一种纳米介孔分子筛材料及其合成方法，属于纳米分子筛材料的制备与应用技术领域。本发明专利技术以合成介孔分子筛常用的硅源、铝源及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为原料，以氨水调节反应混合物的pH值，通过水热合成法合成了纳米介孔分子筛nano-AlKIT-1。本发明专利技术的有益效果是合成方法简单，合成过程中无需加入有机盐和有机溶剂，也无需在晶化过程中反复调节反应混合物的pH值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米分子筛材料的制备与应用
，涉及一种纳米介孔分子筛材 料及其合成方法。所述的纳米介孔分子筛具有均一的三维蠕虫状孔道结构，其粒径在小于 lOOnm。合成方法简单，合成过程中无需加入有机盐和有机溶剂，晶化过程中无需重复调节 PH值。
技术介绍
1992年Mobil公司首次公开报道了 M41S介孔硅材料，其高比表面积及规则孔道 结构吸引了研究者广泛的关注。但其较弱的酸性和水热稳定性大大的限制了其在大分子 催化上的应用。随后，HMS, MSU, KIT-1，SBA-15，系列等介孔分子筛相继问世，介孔分子筛 家族不断壮大。与MCM-41相比，KIT-I介孔分子筛具有三维无序孔道结构，均一孔径及较 高的水热稳定性。Ryoo等在合成KIT-I的初始混合物中添加了有机钠盐(如EDTANa4), 钠盐与表面活性剂胶束相互作用可以中和胶束表面的电势，使形成分支结构，在晶化过 程中采用酸反复调节PH值的方法，从而得到无序的水热稳定性较好的KIT-1。并考察了 A1KIT-1，A1MCM-41和A1MCM-48分子筛对苯，甲苯和二甲苯与苯甲醇的烷基化反应的催化 活性。赵东元等通过先合成硅铝前驱体然后和表面活性剂组装的方法合成了类似KIT-I结 构的DMAS介孔材料，该材料在长链烷烃的裂解反应中表现出比A1MCM-41更高的催化活性。 高滋等以KIT-I为载体，负载NiO或MoO3制备的催化剂用于加氢脱硫反应，取得了好的催 化效果。以下公开文献对此进行了说明:Nature. 359(1992)710, Science. 267 (1995) 865， Science. 269(1995) 1242，J Phys Chem. 100(1996) 17718, Science. 279 (1998)548，J Catal. 195 (2000) 237，Catal Today. 68(2001) ILCatal lett. 47(1997) 167。可见，KIT-1 介 孔分子筛作为一类催化新材料具有广泛的应用前景。相对MCM-41等分子筛而言，其合成方 法单一，形貌及粒度分析少见报道，目前对KIT-I介孔分子筛的研究仍局限在较小的范围， 限制了它的发展及应用。近年来纳米分子筛的发展得到了人们广泛的关注。将分子筛的粒度从微米级降 低到纳米级，其传质、传热等与分子筛吸附和催化作用有关的性能会发生变化。随着分子 筛颗粒的减小，其外表面对内表面原子数量的比率迅速增加，因而纳米分子筛有更大的 外表面和更高的表面活性。并且，相对于传统微米分子筛，小粒径分子筛减小了扩散路 径的长度，高容炭能力则使其在催化反应中表现出更好的稳定性。以下公开文献和专利 文献对此进行了说明:Zeolites. 15(1995)611，Micropor. Mesopor. Mater. 39(2000) 135, Micropor.Mesopor.Mater.64 (2003) 165, Micropor. Mesopor.Mater.75 (2004)41, Langmuir. 20(2004)8301, EP130, 809，EP173.901，CN 99102700. 0，CN 200510026839. 3，CN 200410019886. 0,CN 200710011690. 0, CN10036790. 9。然而，上述多数研究集中在纳米沸石 领域，而对纳米介孔分子筛研究相对较少。纳米KIT-I的合成迄今未见报道。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种纳米介孔分子筛材料及其合成方法。