一种多级孔分子筛及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于分子筛制备技术领域，具体涉及一种多级孔分子筛及其制备方法和应用。本发明专利技术提供一种多级孔分子筛的制备方法，将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂、生物质多糖研磨混合，得到混合料，所述硅源包括碱性硅源和中性硅源；将所述混合料进行晶化反应，得到晶化产物；将所述晶化产物煅烧，得到多级孔分子筛。本发明专利技术提供的制备方法能够成功制备得到多级孔分子筛，能够有效提高多级孔分子筛作为分子筛催化剂的催化性能。而且，本发明专利技术提供的制备方法操作简单易行，不仅极大地提高了多级孔分子筛产品的产率，而且大大减少了对环境的污染，因此非常适合工业大规模生产。因此非常适合工业大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种多级孔分子筛及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于分子筛
，具体涉及一种多级孔分子筛及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]ZSM
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5分子筛是具有十元环直孔道和十元环“之”字形孔道的高硅五元环型分子筛，属于典型的MFI型拓扑结构。ZSM
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5分子筛具有良好的热稳定性、化学稳定性和适宜的酸强度，并且因独特的孔道结构，赋予其良好的择型选择性，对催化裂解、芳构化、异构化等反应过程具有优异的催化性能。是一种重要的石油化工催化剂，在工业上的应用十分广阔。
[0003]ZSM
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5分子筛是一种典型的微孔分子筛，有机大分子在微孔孔道中存在较大的扩散阻力，催化反应中有机大分子无法达到活性位，因此单一微孔结构不利于大分子的传质和催化活性位的暴露。鉴于此，通过引入介孔结构，构建介孔
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微孔多级孔结构，实现孔结构和活性位的功能复合，可打破微孔孔道的空间限制，有利于有机大分子催化反应的进行。
[0004]目前，多级孔ZSM
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5分子筛主要在水热条件下合成。该方法下，晶化反应在溶液体系中进行，晶化反应后大量反应原料依然溶解在母液中，降低了分子筛产物的收率。此外，水热合成过程中反应器内的高压和反应后大量废液的产生也会造成安全、环境污染和成本提高等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种多级孔分子筛及其制备方法和应用。本专利技术提供的制备方法能够成功制备得到多级孔分子筛，且产品收率高、废液少、安全系数高，绿色环保。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多级孔分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂和生物质多糖研磨混合，得到混合料，所述硅源包括碱性硅源和/或中性硅源；
[0008]将所述混合料进行晶化反应，得到晶化产物；
[0009]将所述晶化产物煅烧，得到所述多级孔分子筛。
[0010]优选的，所述生物质多糖包括海藻酸钠、卡拉胶和壳聚糖中的一种或多种。
[0011]优选的，所述硅源以SiO2计，所述硅源和所述生物质多糖的质量比为(3.33～33.34):1。
[0012]优选的，所述铝源包括无机铝盐和/或拟薄水铝石中的一种或多种；
[0013]所述硅源以SiO2计，所述铝源以Al2O3计，所述硅源和所述铝源的摩尔比为(28.5～40):1。
[0014]优选的，所述有机模板剂包括有机胺和/或有机铵盐；
[0015]所述硅源以SiO2计，所述有机模板剂和所述硅源的摩尔比为(0.015～0.09):1。
[0016]优选的，所述硅源以SiO2计，所述分子筛晶种和所述硅源的质量比为(0.05～0.15):1。
[0017]优选的，所述晶化反应的温度为160～200℃，所述晶化反应的保温时间为10～36h。
[0018]优选的，所述煅烧的温度为450～600℃，所述煅烧的保温时间为4～8h，由室温升温至所述煅烧温度的升温速率为2～5℃/min。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的多级孔分子筛，所述多级孔分子筛的孔结构包括微孔、介孔和大孔；所述微孔占所述多级孔分子筛的总孔体积百分含量为34.2～36.8％；所述介孔占所述多级孔分子筛的总孔的体积百分含量为44.5～46.5％。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述的多级孔分子筛在分子筛催化剂中的应用。
[0021]本专利技术提供一种多级孔分子筛的制备方法，包括以下步骤：将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂、生物质多糖研磨混合，得到混合料，所述硅源包括碱性硅源和中性硅源；将所述混合料进行晶化反应，得到晶化产物；将所述晶化产物煅烧，得到多级孔分子筛。本专利技术提供的制备方法将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂、生物质多糖研磨混合后进行晶化反应。在晶化反应时，硅源和铝源在分子筛晶种诱导和有机模板剂的作用下结晶成核。生物质多糖作为线性大分子，在晶化反应时能够对晶化反应混合原料实现增稠、乳化和稳定的作用，而且生物质多糖在晶化过程中自组装形成胶束，与晶化体系中的硅/铝物种相互作用，生物质多糖胶束随着晶化反应的进行逐渐分解焦化形成胶质或纳米碳颗粒并掺混在分子筛晶体中，最终被煅烧除去，为分子筛产品提供介孔结构和大孔结构。由此，本专利技术提供的制备方法能够成功制备多级孔分子筛，能够有效提高多级孔分子筛作为分子筛催化剂的催化性能，且极大地提高了多级孔分子筛产品的产率，对于设计和制备具有高催化活性的分子筛催化剂具有非常重要的意义。而且，本专利技术提供的制备方法操作简单易行，大大减少了对环境的污染，因此非常适合工业大规模生产。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1～3制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0023]图2为本专利技术实施例1制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的透射电镜图像；
[0024]图3为本专利技术实施例1制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的N2吸附
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脱附等温曲线图；
[0025]图4为本专利技术实施例4制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0026]图5为本专利技术实施例5～7制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0027]图6为本专利技术实施例8～10制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0028]图7为本专利技术实施例11和实施例12制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0029]图8为本专利技术实施例13和实施例14制备的多级孔ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0030]图9为本专利技术对比例1制备的ZSM
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5分子筛产品的粉末X
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射线衍射图谱；
[0031]图10为本专利技术对比例1制备的ZSM
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5分子筛产品的扫描电镜图像。
[0032]图11为本专利技术对比例1制备的ZSM
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5分子筛产品的透射电镜图像。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供一种多级孔分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂、生物质多糖研磨混合，得到混合料，所述硅源包括碱性硅源和/或中性硅源；
[0035]将所述混合料进行晶化反应，得到晶化产物；
[0036]将所述晶化产物煅烧，得到多级孔分子筛。
[0037]在本专利技术中，若无特殊说明，所用原料均为均为本领域技术人员熟知的市售产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级孔分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅源、铝源、分子筛晶种、有机模板剂和生物质多糖研磨混合，得到混合料，所述硅源包括碱性硅源和/或中性硅源；将所述混合料进行晶化反应，得到晶化产物；将所述晶化产物煅烧，得到所述多级孔分子筛。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质多糖包括海藻酸钠、卡拉胶和壳聚糖中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅源以SiO2计，所述硅源和所述生物质多糖的质量比为(3.33～33.34):1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝源包括无机铝盐和/或拟薄水铝石中的一种或多种；所述硅源以SiO2计，所述铝源以Al2O3计，所述硅源和所述铝源的摩尔比为(28.5～40):1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机模板剂包括有机胺和/或有机铵盐；所述硅源以SiO2计，所述有机模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，王靖宇，李彬，代春龙，张华东，张安元，王磊，
申请(专利权)人：山东龙安泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：