ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料及其合成方法技术

技术编号:4183544 阅读:208 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料及其合成方法,主要解决现有技 术合成的多孔材料孔径分布单一、孔直径不可调节的问题。本发明专利技术通过采用制备一种 ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料,合成的ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料具有以下 摩尔关系的组成:nSiO2:Al2O3,式中n=10~2000,其中所述ZSM-5/Magadiite/丝光沸石 共生材料具有三种共生物相,其XRD衍射图谱包括在15.73±0.1,13.52±0.1,11.22±0.2, 9.96±0.1,8.96±0.1,7.73±0.1,6.71±0.1,5.99±0.1,5.14±0.1,4.51±0.1,3.98±0.05,3.86±0.05, 3.66±0.1,3.47±0.05,3.30±0.05,3.14±0.1,2.99±0.05埃处有d-间距最大值的技术方案, 较好地解决了上述问题。该ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料可用于石脑油催化裂解制 乙烯丙烯和甲醇脱水制乙烯丙烯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

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技术介绍
ZSM-5和丝光沸石多孔材料由于具有良好的择形催化性能和较好的热稳定性,被广泛的应用在石油化工等领域。但由于丝光沸石材料孔径均匀单一、孔直径不易随意调节,不能处理复杂的组分。Magadiite为二维层状结构材料,它的层板是由带负电的Si-0四面体 组成,因而具有较好的热稳定性,Magadiite具有带电的层状结构材料的一些典型性质,例 如对水以及一些小分子极性有机分子的吸附,层间有可被交换的水合钠离子,层板之间具 有较好的膨胀性,可以容纳小到质子大到高分子等分子或基团,Na-magadiite可以转化为 晶态的H-magadiite固态酸,这些性质促进了Magadiite在作为阳离子交换剂和催化剂方面的 应用。Magadiit层结构的规整性和层间距可控制性使其成为催化领域中有广阔应用前景的 催化材料。含有两种组分的ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料,含有多级孔道结构,孔 径可调,可以处理分子直径大小不一的复杂组分,并能发挥它们的协同催化效应。文献CN1565967A、 CN1565970A报道采用ZSM-5分子筛或丝光沸石作为晶种,分别 加入丝光沸石或ZSM-5分子筛的合成溶液中,合成了 ZSM-5和丝光沸石的混晶材料。其 催化效果比两种分子筛机械混合的效果要好,但合成过程中需要加入不同的晶种作为诱导 剂,另外还需要加入氟化物,合成过程较为复杂。文献CN1393403报道采用分段晶化的方法合成了中微孔复合分子筛组合物,用于重 油加工。合成方法为先配制合成微孔分子筛的反应混合物凝胶,然后在30 30(TC条件下 进行第一阶段的晶化,晶化3 300小时后,调整反应混合物的pH值为9.5 12,并加入 合成中孔分子筛所用的模板剂,然后再在30 17(TC自压下进行第二阶段的水热晶化,晶 化时间为15 480小时,得到中微孔复合分子筛组合物,但分子筛的合成过程需要分段晶 化,且中间还要调节pH值,合成方法也较为复杂。文献CN03133557.8报道了静态条件下合成了具有TON和MFI两种结构的复合结构 分子筛,该分子筛在制备凝胶过程中加入了少量的晶种和盐类,控制适当的晶化参数,可以得到两种晶型不同比例的分子筛,分子筛的晶格上硅铝比大于50,得到本专利技术复合分子 筛可用于混合物如石油馏分的反应过程。本专利技术的合成过程也需要加入晶种和盐类。文献CN1583562报道了一种双微孔沸石分子筛及制备方法,其特征在于采用有序合 成法,先按一定的物料配比初步合成出Y型沸石;后将其与溶有氨水的四乙基溴化胺溶液 混合,最后再加入一定量的硅溶胶充分搅拌使之均匀,于13(TC 140。C下晶化4 7天, 得到具有Y/丝光双微孔结构的复合沸石分子筛,该方法也与分段晶化类似。文献CN1632115报道利用生物酶在Magadiite层状材料层间的自组装方法,制备了一 种层状硅酸盐层间固定的生物酶纳米复合材料,这种纳米复合材料类似于三明治的结构, 层状硅酸盐纳米粒子保持原有的结构不变作为酶固定载体,肌红蛋白与血红蛋白固定于硅 酸盐层板之间。该材料在有机溶剂中催化活性高于自由的生物酶。该文献未涉及Magadiite 材料的共生问题以及在其他催化领域的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是之一是现有技术合成的多孔材料孔径单一、孔直径不可 随意调节的问题。