[发明专利]一种促进Beta分子筛合成的方法

说明书

本发明提供一种促进Beta分子筛合成的方法。该方法由硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂、晶体生长促进剂R充分混合所得凝胶经短时水热晶化快速制得Beta分子筛。所合成的产物由一次纳米颗粒堆垛连结而成，其一次粒子尺寸为10‑30nm；合成过程迅速：直接在适宜的温度晶化10‑60小时即可；所用晶体生长促进剂为2‑吡咯烷酮、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、N‑乙基‑2‑吡咯烷酮、N‑异丙基‑2‑吡咯烷酮或其混合物。本发明以廉价的晶体生长促进剂，通过一步法快速制得Beta分子筛，替代传统的晶种法来快速获得Beta分子筛，是一种经济、快捷获得Beta分子筛的方法。此外，本发明所制备的Beta分子筛还具有优异的催化性能，在异丁烯胺化反应中表现出较高的异丁烯转化率和叔丁胺选择性。

技术领域

本发明属于催化化学的技术领域，具体涉及一种促进Beta分子筛合成的方法。

背景技术

Beta分子筛是一种中孔沸石，具有独特的无笼三维十二元环大孔道系统、较好的催化稳定性、热稳定性和水热稳定性。沿[100]和[010]取向直线形通道，孔径约为0.77×0.67nm；沿[001]方向为贯穿直通道的弯曲通道，孔径约为0.56×0.56nm。Beta分子筛具有广泛的工业应用价值，主要用于烃类的催化转化过程，例如：苯与烯烃的烷基化(乙苯、异丙苯的生产)，重芳烃的烷基转移、烃类裂解、加氢异构化等。

虽然Beta分子筛具有很多潜在的催化功能，但其制备过程面临制备周期长、成本高、容易产生杂晶等难题。因此，研究者开始致力于Beta分子筛的快速、精准合成。目前报道的主要有两种解决方案：1.寻找具有特殊性质的无机原料作为硅源、铝源；2.通过在Beta分子筛的合成体系中引入预先制备好的Beta分子筛作为晶种。

如Huang等人(Huang Gang,Ji Peng,Xu Hao,et a1.Microporous andMesoporous Materials,2017,248:30-39.)利用片层状的H型水硅畲石为硅源，通过170℃高温水热晶化0-24小时，快速制备出了多级孔Beta分子筛。但该制备方法所需硅源(H型水硅畲石)制备过程复杂，而且该制备过程晶化温度高、产物收率低、极易产生丝光沸石等杂晶。Zhang等人(Zhang Haiyan,Xie Bin,Meng Xiangju,et al.Microporous andMesoporous Materials,2013,180:123-129)利用Beta分子筛为晶种在无模板剂体系中制备出了高纯相的Beta分子筛。但该方法需要事先制备出高质量的Beta分子筛做晶种，而且晶化时间长，产物收率低。

综上所述，目前已报道的Beta分子筛的快速合成方法仍存在一些问题：如制备过程繁琐、制备重现性不高、产物收率低等，在一定程度上限制了其工业化生产。因此，亟待开发出一种高制备重现性、操作简便用于快捷获得Beta分子筛的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于开发一种促进Beta分子筛合成的方法，该方法合成的Beta分子筛具有晶化时间短、晶化温度低、结晶度高、比表面积和孔体积大、催化性能优异等优点。

本发明主要通过在Beta分子筛的合成体系中引入晶体生长促进剂来解决上述技术问题。

一种促进Beta分子筛合成的方法，具体步骤如下：

将硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂(TEA⁺水溶液)、去离子水和晶体生长促进剂R均匀混合，其原始摩尔组成为：SiO₂/Al₂O₃＝10～1000，Na₂O/SiO₂＝0.0～0.4，TEA⁺/SiO₂＝0.10～1.0，H₂O/SiO₂＝5～30，R/SiO₂＝0.1～2；原料均匀混合后直接进行高温晶化；产物为10-30nm的一次粒子堆垛连结而成的亚微米级Beta分子筛。