[发明专利]一种MFI型分子筛的酸度调节方法

说明书

本申请属于分子筛改性技术领域，具体涉及一种MFI型分子筛的酸度调节方法。本发明所提供的酸度调节方法包括：将经过铵离子交换的片层MFI型分子筛升温至焙烧温度，然后在NH₃和N₂的混合气氛下进行焙烧，再在氮气气氛下冷却至室温。本发明方法不仅能完好的保留片层催化剂的形貌和孔道结构，而且能够通过调节氮掺杂的条件控制片层MFI型分子筛的酸度；既适用于小分子催化，还适用于大分子催化，操作简便。通过上述方法控制分子筛的适度酸度有利于抑制副反应和提高主反应的选择性，在催化裂化、重油裂解和烷基化反应方面均有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于分子筛改性技术领域，具体涉及一种MFI型分子筛的酸度调节方法。

背景技术

在酸催化反应中，影响催化反应性能的两个关键因素为：一是传质阻力；二是酸度。然而，传统的MFI型分子筛是以微孔为主，其晶粒尺寸大，大分子在晶体内扩散阻力大，容易生成积碳，致使分子筛催化寿命变短。

片层分子筛是在与片层垂直的平面上具有孔道开口体系的层状晶体材料，具有较小的分子筛晶体层厚度，能够有效缩短分子扩散路径，提高分子传质速率和暴露更多的可接触活性位点，从而提高催化性能。MFI分子筛是由TO₄四面体之间通过共享顶点面形成的三维四连接骨架组成，骨架上的T原子一般为Si、Al或P等原子，每个T原子与四个氧原子配位，每个氧原子桥联两个T原子，形成了规则排列的微孔孔道结构。在大多数分子筛中，三价Al原子在晶化的分子筛骨架中与O原子相连形成了四配位的环境，引起了Al原子和骨架之间的电荷不匹配，这种不匹配的电荷需要通过其他阳离子如H+来平衡，从而形成了在酸催化反应中起关键作用的布朗斯特酸。

为了得到合适的酸度，可以通过调节硅铝比来调节酸度，但是由于硅铝比的不同，得到的MFI型分子筛的孔道结构可能也会随之而变。专利CN 103950951 B采用价格低廉的硅源、镓源、铝源、矿化剂及有机模板剂直接合成杂原子ZSM-5分子筛，但是该法合成的MFI型分子筛仍然是以传统的微孔结构为主，对于小分子催化可行，大分子催化传质阻力太大。专利CN 106865564 A公布了一种多级孔道杂原子MFI型分子筛及其制备方法，主要是利用吐温、司班等为介孔碳源，然后高温碳化处理得到多级孔道MFI。但是此方法为硬模板法得到的介孔，其介孔分布不均。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种MFI型分子筛的酸度调节方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种MFI型分子筛的酸度调节方法，将经过铵离子交换的片层MFI型分子筛升温至焙烧温度，然后在NH₃和N₂的混合气氛下进行焙烧，再在氮气气氛下冷却至室温。

优选的，所述升温的速率为2℃/min～5℃/min。

优选的，所述焙烧温度为700℃～1000℃。

优选的，所述焙烧的时间为0.5h～2.0h。

优选的，在所述混合气氛中，所述NH₃占总体积的5％～20％。

优选的，所述混合气氛的总气体流量为10mL/min～30mL/min。

优选的，所述经过铵离子交换的片层MFI型分子筛的制备方法包括：将片层MFI型分子筛和NH₄NO₃溶液混合，回流，进行铵离子交换；过滤，洗涤，干燥，焙烧，即得；

所述NH₄NO₃溶液浓度为1mol/L～2mol/L；

所述片层MFI型分子筛和NH₄NO₃溶液的混合质量比为1:(10～30)；