一种通过添加有机胺助溶剂快速合成单层MWW分子筛的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过添加有机胺助溶剂快速合成单层MWW分子筛的方法，以二氧化硅溶胶为硅源，偏铝酸钠为铝源，采用六亚甲基亚胺和二甲基十八烷基[3

【技术实现步骤摘要】
一种通过添加有机胺助溶剂快速合成单层MWW分子筛的方法


[0001]本专利技术属于分子筛与多孔材料
，具体涉及一种通过添加有机胺助溶剂快速合成单层MWW分子筛的方法。

技术介绍

[0002]MCM
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22是具有MWW拓扑结构的层状分子筛，由于其具有独特的孔道结构，因此被广泛应用于催化裂化和烷基化等反应中。Leonowicz等人于1994年对MCM
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22的结构进行了深入研究，提出MWW笼{435663[43]}为其初级结构单元。水平方向上由氧桥将MWW笼连接起来形成MCM
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22的单片层，其厚度约为2.5nm，垂直方向上，单片层之间由层内十元环孔道连接。MCM
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22P是MCM
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22的前驱体，其结构为二维层状，由MWW单片层在竖直方向上有序堆积而成，片层间作用力为Si
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OH间形成的氢键。由于氢键作用力较弱，可以对其进行后处理。例如，通过对MCM
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22P溶胀后超声剥离可制备单层分子筛。
[0003]ITQ
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2是具有单层结构的沸石分子筛材料，最初是在碱性条件下(TPAOH)使用阳离子表面活性剂(CTAB)对MCM
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22P进行溶胀处理，然后经过超声剥离得到的。相比较于MCM
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22，ITQ
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2有着外比表面积大、扩散路径短、酸性位易接近的优点，从而更加有利于大分子参与的反应。但是传统的制备方法比较繁琐，包括MCM
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22P的合成、溶胀和剥离三个步骤，严苛的溶胀过程(pH＝13.0～13.8，T＝80℃)会导致分子筛的部分无定形化，因此，通过一步水热合成单层MWW分子筛成为研究热点。
[0004]Luo等人(Chem.Sci.2015,6,6320
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6324)于2015年采用自行设计合成的新型双功能结构导向剂(记作Ada
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i
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16)成功一步合成单层MWW纳米片分子筛，记作MIT
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1。Margarit等人(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,13724
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13728)也通过自行设计的结构导向剂C
16
DC1与HMI共同作用实现了一步合成MWW型二维层状分子筛DS
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ITQ
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2。但是，上述研究的不足为自行设计具有特殊结构的模板剂不易得、成本高，不宜于工业化生产。中国专利CN 110615446 A报道了以常用的商业化长链两性有机硅烷(TPOAC)作为辅助结构导向剂，实现了单层至寡层MWW纳米片沸石的可控合成。其不足之处是，在碱度较低的条件下经过14天得到了单层MWW沸石，晶化时间较长则不利于应用于工业化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种通过在双模板剂导向合成单层MWW分子筛的凝胶中添加有机胺助溶剂来加速成核过程，短时间内合成单层MWW分子筛的方法。
[0006]针对上述目的，本专利技术所采用的技术方案由以下步骤组成：
