lawton等认为MCM-49的晶胞c轴参数比MCM-22长，并猜测这可能与两者不同的骨架铝分布有关。MCM-22层间结构导向剂的含量高于MCM-49，而MCM-49中骨架铝的含量高于MCM-22。MCM-49分子筛因其独特的孔道结构在烷基化、芳构化、催化裂化和异构化等反应中具有广阔的应用前景。CN1500726A(2004)报道了一种MCM-49分子筛的合成方法，其技术特征是将结构导向剂的一部分或全部替换为MCM-49分子筛结晶母液，并于142℃下晶化85h，得到MCM-49型沸石分子筛。CN1500726A(2004)报道了一种MCM-49分子筛的合成方法，其是将结构导向剂的一部分或全部替换为MCM-49分子筛结晶母液，并于142℃下晶化85h，得到MCM-49型沸石分子筛。CN1500727A(2004)报道了一种提高MCM-49型沸石分子筛结晶度的方法，通过在晶化之前，先将分子筛前体混合物在40℃条件下陈化2d，再升高温度至142℃，晶化80h，一定程度上缩短了MCM-49型沸石分子筛的晶化时间。CN104743568(2015)报道了一种MCM-49分子筛制备方法，是将二氧化硅源、氧化铝源、结构导向剂、碱金属氧化物源和水按比例混合，将混合物置于密闭反应釜中在100～200℃自生压力下进行72～150h第一段水热晶化，然后降温至20～120℃在自生压力下进行24～80h第二段水热晶化，其晶化时间较长。CN108675313A(2018)报道了一种MCM-49分子筛的合成方法，以相对廉价的环己胺代替六亚甲基亚胺作为结构导向剂，且加入了预处理得到的晶种液辅助合成，于150℃条件下晶化48h，得到MCM-49型沸石分子筛。综上所述，目前MCM-49分子筛的制备专利和文献中晶化时间较长，少数文献采用晶种或晶种液辅助晶化，可一定程度上缩短晶化时间。虽然晶种的存在能够使合成体系绕过晶化过程中动力学上较为缓慢的成核步骤，在较短合成周期内完成晶体生长，但晶种的制备同样耗时耗力，因此，缩短晶化时间仍是MCM-49分子筛合成技术面临的一个问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足之处，本专利技术提供了一种MCM-49分子筛的快速合成方法。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，包括：将二氧化硅源：氧化铝源：结构导向剂：碱金属氧化物源：水按摩尔比为1：0.033：0.05～0.35：0.06～0.09：3～10充分混合，获得初始凝胶；在水热条件下，使位于所述初始凝胶外的去离子水以气相的形式进入到所述初始凝胶中的同时，对所述初始凝胶依次进行陈化和晶化处理，获得结晶产物；对所述结晶产物依次经过洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得MCM-49型沸石分子筛。进一步的，所述碱金属氧化物源为氢氧化钠。进一步的，所述氧化铝源为铝酸钠、异丙醇铝和拟薄水铝石中的一种或几种。进一步的，所述二氧化硅源为硅溶胶或水玻璃。进一步的，所述结构导向剂为六亚甲基亚胺。进一步的，在水热条件下使去离子水转变成水蒸气进入到所述初始凝胶时，包括：将所述初始凝胶移入到开口的器皿中，再将所述器皿放入水热反应釜的釜衬中；在所述水热反应釜的釜衬中加入去离子水，并防止所述器皿外的水进入所述器皿中；通过所述釜衬中去离子水以气相的形式转移至所述初始凝胶中，使所述初始凝胶的浓度、过饱和度及碱度均不断降低。进一步的，所述陈化处理的陈化温度为20℃～70℃、陈化时间为12～72h。进一步的，所述晶化处理包括：将所述水热反应釜加热至140～160℃，对所述凝胶进行晶化处理，获得所述结晶产物，其中，晶化时间为30～72h。进一步的，所述洗涤处理包括：对所述结晶产物进行离心洗涤处理，洗涤次数为1～3次，离心转速为8000～12000r/min。进一步的，所述煅烧处理的煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为24～50h。本专利技术提供的一种MCM-49分子筛的快速合成方法，通过将二氧化硅源、氧化铝源、结构导向剂、碱金属氧化物源和水混合后获得的初始凝胶的水含量较低，因此，初始凝胶构造出高过饱和度、高碱度的浓凝胶体系，这种浓凝胶体系能够提高MCM-49分子筛晶体的成核速率；然而初始凝胶的高过饱和度和高碱度虽有利于成核但不利于晶体生长，而在晶核存在的情况下，较低的碱度则更有利于分子筛晶体的生长，因此，本专利技术利用初始凝胶和位于初始凝胶外的去离子水表面所存在的蒸汽压差，在水热条件下使位于初始凝胶外的去离子水以气相的形式进入到本专利技术所制得的初始凝胶中，以使去离子水以气相的形式不断转移至浓凝胶体系中，使得初始凝胶的浓度、过饱和度及碱度不断降低，以达到初始凝胶的浓度和过饱和度在气相的去离子水辅助作用下自动动态调节的效果，使初始凝胶在不断降低的碱度的同时，还使沸石晶体的生长速率加快。总之，本专利技术提供的MCM-49分子筛的快速合成方法，在不加入晶种的情况下，还能够使MCM-49型沸石分子筛的合成周期被进一步缩短，实现MCM-49沸石分子筛的合成效率大幅度提高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术示例性实施例1制备的MCM-49型沸石的XRD图；图2为本专利技术示例性实施例1制备的MCM-49型沸石的SEM图；图3为本专利技术示例性实施例2制备的MCM-49型沸石的XRD图；图4为本专利技术示例性实施例2制备的MCM-49型沸石的SEM图；图5为本专利技术示例性实施例3制备的MCM-49型沸石的XRD图；图6为本专利技术示例性实施例3制备的MCM-49型沸石的SEM图；图7为本专利技术示例性对比例1制备的无定形XRD图；图8为本专利技术示例性对比例2制备的无定形XRD图。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，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的一种MCM-49本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，包括：/n将二氧化硅源：氧化铝源：结构导向剂：碱金属氧化物源：水按摩尔比为1：0.033：0.05～0.35：0.06～0.09：3～10充分混合，获得初始凝胶；/n在水热条件下，使位于所述初始凝胶外的去离子水以气相的形式进入到所述初始凝胶中的同时，对所述初始凝胶依次进行陈化和晶化处理，获得结晶产物；/n对所述结晶产物依次经过洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得MCM-49型沸石分子筛。/n

【技术特征摘要】
1.一种MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，包括：
将二氧化硅源：氧化铝源：结构导向剂：碱金属氧化物源：水按摩尔比为1：0.033：0.05～0.35：0.06～0.09：3～10充分混合，获得初始凝胶；
在水热条件下，使位于所述初始凝胶外的去离子水以气相的形式进入到所述初始凝胶中的同时，对所述初始凝胶依次进行陈化和晶化处理，获得结晶产物；
对所述结晶产物依次经过洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得MCM-49型沸石分子筛。


2.根据权利要求1所述的MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，所述碱金属氧化物源为氢氧化钠。


3.根据权利要求1所述的MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，所述氧化铝源为铝酸钠、异丙醇铝和拟薄水铝石中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，所述二氧化硅源为硅溶胶或水玻璃。


5.根据权利要求1所述的MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，所述结构导向剂为六亚甲基亚胺。


6.根据权利要求1至5任一项所述的MCM-49型沸石分子筛的快速合成方法，其特征在于，使位于所述初始凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓鹏，熊凌燕，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21