提供一种新的ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料,该ZSM-5/Magadiite/ 丝光沸石共生材料具有多级孔道结构,孔径可以调节的特点;本专利技术所要解决的技术问题 之二是现有技术中未涉及上述ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料制备方法的问题,提供 一种新的ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料的制备方法。为解决上述技术问题之一,本专利技术采用的技术方案如下 一种ZSM-5/Magadiite/丝光 沸石共生材料,具有以下摩尔关系的组成nSi02:Al203,式中11=10 1000,其特征在于 所述ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料具有三种共生物相,其XRD衍射图谱包括在 15.73±0.1, D.52士0.1, 11.22±0.2, 9.96±0.1, 8.96±0.1, 7.73±0.1, 6.71±0.1, 5.99±0,1, 5.14±0.1, 4.51±0.1, 3.98±0.05, 3.86±0.05, 3.66±0.1, 3.47±0.05, 3.30±0.05, 3.14±0.1, 2.99±0.05埃 处有d-间距最大值。上述技术方案中,nSi02 :八1203式中n的优选范围为n=100 1000, ZSM-5/Magadiite/ 丝光沸石共生材料中至少含有ZSM-5分子筛、丝光沸石和Magadiite三种共生物相,且共生物相比例可调。为解决上述技术问题之二,本专利技术采用的技术方案如下 一种ZSM-5/Magadiite/丝光 沸石共生材料的合成方法,包括以下步骤(1) 将硅源、铝源、碱源和水混合;(2) 以硅源中含有的Si02重量为基准,在上述混合溶液中加入适量的晶种,晶种用量5为Si02重量的0.01 20%,晶种为SiCVAl203摩尔比为10 200的含丝光沸石前驱体的晶 粒在1 500纳米的无定形物;(3) 反应混合物以摩尔比计为SiO2/Al2O3=10 2000 , Na2O/SiO2=0.02 8 , H2O/SiO2=10 500,调节溶液的pH值在8 14之间;(4) 将混合均匀的上述反应混合物放入密闭容器中在自生压力下,80 22(TC晶化8 200小时;(5) 将晶化好的产物取出,水洗,过滤,干燥后,制得ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共 生材料;其中所用硅源为选自有机硅、无定形二氧化硅、硅溶胶、固体氧化硅、硅胶、硅 藻土或水玻璃中的至少一种;所用铝源为选自铝酸盐、偏铝酸盐、铝盐、铝的氢氧化物、 铝的氧化物或含铝的矿物中的至少一种;所用碱源为选自碱金属的氢氧化物中的至少一种。上述技术方案中,反应混合物以摩尔比计,优选范围为SiO2/Al2O3=20 1000, Na2O/SiO2=0.1 4, H2O/SiO2=20 300,晶种为Si02/Al203摩尔比优选范围为20 100的 含丝光沸石前驱体的晶粒优选范围在10 400纳米的无定形物,晶种用量优选范围为Si02 重量的0.1 15%; pH值用稀酸溶液调节,所用稀酸溶液的优选方案为稀盐酸、稀硫酸、 稀硝酸、稀磷酸、草酸或乙酸中的至少一种,调节pH值的优选范围为8 14之间,更优 选范围为9 14之间;晶化温度优选范围为100 20(TC,晶化时间优选范围为10 60小 时。ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料的合成方法具体操作为,按物料配比取所需量的 硅源、碱源和铝源,分别用蒸馏水溶解制成溶液,然后把两种溶液混合,强力搅拌,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种ZSM-5/Magadiite/丝光沸石共生材料,具有以下摩尔关系的组成:nSiO↓[2]:Al↓[2]O↓[3],式中n=10~2000,其特征在于所述材料具有两种共生物相,其XRD衍射图谱包括在15.73±0.1,13.52±0.1,11.22±0.2,9.96±0.1,8.96±0.1,7.73±0.1,6.71±0.1,5.99±0.1,5.14±0.1,4.51±0.1,3.98±0.05,3.86±0.05,3.66±0.1,3.47±0.05,3.30±0.05,3.14±0.1,2.99±0.05埃处有d-间距最大值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谢在库马广伟肖景娴
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
类型:发明
国别省市:11

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