CN109516471B - 一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 - Google Patents
一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109516471B CN109516471B CN201811583072.8A CN201811583072A CN109516471B CN 109516471 B CN109516471 B CN 109516471B CN 201811583072 A CN201811583072 A CN 201811583072A CN 109516471 B CN109516471 B CN 109516471B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- molecular sieve
- gel
- source
- synthesis method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/04—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof using at least one organic template directing agent, e.g. an ionic quaternary ammonium compound or an aminated compound
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7046—MTT-type, e.g. ZSM-23, KZ-1, ISI-4 or EU-13
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/46—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
- C01B39/48—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition using at least one organic template directing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
本发明属于分子筛材料的制备技术领域,涉及一种表面富铝型ZSM‑23分子筛的合成方法。在合成初期配制分子筛凝胶并将其预晶化,使其中形成大量硅铝比较高的分子筛晶核;之后向其中加入低硅铝比、无模板剂的合成凝胶,经1~96h即可快速晶化形成表面硅铝比为10~80的富铝型ZSM‑23分子筛。此方法在短时间内、较低模板剂用量情况下合成表面富铝的ZSM‑23分子筛,增加了其孔口及表面酸性中心数量,减小了晶粒尺寸,使其在择形催化领域具有更加广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于无机材料的制备技术领域,涉及一种表面富铝型ZSM-23分子筛的合成方法。
背景技术
ZSM-23分子筛是一种高硅铝比的分子筛材料,骨架结构包括五元环、六元环、十元环,其中十元环构成了一维泪滴状孔道。由于其独特的孔道结构和可调变的酸强度,ZSM-23分子筛在分离吸附及催化领域应用广泛,发挥着不可替代的作用。尤其在石油化工产业中,ZSM-23分子筛在长链烷烃及烯烃加氢裂化、烷烃及芳香烃异构等方面都有着不俗的表现,因此制备性能优良的ZSM-23分子筛对缓解日益增长的石油资源短缺局势有重要意义。
目前关于ZSM-23合成的技术有很多。US4076842首次公开了以吡咯烷为模板剂合成ZSM-23分子筛的方法。之后US4490342公开了在双季铵盐(diquat-7)体系中ZSM-23的合成条件,并在US4531012中公开了diquat-7的合成方法,且于US4619820中扩展了合成体系的硅铝比SiO2/Al2O3范围。US5707601公开了以小分子胺及中性胺合成ZSM-23分子筛的方法。上述早期的所有专利中仅提出了合成ZSM-23的方法,着重寻找能促进ZSM-23生成的有机结构导向剂,且合成产品的硅铝比较高,模板剂用量也较多。随后,CN 102992346A公开了一种向体系中加入晶种的无模板剂合成方法,减少了使用有机模板剂带来的环境污染问题,但其合成的硅铝比范围为57~200,仍比较高,生成ZSM-23分子筛产品的酸性位较少,限制了其在石油化工中某些反应中的应用。
因此,为了拓宽ZSM-23分子筛的应用领域,同时符合当今社会对环境保护的要求,寻求一条低模板剂或无模板剂的绿色途径,且高效率、低成本地合成富铝型ZSM-23分子筛是很有必要的。
发明内容
本发明旨在提供一种表面富铝型ZSM-23分子筛的合成方法。与传统的ZSM-23分子筛相比,该方法所需的模板剂用量低,可实现高收率、低成本、少污染的生产需求;同时,制得的产品晶粒小,表面及孔口酸性中心多,催化活性高,是一种优良的酸性催化剂载体。
本发明的技术方案:
一种表面富铝型ZSM-23分子筛的合成方法,所得产品硅铝比的范围为SiO2:Al2O3=10~80,具体合成方法如下:
(1)将硅源、铝源、无机碱、有机模板剂和水混合,形成质量比为硅源中SiO2:铝源中Al2O3:MOH:R:H2O=1:(0.002-0.02):(0-0.3):(0-2):(15-90)的凝胶,将其置于水热反应釜中,于150~200℃加热1~12h后冷却到室温,得到凝胶A;
(2)将硅源、铝源、无机碱和水混合,形成质量比为硅源中SiO2:铝源中Al2O3:MOH:H2O=1:(0.01-0.1):(0-0.3):(15-90)的凝胶B;
(3)将凝胶B加入凝胶A中,A/B的质量比为0.6-0.7,混合均匀后于150-200℃晶化1-96h后,得ZSM-23分子筛。
所述的有机模板剂R为吡咯烷和/或异丙胺。
