[发明专利]一种高抗磨多孔沸石材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高抗磨多孔沸石材料的制备方法，是以海泡石、氧化铝（或氧化铝的前身物）为原料，通过水热晶化法制备具有多孔结构且高抗磨的NaY沸石材料。属于无机材料合成领域。

背景技术

沸石作为一种多孔无机材料，具有良好的择形性能以及良好的热和水热稳定性，被广泛用于催化和吸附分离工艺中。一般直接合成的沸石是松散的晶体粉末，在实际应用中，需要加入粘结剂成型，往往使材料的有效表面积明显减少，引入了扩散限制。解决这些问题是制备多级孔结构的复合材料，多级孔结构的合理配制，将更好地发挥多级孔材料的催化效果。

海泡石是一种含水的镁铝硅酸盐粘土矿物，由硅氧四面体和镁氧八面体相互交替组成，八面体阳离子位还有少量的铝离子，具有链状和层状的过渡型结构特征，这一特征使得海泡石具有一系列晶道，比表面积和孔体积大，热稳定性能高，决定了海泡石比其它粘土具有更好的吸附性、流变性和催化性。

中国专利CN 101391780A公开了一种用海泡石合成Mg-NaY沸石的方法，将海泡石、高岭土和焙烧高岭土中一种或两种混合加水制成浆液，在浆液中加入分散剂和粘接剂，喷雾干燥成为球形颗粒，球形颗粒焙烧后投入到硅酸钠、Y型分子筛导向剂的晶化反应釜中晶化得到Mg-NaY沸石。

中国专利CN 1669926提到一种用海泡石制备介孔分子筛的方法，是以海泡石为原料，制备介孔分子筛，首先将破碎后的海泡石，通过2M~6M的盐酸、硫酸或硝酸处理8~16h后，脱出晶格层间的镁化合物，成为无定形二氧化硅；然后在水溶液中与铝盐和表面活性剂进行水热晶化反应；再将晶化后的海泡石过滤：用去离子水洗涤或有机溶剂抽提得到介孔分子筛材料前体；接着将该前体在马弗炉中灼烧3~12h，温度为300~600℃，得到比表面积大于700m²/g，孔径大于3.5nm的HMS、SBA、ALHMS、ALSBA介孔分子筛。

金胜明用经过盐酸处理后的海泡石，在NaOH溶液或含铝的碱性溶液中100℃处理24h，得到具有MCM-41结构特征的介孔分子筛。

本发明以海泡石、氧化铝（或氧化铝的前身物）为原料，采用水热晶化法合成高抗磨多孔沸石复合材料，这种方法制备成本低，材料中沸石含量高，抗磨损性能好，具有发达的中大孔结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易控、成本低廉的多级孔道结构的高抗磨沸石复合材料的方法。

本发明以海泡石、氧化铝（或氧化铝的前身物）为原料，采用水热晶化法合成含有NaY沸石分子筛的多级孔道结构的高抗磨复合材料。由于特色的工艺，材料中沸石与载体紧密结合，具有更好的抗磨损性能，同时拥有发达的中大孔结构，可以保证催化剂对材料强度和孔道的要求。该制备方法的特征在于以下步骤：

A、将海泡石、氧化铝（或氧化铝的前身物）加水搅拌均匀制成浆液，用酸将浆液终点pH值调至2.0~5.0，之后在30~90℃下反应30~90min，过滤，得到改性混合物料；

B、将步骤A得到的物料加水和分散剂、扩孔剂中的一种或几种搅拌均匀制成浆料，通过挤条、压片或喷雾干燥成型，将成型颗粒在700~1000℃下焙烧0.5~10小时，得焙烧物料；

C、将步骤B得到的焙烧物料加硅酸钠、碱液、沸石导向剂后投入晶化反应釜中，在90~130℃下水热晶化6~36小时，过滤除去母液后，滤料用去离子水洗，过滤，干燥该滤料后制得目的产物。 

2、按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤A中，海泡石的加入量为步骤A固体总重量的的60~90%。

3、按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤A中，氧化铝的加入量为步骤A固体总重量的10~40%。

4、按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤B中，分散剂、扩孔剂中的一种或几种的加入量为步骤B固体总重量的1~10%。

采用以上方法制备的材料含有结晶度在20~70重%的NaY沸石分子筛，其骨架SiO₂/Al₂O₃在4.8~5.8（摩尔比），氧化镁小于5.0重%；磨损指数小于1.5重%；材料具有发达的中大孔结构，N2吸附法测定的总孔体积大于0.28 ml/g，微孔孔体积大于0.10 ml/g，中大孔范围（1.7~300nm）的BJH法孔体积大于0.18 ml/g。

本发明与已有技术相比还具有以下优点：