CN109775720A - 一种纳米y型分子筛的合成方法 - Google Patents

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甄铁丽
商玉娇
司道林
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Abstract

本发明公开了一种纳米Y型分子筛的合成方法，该方法制备的纳米Y型分子筛具有良好的热稳定性，该方法使用原料廉价且制备方法重复性好。制备的纳米Y型分子筛平均粒径小于100nm，粒度大小均匀，不需要在反应液中添加晶种，也不用添加有机模板剂，合成使用设备常见，合成成本低。

Description

一种纳米Y型分子筛的合成方法
技术领域
本发明涉及一种纳米Y型分子筛的合成方法，属于分子筛合成领域。
背景技术
目前在重油裂化领域中能够作为裂化活性组分的分子筛有Y型、β型和ZSM型分子筛等，其中Y型分子筛应用最为普遍。纳米Y型分子筛具有较大的比表面积和较高的晶内扩散速率，在催化裂化、加氢裂化和异构化等石油炼制中，拥有反应活性高、对产物选择性强。表现出比常规Y型分子筛更优异的性能。
目前工业生产Y型分子筛的方法基本上都是采用美国GRACE公司在USP 3639099和USP4166099中提出的导向剂法，制得的普通Y型分子筛的晶粒一般为1μm左右，在每个维度上大约有300-400个的晶胞。虽然Y型分子筛也可通过后续的改性处理适度调变理想孔径范围分布，但原有分子筛的孔径分布直接决定后续改性分子筛的孔径范围分布，而且扩孔会影响分子筛的骨架结构，进而影响分子筛的活性和稳定性。
CN105645432A、CN101870478A、CN101549874A通过添加有机模板剂合成出粒径小于100nm的纳米Y型分子筛，但使用有机模板剂会使成本增加，并且有机模板剂毒性较大，不利于环保和实验操作者健康。而CN1730391A采用微波加热方式也可合成粒径小于100nm的纳米Y型分子筛，微波加热方式成本较高。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种纳米Y型分子筛的合成方法，该方法制备的纳米Y型分子筛具有良好的热稳定性，该方法使用原料廉价且制备方法重复性好。制备的纳米Y型分子筛平均粒径小于100nm，粒度大小均匀。
一种纳米Y型分子筛的合成方法，包括如下步骤：
1)在烧杯中加入硅源，然后缓慢加入固体氢氧化钠，边加边搅拌，搅拌均匀，形成溶液①。另取一个烧杯称取铝源，加入水溶解，混合均匀，然后加入固体氢氧化钠，混合均匀，形成溶液②；
2)将溶液②缓慢滴入溶液①，混合均匀，形成凝胶，放置老化14-24h，形成导向剂；
3)配制30％的硫酸溶液，将配置好的硫酸溶液滴入导向剂中，混合均匀，获得溶液③；
4)将步骤3)中获得的溶液③加入反应釜，放入100℃恒温箱中晶化4-12h；
5)取出反应釜，冷却至室温，离心分离留沉淀物，用去离子水将沉淀物洗涤至中性，放入马弗炉120℃烘干，得到纳米Y型分子筛；
6)将步骤5)所得的纳米Y型分子筛放入马弗炉焙烧2小时获得焙烧后样品。
进一步的，步骤1)中所述硅源为wt30％的硅溶胶。
进一步的，步骤1)中所述铝源为分析纯硫酸铝。
进一步的，步骤2)中所述的导向剂的摩尔比为：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝16:16:1:210。
进一步的，步骤3)中加入反应釜的溶液③的摩尔比为：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝7.8：16：1：400。
进一步的，步骤6)中所述的马弗炉的焙烧温度为400℃-800℃。
进一步的，步骤1)-步骤3)中所述的混合指采用机械搅拌或磁力搅拌方式。
进一步的，上述混合的时间为0.5-1小时。
有益效果：
(1)方法使用原料廉价且制备方法重复性好。
(2)制备的纳米Y型分子筛平均粒径小于100nm，粒度大小均匀。
(3)不需要在反应液中添加晶种，也不用添加有机模板剂，合成使用设备常见，合成成本低。
附图说明：
图1为本发明的纳米Y型分子筛的X射线衍射谱。
图2为本发明的纳米Y型分子筛的扫描电镜照片。
图3为经过不同高温焙烧后的纳米Y型分子筛的X射线衍射谱。
具体实施方式：
以下实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例
取硅溶胶(wt30％，Wt30％指重量浓度)30.05g，加入9.75g的98％固体氢氧化钠，混合均匀。形成溶液①。用21g水溶解6.25gAl2(SO4)3·18H2O，混合均匀，然后加入4.5g氢氧化钠，混合均匀，形成溶液②。
将溶液②缓慢滴入溶液①，混合均匀，形成凝胶，放置老化14-24h，形成导向剂，导向剂的摩尔比组成：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝16:16:1:210。取98％浓硫酸7.7g将浓硫酸缓慢滴入17.8g水中，边加入边搅拌，混合均匀。将配置好的硫酸溶液滴入导向剂中，边加入边搅拌，混合均匀。然后加入反应釜，加入反应釜反应液的摩尔比为：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝7.8：16：1：400，将反应釜放入100℃恒温箱中晶化10h。
取出反应釜，冷却，离心分离洗涤至中性，放入马弗炉120℃烘干。得到纳米Y型分子筛。取一定量的纳米Y型分子筛放入马弗炉分别在400℃、600℃、800℃、1000℃焙烧2小时。焙烧后样品做X射线衍射，判断样品的热稳定性。结果如图3不同温度下煅烧纳米Y型分子筛后得到的分子筛的XRD谱图所示，X射线衍射仪的横坐标代表峰位，即衍射峰的2θ的位置，纵坐标代表衍射强度。Y型分子筛的特征峰为：20.4°,23.7°,27.1°,31.4°；a 400℃，b600℃，c 800℃，d 1000℃。
结果表明，当纳米Y型分子筛在相同升温速率，1000℃恒温锻烧2小时，样品XRD粉末衍射图无衍射峰出现，说明八面沸石晶体结构塌陷转换为无定形物质。在800℃以下焙烧2小时纳米Y型分子筛的热稳定性良好。