[0007]步骤1：按照摩尔比为SiO2/Al2O3＝30、NaOH/SiO2＝0.10～0.15、HMI/SiO2＝0.25～0.35、TPOAC/SiO2＝0.025～0.035、有机胺助溶剂/SiO2＝0.1～0.8、H2O/SiO2＝45～52，其中HMI为六亚甲基亚胺、TPOAC为二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、有机胺助溶剂为乙二胺、二乙胺、三乙胺、巯基乙胺中任意一种或多种，称取原料氢氧化钠、偏铝酸钠、二氧化硅溶胶、六亚甲基亚胺、二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、去离
子水、有机胺助溶剂；
[0008]步骤2：将氢氧化钠和偏铝酸钠依次溶于去离子水中，在搅拌状态下逐渐滴加二氧化硅溶胶，室温条件下搅拌20～30分钟，然后再加入六亚甲基亚胺、二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵和有机胺助溶剂，室温持续搅拌1～2小时；
[0009]步骤3：将步骤2所得混合液转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在密闭条件下150℃搅拌晶化3～6天；反应完成后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液离心、水洗至中性，最后80～120℃下干燥；
[0010]步骤4：将步骤3干燥后的固体产物研磨成粉末，然后置于马弗炉中500～550℃下焙烧6小时，得到单层MWW分子筛。
[0011]上述步骤1中，优选按照摩尔比为SiO2/Al2O3＝30、NaOH/SiO2＝0.15、HMI/SiO2＝0.3、TPOAC/SiO2＝0.035、有机胺助溶剂/SiO2＝0.5、H2O/SiO2＝51.4称取各原料。
[0012]上述步骤3中，优选在密闭条件下150℃、50～60转/分钟搅拌晶化4～5天。
[0013]本专利技术的有益效果如下：
[0014]本专利技术以二氧化硅溶胶为硅源，偏铝酸钠为铝源，六亚甲基亚胺和二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵为结构导向剂，乙二胺、二乙胺等有机胺作为助溶剂，采取一步水热法合成了单层MWW分子筛。本专利技术制备方法简单易行，合成产物收率高，并且通过加入乙二胺、二乙胺等有机胺助溶剂，有效加快成核速率，进而大大缩短了晶化时间，得到了结晶度良好的单层MWW分子筛，为应用于工业化生产提供了可能。
附图说明
[0015]图1是MCM
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22、对比例1和实施例1制备的MWW分子筛的XRD图。
[0016]图2是MCM
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22分子筛和实施例1制备的单层MWW分子筛的N2‑
吸脱附等温线图。
[0017]图3是实施例1制备的单层MWW分子筛的TEM图。
[0018]图4是实施例2～5制备的单层MWW分子筛的XRD图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实际案例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。
[0020]实施例1
[0021]1、按照摩尔比为SiO2/Al2O3＝30、NaOH/SiO2＝0.15、HMI/SiO2＝0.3、TPOAC/SiO2＝0.035、EDA/SiO2＝0.5、H2O/SiO2＝51.4，称取0.123g氢氧化钠、0.127g偏铝酸钠、2.325g二氧化硅溶胶、0.469g HMI、0.64g TPOAC、0.465g EDA、12.54g去离子水。
[0022]2、将0.123g氢氧化钠和0.127g偏铝酸钠依次溶于12.54g去离子水中，待完全溶解后，搅拌状态下滴加2.325g二氧化硅溶胶，室温条件下搅拌30分钟，然后依次加入0.469g HMI、0.64g TPOAC和0.465g EDA，室温条件继续搅拌2小时。
[0023]3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过添加有机胺助溶剂快速合成单层MWW分子筛的方法，其特征在于该方法由下述步骤组成：步骤1：按照摩尔比为SiO2/Al2O3＝30、NaOH/SiO2＝0.10～0.15、HMI/SiO2＝0.25～0.35、TPOAC/SiO2＝0.025～0.035、有机胺助溶剂/SiO2＝0.1～0.8、H2O/SiO2＝45～52，其中HMI为六亚甲基亚胺、TPOAC为二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、有机胺助溶剂为乙二胺、二乙胺、三乙胺、巯基乙胺中任意一种或多种，称取原料氢氧化钠、偏铝酸钠、二氧化硅溶胶、六亚甲基亚胺、二甲基十八烷基[3
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(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、去离子水、有机胺助溶剂；步骤2：将氢氧化钠和偏铝酸钠依次溶于去离子水中，在搅拌状态下逐渐滴加二氧化硅溶胶，室温条件下搅拌20～30分钟，然后再加入六亚甲基亚胺、二甲基十八烷基[3
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【专利技术属性】
技术研发人员：郝青青，安宁，任芳，梁奔，刘梦楠，陈汇勇，孙鸣，徐龙，马晓迅，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：