一种低硅沸石分子筛及其制备方法和应用

allin2025-05-24  49


本发明涉及沸石材料领域,尤其涉及一种低硅沸石分子筛及其制备方法和应用。


背景技术:

1、沸石是一类具有规则且均匀孔道结构的无机微孔材料,在催化领域有着广泛的应用。沸石中铝量若过少甚至没有,会导致其酸性位点过少,在催化反应中活性较差。

2、现有技术中虽可以提高沸石中的铝量,但是产率低。例如:文献“preparation ofzsm-22zeolite with hierarchical pore structure materials letters 218(2018)119-122”中公开了一种在酸碱性条件下后处理ton型沸石的方法,该方法可以获得ton沸石常规硅铝比(si/al>30)之外的低硅ton(si/al=10)但是产率极低(小于30%)。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低硅沸石分子筛及其制备方法和应用,本发明制备得到了低硅沸石分子筛并且低硅沸石分子筛的产率高。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了一种低硅沸石分子筛的制备方法,包括以下步骤:

4、将硅源、无机碱、过量的铝源和水混合进行反应,得到凝胶;

5、将所述凝胶进行水热反应,得到所述低硅沸石分子筛;

6、所述硅源为silicalite-1沸石、mcm-22沸石、beta沸石和zsm-5沸石中的一种或多种;

7、所述铝源以al2o3计,所述无机碱以m2o计,所述m2o中m为无机碱的金属元素,所述硅源以sio2计:所述无机碱与铝源的摩尔比为1.01~1.93:1,所述硅源与铝源的摩尔比为8.30~14.7:1;

8、所述水热反应的温度为120~200℃,时间为2h~8d。

9、优选的,所述无机碱包括碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和铝酸钠中的一种或多种。

10、优选的,所述铝源包括铝酸钠、拟薄水铝石、氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝和异丙醇铝中的一种或多种。

11、优选的,所述无机碱与铝源的摩尔比为1.19~1.64:1。

12、优选的,所述硅源与铝源的摩尔比为9.86~13.7:1。

13、优选的,所述水与铝源的摩尔比为1517~2900:1。

14、优选的,所述水热反应的温度为150~180℃,时间为1~6d。

15、优选的,所述水热反应完成后,还包括:将所得水热反应产物进行固液分离、固相水洗和干燥,得到所述低硅沸石分子筛。

16、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的低硅沸石分子筛,所述低硅沸石分子筛的硅铝比为4.5~10。

17、本发明还提供了上述技术方案所述低硅分子筛作为催化剂在流体液化反应、异构化催化或生物质催化领域中的应用。

18、本发明还提供了一种低硅沸石分子筛的制备方法,包括以下步骤:

19、将硅源、无机碱、过量的铝源和水混合进行反应,得到凝胶;

20、将所述凝胶进行水热反应,得到所述低硅沸石分子筛;

21、所述硅源为silicalite-1沸石、mcm-22沸石、beta沸石和zsm-5沸石中的一种或多种;

22、所述铝源以al2o3计,所述无机碱以m2o计,所述m2o中m为无机碱的金属元素,所述硅源以sio2计:所述无机碱与铝源的摩尔比为1.01~1.93:1,所述硅源与铝源的摩尔比为8.30~14.7:1;

23、所述水热反应的温度为120~200℃,时间为2h~8d。

24、本发明利用硅铝在碱性溶液中溶解性的差异,通过母液的碱性将分子筛上部分位点的硅溶解脱出(脱硅过程),脱去的同时在相同的位点上析出铝(补铝过程),降低了硅源的硅铝比。并且本发明通过控制硅源的种类、铝源、硅源和无机碱的用量、水热反应的温度和时间提高了沸石的产率。



技术特征:

1.一种低硅沸石分子筛的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述无机碱包括碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和铝酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铝源包括铝酸钠、拟薄水铝石、氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝和异丙醇铝中的一种或多种。

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述无机碱与铝源的摩尔比为1.19~1.64:1。

5.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征在于,所述硅源与铝源的摩尔比为9.86~13.7:1。

6.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征在于,所述水与铝源的摩尔比为1517~2900:1。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述水热反应的温度为150~180℃,时间为1~6d。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述水热反应完成后,还包括:将所得水热反应产物进行固液分离、固相水洗和干燥,得到所述低硅沸石分子筛。

9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备的低硅沸石分子筛,其特征在于,所述低硅沸石分子筛的硅铝比为4.5~10。

10.权利要求9所述低硅分子筛作为催化剂在流体液化反应、异构化催化或生物质催化领域中的应用。


技术总结
本发明提供了一种低硅沸石分子筛及其制备方法和应用,属于沸石材料领域。本发明提供了一种低硅沸石分子筛的制备方法,包括以下步骤:将硅源、无机碱、过量的铝源和水混合进行反应,得到凝胶;将所述凝胶进行水热反应,得到所述低硅沸石分子筛;所述硅源为silicalite‑1沸石、MCM‑22沸石、Beta沸石和ZSM‑5沸石中的一种或多种;所述铝源以Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;计,所述无机碱以M<subgt;2</subgt;O计,所述M<subgt;2</subgt;O中M为无机碱的金属元素,所述硅源以SiO<subgt;2</subgt;计:所述无机碱与铝源的摩尔比为1.01~1.93:1,所述硅源与铝源的摩尔比为8.30~14.7:1;所述水热反应的温度为120~200℃,时间为2h~8d。

技术研发人员:闫文付,苏浩鹏,孙浩南,李思荟,于吉红
受保护的技术使用者:吉林大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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