[发明专利]一种通过固相研磨合成SSZ-13分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明是关于分子筛的制备领域，特别涉及一种通过固相研磨合成SSZ-13分子筛的方法。

背景技术

分子筛由于其规则有序的结构、骨架组成的可调变性、非常高的表面积和吸附容量、阳离子可交换性、孔道良好的择形性、较高的热稳定性和化学稳定性等特点，现已被广泛应用于催化工业领域。由美国化学家Zones S I通过水热法合成了一种新的分子筛SSZ-13。SSZ-13具有良好的热稳定性，可用作吸附剂或催化剂的载体，比如空气净化剂、汽车尾气催化剂等。同时SSZ-13还具有阳离子交换性和酸性可调性，因而对多种反应过程具有很好的催化性能，包括甲醇制低碳烯烃(MTO)、烯烃和芳烃构造反应、烃类化合物的催化裂化和加氢裂化等。

目前合成SSZ-13分子筛最常用的方法是水热合成法，采用N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵为模板剂。该方法的缺点在于制备过程造成大量溶剂的浪费，且模板剂合成步骤复杂、价格昂贵。另一方面，溶剂在加热过程中会引起釜内高压，且产品产率较低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够降低生产成本、减少废物排放的合成SSZ-13分子筛的新方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种通过固相研磨合成SSZ-13分子筛的方法，具体包括下述步骤：

(1)称取硅源、铝源、碱源、模板剂进行研磨混合，研磨均匀后装入反应釜中进行晶化反应，晶化反应的反应温度为160～200℃，反应时间为3～10d；

所述硅源为九水硅酸钠、固体硅胶或白炭黑；所述铝源为十八水硫酸铝或偏铝酸钠；所述碱源为氢氧化钠或九水硅酸钠(其中九水硅酸钠既作为硅源也作为碱源存在)；所述模板剂为N,N-二甲基-N'-乙基环己基溴化铵或N,N-二甲基-N'-乙基环己基碘化铵；且保证晶化反应时，成分摩尔配比满足，SiO₂∶Al₂O₃∶Na₂O∶H₂O∶R是1：0.03～0.041：0.17～0.215：2.31：0.09～0.5(H₂O来自于含水化合物，无需额外添加水)，其中R是指模板剂；

(2)晶化反应完成后得到晶化反应产物，在室温下冷却晶化反应产物，然后用去离子水洗涤晶化反应产物至中性，在100℃空气中干燥，得到分子筛原粉；

(3)将步骤(2)中得到的分子筛原粉，在550℃空气中焙烧5小时，即得到最终产品SSZ-13分子筛。

在本发明中，所述用于作为模板剂的N,N-二甲基-N'-乙基环己基溴化铵，具体制备方法为：按照溴乙烷和N,N-二甲基环己胺的摩尔比为0.5～5.0∶1，称取溴乙烷和N,N-二甲基环己胺溶解在乙醇中，然后在80℃的温度中进行回流，搅拌反应12h～24h；反应结束后，向反应产物中加入乙醚，产生白色固体沉淀，将沉淀经过滤、干燥处理后得到所需模板剂，即为N,N-二甲基-N'-乙基环己基溴化铵；

所述制备方法中添加的溴乙烷替换为碘乙烷，则制备得到用于作为模板剂的N,N-二甲基-N'-乙基环己基碘化铵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过固相原料研磨无溶剂条件下合成结晶度较好的SSZ-13分子筛，最大限度地降低了溶剂水的使用；本发明采用了价格较低的N,N-二甲基-N'-乙基环己基溴化铵或N,N-二甲基-N'-乙基环己基碘化铵，不仅简化了SSZ-13分子筛合成步骤，而且大大降低了生产成本，并减少了废物的排放。

2、本发明的合成路线仅涉及到初级原料的混合合成步骤，较传统方法大大简化，且产率及单釜利用率都有了较大的提高；本发明大大地降低了生产成本和对环境的污染，有巨大的工业应用前景。

附图说明

图1为本发明中产品的XRD谱图。

图2为本发明中产品的扫描电镜图。

图3为本发明中产品的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1 模板剂的制备