本专利技术的技术方案如下纳米介孔分子筛具有均一的三维蠕虫状孔道结构，孔径为2. 5-3. Onm，其粒径小于 IOOnm0分子筛合成方法如下以偏铝酸钠作为铝源，正硅酸乙酯作为硅源，以表面活性剂十六烷基三甲基溴化 铵(CTAB)作模板剂，以碱性介质-氨水调PH值，水热法合成。将CTAB溶液与铝源混合，在20_35°C下搅拌0. l_4h，向上述混合物中加入硅源， 继续搅拌0. 5-6h，所的混合物中各原料的摩尔比为:CTAB/Si02 = 0. 05-0. 30，H20/Si02 = 30-300, SiO2Al2O3 = 20- ~。以氨水调PH值至9-11，继续搅拌0. 5_6h后转入反应釜。在 IOO0C -150°C静态晶化1-8天，上述晶化完成后的固体可通过抽滤或离心等方法过滤，用去 离子水洗涤至中性，在100°c空气气氛下烘干，焙烧即可得到焙烧型的纳米介孔分子筛材料 nano-AlKIT-lo上述CTAB溶液与铝源混合，在20_35°C下搅拌，以0. 2_lh为好。上述混合溶液与 硅源混合搅拌，以2-4h为好。本专利技术提供的方法中，加料顺序是合成目标产物的重要因素。 上述各原料之摩尔比较好的范围如下CTAB/Si& = 0. 15-0. 25,H20/Si02 = 100-200。CTAB 太少不利于形成介孔结构，用量太多使得合成的成本提高。本专利技术提供的方法中更好的晶 化过程为110°C _130°C静态晶化48小时-96小时。晶化温度太高不利于形成介孔结构，温 度太低会影响分子筛的水热稳定性。本专利技术的有益效果是纳米介孔分子筛材料nano-ΑΙΚΙΤ-Ι的合成之前未见报道。 利用本方法合成nano-ΑΙΚΙΤ-Ι分子筛原料简单，步骤较少。与合成KIT-I的文献报道的 方法相比，本方法不需加入有机盐或无机盐类，在装釜晶化前以氨水调节合成混合物的PH 值，有一定的缓冲作用，使晶化过程中PH值保持稳定，不需重复多次调节。本方法合成的 nano-ΑΙΚΙΤ-Ι分子筛在600°C纯水汽处理4h后有72%的比表面被保留。nano-HKIT_l在 催化转化1，2，4-三甲苯的反应中其催化活性高于HMCM-41和HZSM-5。附图说明图1纳米介孔分子筛nano-ΑΙΚΙΤ-Ι的XRD谱图。图中a_合成型；b_焙烧型；图 2-lnano-AIKIT-l 样品的 TEM 图。图 2-2nano-AIKIT_l 样品的 SEM 图。图3nan0-AlKIT-l的N2吸附脱附等温线㈧和BJH孔径分布图⑶。b.焙烧后样品；b (HT). 600°C纯水汽处理4h后样品。具体实施例方式下面通过实例具体描述本专利技术的特征，但本专利技术并不局限于下述实例。实施例1 配置CTAB水溶液，搅拌下将定量的铝酸钠加入CTAB水溶液中，25°C下 搅拌30min后加入TE0S，搅拌2小时后用氨水调节PH =10.5,继续搅拌lh，此时混合物中各 物料的配比为SiR Al2O3 CTAB H20 = 90 1 22. 5 9000.转移到聚四氟乙烯为内衬的反应釜中密封，在120°C下晶化48h，经过洗涤、过滤、烘干，得到合成的nano-ΑΙΚΙΤ-Ι 样品；将合成的样品放入马弗炉中，从室温以1°C /min的升温速率升至180°C，在180°C下 恒温Ih ；再以同样的升温速率升温至350°C，在350°C恒温Ih ；再以同样的升温速率升温至 550°C，在550°C下恒温6h，得到焙烧后的nano-ΑΙΚΙΤ-Ι样品，其粒径为80-100nm。实施例2 配置CTAB水溶液，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米介孔分子筛材料，其特征在于：该分子筛具有均一的三维蠕虫状孔道结构，其孔径为２．５－３ｎｍ，其粒径小于１００ｎｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽萍，熊光，王祥生，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91
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