[发明专利]一种全硅DD3R分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及一种全硅DD3R分子筛的合成方法。

背景技术

分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非 常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等。DD3R分子筛(其国际 分子筛协会结构代码为DDR)是一种具有三维孔道结构的全硅型氧合物，骨架结构基本上为 硅氧四面体，孔道大小为0.36×0.44nm，接近大量常见的小分子气体的动力学直径。因此， 根据分子筛分效应，将其用于小分子混合物的分离，如CO₂-CH₄、O₂-N₂、丙烯-丙烷、水-醇 等(JournalofMembraneScience316(2008)35–45)。

同时，因为DD3R分子筛为全Si的骨架结构，具有极高的水热、化学和溶剂稳定性以及 强疏水性，因而可将其应用于高温，高压，腐蚀条件，溶剂存在等环境下，在吸附-分离、气 体净化等领域有着重要的应用价值。

虽然DD3R分子筛有着广泛的应用，但很难合成，常规方法需要二十天多的合成时间。 目前，有关DD3R的文献报道多采用动态合成方法(StateoftheArt1994,1159–1166)，即用乙 二胺作为矿化剂(助剂)，来促进结构导向剂金刚烷胺的溶解。实验周期长，成本昂贵、产物 结晶度差，工艺繁琐，产物收率低且重复性差，这些不利条件极大地阻碍了DD3R沸石分子 筛的深入研究及其工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种全硅DD3R分子筛的合成方法，用于 解决现有技术的DD3R合成过程中，实验周期长，成本昂贵、产物结晶度差，工艺繁琐，产 物收率低且重复性差等问题。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

一种全硅DD3R分子筛的合成方法，包括以下步骤：

1)选自以下之任一：

a)将硅源、金刚烷胺、四乙基氢氧化铵和水混合得到分子筛合成前驱体；

b)将硅源、金刚烷胺和水混合得到分子筛合成前驱体；

2)在所述分子筛合成前驱体中加入晶种液，置于一定温度下进行晶化，经过滤、洗涤得 到DD3R分子筛。

优选地，所述硅源选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、硅酸钠、偏硅酸钠、硅溶胶和白 炭黑的一种或多种。

优选地，所述a)中硅源所含SiO₂、金刚烷胺、四乙基氢氧化铵、水的摩尔比为1： (0.005～0.5)：(0～0.2)：(0.05～100)，所述b)中硅源所含SiO₂、金刚烷胺和水的摩尔比为1： (0.005～0.5)：(0.05～100)。

优选地，所述金刚烷胺与硅源中所含SiO₂的摩尔比为0.005～0.05。

优选地，所述水与硅源中所含SiO₂的摩尔比为0.05～5。

优选地，所述四乙基氢氧化铵与硅源中所含SiO₂的摩尔比为0.005～0.2。

优选地，所述步骤2)中，在所述分子筛合成前驱体中加入DD3R晶种液，所述DD3R晶 种液为所述分子筛合成前驱体中硅源所含SiO₂质量的2wt％以下。

优选地，所述步骤2)中，所述反应的温度为120～220℃，所述反应的时间为1～5天。

优选地，所述步骤2)之前还包括将所述步骤1)得到的分子筛合成前驱体进行老化。

本发明还公开了一种全硅DD3R分子筛，由上述所述方法制备获得。

本发明所述方法以金刚烷胺为模板剂，四乙基氢氧化铵为助模板剂，可以在二者含量极 低的条件下，利用干凝胶法合成DD3R分子筛；同时，也可以在不加入四乙基氢氧化铵，只 用少量金刚烷胺，在极低水含量条件下合成全硅DD3R分子筛。此方法能在水和模板剂含量 极低的条件下制备高结晶度的全硅DD3R分子筛，节约了原料成本，提高了晶化釜的利用效 率，减少了废水和其它废物的排放。

附图说明

图1是实施例1中摩尔比为1SiO₂:10H₂O:0.5Adam:0.2TEAOH，180℃反应2天的DD3R 分子筛的扫描电镜照片；