Claims (8)

1.一种纳米Y型分子筛的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在容器中加入硅源，然后加入固体氢氧化钠，搅拌均匀，形成溶液①；另取一个容器称取铝源，加入水溶解，混合均匀，然后加入固体氢氧化钠，混合均匀，形成溶液②；
2)将溶液②滴入溶液①，混合均匀，形成凝胶，放置老化14-24h，形成导向剂；
3)将硫酸溶液滴入导向剂中，混合均匀，获得溶液③；
4)将步骤3)中获得的溶液③加入反应釜，放入100±5℃恒温箱中晶化4-12h；
5)取出反应釜，冷却至室温，离心分离保留沉淀物，用去离子水将沉淀物洗涤至中性，放入马弗炉120±5℃烘干，得到纳米Y型分子筛；
6)将步骤5)中所得的纳米Y型分子筛放入马弗炉焙烧2±1小时获得焙烧后样品。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤1)中所述硅源为wt30％的硅溶胶。
3.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤1)中所述铝源为分析纯硫酸铝。
4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤2)中所述的导向剂的摩尔比为：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝16:16:1:210。
5.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤3)中加入反应釜的溶液③的摩尔比为：nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O＝7.8：16：1：400。
6.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤6)中所述的马弗炉的焙烧温度为400℃-800℃。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤1)-步骤3)中所述的混合指采用机械搅拌或磁力搅拌方式。
8.如权利要求7所述的合成方法，其特征在于，所述的混合的时间为0.5-1小时。
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Title
甄铁丽 等: "纳米Y型分子筛的制备", 《硅酸盐通报》 *

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