[发明专利]DOH沸石分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种DOH沸石分子筛的合成方法，主要解决现有技术存在模板剂毒害较大、价格昂贵和DOH分子筛晶体过大的问题。本发明按照有机模板剂二甲基二异丙基铵DMDIPA⁺:SiO₂:M₂O:B₂O₃:H₂O＝0.06～0.75:1:0.02～0.7:0～0.08:10～90的组成，将混合物在90～220℃温度下水热晶化8～350小时，其中M为碱金属元素的方法得到多孔结晶DOH沸石分子筛。本发明使用的有机模板剂成本较低、毒害较小，得到的DOH分子筛硅硼比连续可调、具有多级孔特性，在催化、吸附、分离等方面有着广泛的应用前景。本发明操作简单、方法高效，有望大规模商业化生产。

技术领域

本发明涉及一种沸石分子筛的合成方法，更确切地说是涉及一种DOH沸石分子筛的合成方法。

技术背景

沸石分子筛是一种结晶多孔硅酸盐材料，被广泛用作吸附剂、离子交换剂和工业催化剂。目前，经国际分子筛协会核准的分子筛拓扑结构已经达到了235种。

DOH沸石是分子筛家族的一个重要成员。1984年Gerke和Gies首次报道了纯硅DOH结构的Dodecasil 1H分子筛的合成，并确定了其组成及骨架结构(Z.Kristallogr.,1984,166,11-22)。Dodecasil 1H分子筛属六方晶系，一个晶胞内还含有5个N₂分子和一个哌啶分子，即合成Dodecasil 1H分子筛需使用哌啶作有机模板剂。然而，哌啶是一种毒害较大的化学试剂，属易制毒的危险化学品，无法大规模使用。

Grunewald-Luke等人报道了使用N-甲基奎宁环季铵盐和N-乙基奎宁环季铵盐为模板剂合成硅硼DOH分子筛的方法(J.Mater.Chem.,1999,9,2529-2536)。这两种模板剂都不可从市售获取，需人工合成；作为原料使用的奎宁环价格十分昂贵，大大增加了合成成本。此外，由此方法合成得到的DOH分子筛晶体尺寸达到200μm，对分子筛孔内的传质扩散十分不利。

上述DOH分子筛的制备方法存在的问题决定了它们难以实现大规模商业化生产。因此，开发一种毒害小、成本低的有机模板剂用于规模化制备DOH分子筛具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的模板剂毒害较大、价格昂贵和DOH分子筛晶体过大的问题，提供一种以二甲基二异丙基铵为模板剂合成DOH分子筛的方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种DOH沸石分子筛的合成方法，包括以下步骤：(1)将无机硼源、碱源加入到去离子水中，搅拌均匀；(2)向步骤(1)的溶液中加入有机模板剂二甲基二异丙基铵DMDIPA⁺；(3)向步骤(2)的溶液中缓慢加入硅源，搅拌均匀；(4)将上述混合物装入反应釜中，密封，在自生压下进行水热晶化，得到晶化产物；(5)对上述晶化产物进行洗涤、分离、干燥和煅烧操作。无机碱源按理论生成M₂O量计，硼源按理论生成B₂O₃量计，硅源按理论生成SiO₂量计，上述反应体系中各组分的摩尔比为DMDIPA⁺:SiO₂:M₂O:B₂O₃:H₂O＝0.06～0.75:1:0.02～0.7:0～0.08:10～90。