[发明专利]一种固相合成AEI型分子筛的方法及催化剂

说明书

本发明公开了一种AEI型结构的分子筛固相合成方法，将铝源与烷基哌啶鎓类有机模板剂进行混合反应处理，减压蒸馏除掉多余水分，得到偏铝酸铵化合物凝胶体，然后与硅源、碱源和分子筛晶种混合研磨的混合物进行晶化反应得到AEI型结构分子筛原粉。本发明提供的这种分子筛合成产率高、所需的晶化时间短，减少了溶剂和模板剂的用量，适宜于大规模工业应用。将AEI分子筛原粉与金属阳离子进行交换，可以得到金属‑AEI分子筛，可以用于尾气NOx催化还原反应；将AEI分子筛原粉与铵离子交换、活化后得到氢型的AEI分子筛，可以用于MTO反应得到高收率的低碳烯烃。

技术领域

本发明属于多孔有序微孔无机材料合成领域，具体涉及到一种具有AEI型分子筛固相合成方法及催化剂。

背景技术

分子筛主要合成方法包括水热或有机溶剂热合成法、干凝胶转换法、离子热法。水热和溶剂热合成法是制备分子筛最经典的方法，但此方法产率低、环境污染大；干凝胶转换法制备过程复杂，离子热法在降低反应压力方面有了很大改进，但离子液体昂贵的价格使这种方法广泛的工业应用受到限制。另外，这些方法都需要大量溶剂的作用，无法从根本上解决浪费溶剂、污染环境这一重要问题。

2012年，Ren等报道了一种只需将固体原料混合研磨、加热晶化，不需要添加任何溶剂，研磨10～20min便可直接装釜晶化制备分子筛的新方法—固相热法，为合成更廉价、更绿色的新型分子筛开辟了新航路。

传统水(溶剂)热合成沸石分子筛过程，需要消耗大量的溶剂(水或醇类)，产品洗涤也会导致大量水资源的浪费与污染。另一方面，由于大量溶剂的存在，高温加热过程会引起反应釜内压力偏高，增大了对于设备的质量要求。

通过将固体原料进行简单的物理混合、研磨、釜内晶化，能够缩短晶化时间，极大地增加单釜利用率，这不仅能有利于工厂生产更多的产品，也能降低每个产品的生产成本。制备得到的分子筛产品表现出和溶剂热法合成样品相一致的物理化学性质，并且该方法的物料产率高、降低了能耗、节约时间和能源、减少了溶剂污染。

固相分子筛合成法不需要大量溶剂参与的一种合成方法，它只需要原料中含有少量结晶水参与即可，并且反应中完全避免产生反应高压。是一种节能环保，安全无污染的绿色合成路线。这为沸石分子筛的工业化生产提供了非常有利的支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种固相研磨混合法合成AEI分子筛的方法，提高AEI分子筛合成效率和收率，减少模板剂、溶剂的使用量，减少废水排放和降低AEI分子筛合成成本。

本发明通过以下技术方案实现：

一种固相研磨法合成AEI结构分子筛的方法，其合成方法特征在于：

(1)将铝源与烷基哌啶鎓类的有机化合物水溶液在100～180℃温度下反应6～24小时，反应温度优选120～180℃，然后30～80℃减压蒸馏除去多余的水分，得到凝胶状的偏铝酸铵化合物。

(2)将(1)中凝胶状的偏铝酸铵化合物与硅源、碱源、晶种混合研磨均匀，得到固相混合物置于晶化釜中分温度段动态晶化反应，温度范围125～200℃，反应时间48～96小时。晶化完成后猝冷中止晶化，分离出固体产物，用去离子水过滤、洗涤至中性，在100～130℃空气中干燥12～48小时，在400～600℃空气中焙烧2～10小时，得到AEI分子筛原粉。