所述的无机碱MOH为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或两种以上混合。
所述的硅源为气相二氧化硅、硅溶胶、水玻璃中的一种或两种以上混合。
所述的铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠、异丙醇铝中的一种或两种以上混合。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明提供的方法通过在合成初期配制分子筛凝胶,并将其预晶化,使其中形成大量硅铝比较高的分子筛晶核;之后向其中加入低硅铝比、无模板剂的合成凝胶,经1~96h即可快速晶化形成表面硅铝比为10~80的富铝型ZSM-23分子筛。此方法在短时间内、较低模板剂用量的情况下合成表面富铝型ZSM-23分子筛,增加了其孔口及表面酸性中心数量,减小了晶粒尺寸,使其在择形催化领域具有更加广泛的应用,进一步提高了其在长链烷烃及烯烃裂化和异构化、芳烃异构化等石油化工反应中的性能。
附图说明
图1为本发明产物ZSM-23分子筛的XRD谱图。
图2为本发明产物ZSM-23分子筛的氮气物理吸附曲线。
具体实施方式
下面将通过实施例来详述本发明,但本发明并不仅局限于这些实施例。
实施例1
将0.079g NaOH、0.163g Al2(SO4)3·18H2O、0.438g吡咯烷、1.48g气相二氧化硅依次溶解于20.0g去离子水中,充分混合均匀后得到凝胶A,其各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:PY:NaOH:H2O=1:0.01:0.25:0.083:45;将凝胶A置于180℃恒温烘箱中加热12h后,冷却到室温;将0.119g NaOH、0.489g Al2(SO4)3·18H2O、2.22g气相二氧化硅依次溶解于30.0g去离子水中,搅拌均匀后得到凝胶B,其各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:NaOH:H2O=1:0.02:0.083:45;将凝胶B加入凝胶A中,机械搅拌1h后,得到均匀白色凝胶。将其转移到100mL水热反应釜中,于180℃下晶化44h后,将所得产物过滤、洗涤、65℃干燥24h后,得到ZSM-23分子筛。该样品的XRD衍射图如图1所示,与标准谱图对照后,将其作为标样,结晶度为100%。经EDS测得其表面硅铝比为39.2。
实施例2
将0.079g NaOH、0.163g Al2(SO4)3·18H2O、0.438g吡咯烷、1.48g气相二氧化硅依次溶解于20.0g去离子水中,充分混合均匀后得到凝胶A,其各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:PY:NaOH:H2O=1:0.01:0.25:0.083:45;将凝胶A置于180℃恒温烘箱中加热12h后,冷却到室温;将0.119g NaOH、1.222g Al2(SO4)3·18H2O、2.22g气相二氧化硅依次溶解于30.0g去离子水中,搅拌均匀后得到凝胶B,其各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:NaOH:H2O=1:0.05:0.083:45;将凝胶B加入凝胶A中,机械搅拌1h后,得到均匀白色凝胶。将其转移到100mL水热反应釜中,于180℃下晶化44h后,将所得产物过滤、洗涤,65℃下干燥44h,得到ZSM-23分子筛。该样品的XRD衍射图与图1类示,相对结晶度为103%。经EDS测得其表面硅铝比为15.6。
实施例3
重复实施例2中的步骤,不同之处在于将最终的晶化时间缩短为8h。所得样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为96%,比表面积为251m2·g-1,孔容为0.21cm3/g。
实施例4
重复实施例2中的步骤,不同之处在于配制凝胶A时将Al2(SO4)3·18H2O的加入量变为时0.091g,使A中各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:PY:NaOH:H2O=1:0.0056:0.25:0.083:45。所得最终样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为103%,晶粒尺寸约为500nm。
实施例5
重复实施例2中的步骤,不同之处在于将凝胶A的处理温度降低为150℃,加热时间仍为12h。所得最终样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为95%,晶粒尺寸约为510nm。
实施例6
重复实施例2中的步骤,不同之处在于将凝胶A的处理温度升为190℃,加热时间为3h。所得最终样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为99%,晶粒尺寸约为490nm。
实施例7
重复实施例2中的步骤,不同之处在于将PY的加入量变为0.21g,使A中各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:PY:NaOH:H2O=1:0.01:0.12:0.083:45。所得最终样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为101%,经EDS测得其表面硅铝比为14.3,比表面积为267m2·g-1,孔容为0.24cm3/g。
实施例8
重复实施例7中的步骤,不同之处在于配制凝胶A时,将Al2(SO4)3·18H2O的加入量变为时0.091g,使A中各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:PY:NaOH:H2O=1:0.0056:0.12:0.083:45。所得最终样品的XRD衍射图类似于图1,相对结晶度为103%,经EDS测得其表面硅铝比为16.2,比表面积为281m2·g-1,孔容为0.26cm3/g.
实施例9
重复实施例2中的步骤,不同之处在于配制凝胶B时将Al2(SO4)3·18H2O的加入量变为0.308g,其各组分的摩尔比为硅源中的SiO2:铝源中的Al2O3:NaOH:H2O=1:0.013:0.083:45,并将最终的晶化时间延长为96h。所得产品XRD衍射图如图1所示,相对结晶度为98%,晶粒尺寸约为500nm,经EDS测得其表面硅铝比为57.1。
Claims (8)
1.一种表面富铝型ZSM-23分子筛的合成方法,所得产品硅铝比的范围为SiO2:Al2O3=10~80,其特征在于,具体合成方法如下:
(1)将硅源、铝源、无机碱、有机模板剂和水混合,形成质量比为硅源中SiO2:铝源中Al2O3:MOH:R:H2O=1:(0.002-0.02):(0.083-0.3):(0.12-2):(15-90)的凝胶,将其置于水热反应釜中,于150~200℃加热1~12h后冷却到室温,得到凝胶A;
(2)将硅源、铝源、无机碱和水混合,形成质量比为硅源中SiO2:铝源中Al2O3:MOH:H2O=1:(0.01-0.1):(0.083-0.3):(15-90)的凝胶B;
(3)将凝胶B加入凝胶A中,A/B的质量比为0.6-0.7,混合均匀后于150-200℃晶化1-96h后,得ZSM-23分子筛。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述的有机模板剂R为吡咯烷和/或异丙胺。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法,其特征在于,所述的无机碱MOH为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或两种以上混合。
4.根据权利要求1或2所述的合成方法,其特征在于,所述的硅源为气相二氧化硅、硅溶胶、水玻璃中的一种或两种以上混合。
5.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,所述的硅源为气相二氧化硅、硅溶胶、水玻璃中的一种或两种以上混合。
6.根据权利要求1、2或5所述的合成方法,其特征在于,所述的铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠、异丙醇铝中的一种或两种以上混合。
7.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,所述的铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠、异丙醇铝中的一种或两种以上混合。
8.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于,所述的铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠、异丙醇铝中的一种或两种以上混合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811583072.8A CN109516471B (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811583072.8A CN109516471B (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109516471A CN109516471A (zh) | 2019-03-26 |
CN109516471B true CN109516471B (zh) | 2021-11-05 |
Family
ID=65796181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811583072.8A Active CN109516471B (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109516471B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114988430B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-03-12 | 山西大学 | 一种纳米棒状zsm-23分子筛的合成方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5063038A (en) * | 1985-10-21 | 1991-11-05 | Mobil Oil Corp. | Zeolite synthesis using an alcohol or like molecule |
CN1894037A (zh) * | 2003-03-14 | 2007-01-10 | 耐思特石油公司 | 用于骨架异构化的沸石催化剂 |
CN101096274A (zh) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种富铝beta沸石的制备方法 |
CN101214971A (zh) * | 2008-01-15 | 2008-07-09 | 华东师范大学 | 一种纳米zsm-23分子筛的合成方法 |
EP2373416A1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-10-12 | ExxonMobil Research and Engineering Company | High activity mtt framework type molecular sieves |
CN104058422A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-09-24 | 大连理工大学 | 一种小晶粒hzsm-23分子筛及其制备方法 |
CN106946267A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种eu-1分子筛及其合成方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060182681A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-08-17 | Fortum Oyj | Catalytic materials and method for the preparation thereof |
CN101723402B (zh) * | 2008-10-28 | 2011-07-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 核壳型沸石分子筛的合成方法 |
CN105621431B (zh) * | 2014-11-03 | 2017-12-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 改性β分子筛及其制备方法 |
-
2018
- 2018-12-24 CN CN201811583072.8A patent/CN109516471B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5063038A (en) * | 1985-10-21 | 1991-11-05 | Mobil Oil Corp. | Zeolite synthesis using an alcohol or like molecule |
CN1894037A (zh) * | 2003-03-14 | 2007-01-10 | 耐思特石油公司 | 用于骨架异构化的沸石催化剂 |
CN101096274A (zh) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种富铝beta沸石的制备方法 |
CN101214971A (zh) * | 2008-01-15 | 2008-07-09 | 华东师范大学 | 一种纳米zsm-23分子筛的合成方法 |
EP2373416A1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-10-12 | ExxonMobil Research and Engineering Company | High activity mtt framework type molecular sieves |
EP2373416A4 (en) * | 2008-12-16 | 2012-10-17 | Exxonmobil Res & Eng Co | MOLECULAR LOVE OF STRUCTURAL TYPE MTT WITH HIGH ACTIVITY |
CN104058422A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-09-24 | 大连理工大学 | 一种小晶粒hzsm-23分子筛及其制备方法 |
CN106946267A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种eu-1分子筛及其合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
MTT结构分子筛的合成及应用;王殿中 等;《石油学报(石油加工)》;20091010;第92页第2.1.3节、表3 * |
Organotemplate-free, seed-directed, and rapid synthesis of Al-rich zeolite MTT with improved catalytic performance in isomerization of m-xylene;Wu, Qinming et al;《MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS》;20131204;第186卷;全文 * |
Seed-assisted synthesis of ZSM-23 zeolites in the absence of alkali metal ions;Yujing Chen et al;《Microporous and Mesoporous Materials》;20170607;第252卷;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109516471A (zh) | 2019-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107758691A (zh) | 高硅cha型ssz‑13分子筛的制备方法 | |
WO2016023523A1 (zh) | 一种具有晶内多级孔的y型沸石及其制备方法与应用 | |
CN1164491C (zh) | Zsm-5和zsm-11的合成方法 | |
CN109701619A (zh) | Ssz-13/ssz-39复合结构分子筛及其合成方法 | |
CN105000574B (zh) | 一种特殊形貌的hzsm‑5分子筛及其制备方法与应用 | |
WO2016029591A1 (zh) | 一种制备高硅铝比y型分子筛的方法 | |
TW201632463A (zh) | 一種用於合成fer/mor類型之複合分子篩的方法 | |
CN105174286B (zh) | 一种高比例aei/cha共晶分子筛的制备方法 | |
CN101508446B (zh) | 一种调控sapo-11分子筛孔径的制备方法 | |
CN109437230B (zh) | 一种制备复合分子筛的方法 | |
CN111592011A (zh) | 以teaoh为有机模板剂直接合成ssz-13沸石分子筛的方法 | |
CN101503201B (zh) | Sapo-11分子筛及sapo-11分子筛基催化剂的制备方法 | |
JP5816512B2 (ja) | 大きな細孔容積を有するnu−85分子篩およびその製造方法 | |
CN112794338A (zh) | Zsm-5分子筛及其制备方法和应用 | |
US10287172B2 (en) | Preparation method for beta zeolite | |
CN109516471B (zh) | 一种表面富铝型zsm-23分子筛的合成方法 | |
CN111099623B (zh) | Aei/mfi复合结构分子筛及其合成方法 | |
CN112551542B (zh) | 一种单晶梯级孔hzsm-5分子筛及其绿色制备方法 | |
CN106745053A (zh) | 微波合成高选择性甲醇制丙烯用纳米沸石分子筛的方法 | |
CN106517229B (zh) | 水热合成法制备纳米片状sapo-11分子筛的方法 | |
CN103964466B (zh) | 一种zsm‑5分子筛及其制备方法 | |
CN107020145B (zh) | 一种介孔im-5分子筛及制备方法 | |
CN108557841B (zh) | 以四乙烯五胺为模板剂合成cha分子筛的制备方法 | |
CN106430236A (zh) | 介孔zsm‑5分子筛的制备方法 | |
CN113019433B (zh) | 一种hzsm-5沸石催化剂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |