[发明专利]一种以混合模板剂合成扁平状SSZ-13分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种以混合模板剂合成扁平状SSZ‑13分子筛的制备方法。首先将四氢呋喃与金刚烷氢氧化铵混合作为混合模板剂，将氢氧化钠溶解在去离子水中形成氢氧化钠溶液，然后将混合模板剂加入到氢氧化钠溶液中充分搅拌形成混合溶液。随后依次加入铝源、硅源到混合溶液中，搅拌一段时间形成均匀凝胶混合物。将所得到的均匀凝胶混合物转移到水热反应釜中，在一定温度下晶化一段时间，晶化完成后室温冷却，固相产物通过去离子水洗涤、干燥，然后在空气中560°С下焙烧，即得到扁平状SSZ‑13分子筛。本发明合成的SSZ‑13分子筛具有扁平状形貌，形成的晶体形貌规整，固相产率高，对于SSZ‑13分子筛的工业推广应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种以混合模板剂合成扁平状SSZ-13分子筛的方法，属于分子筛技术领域。

背景技术

低碳烯烃是现代化学工业中重要的基本化工原料，并且随着现代工业的发展对其需求量越来越大。乙烯、丙烯的传统制取方式是石油裂解，但是考虑到石油资源有限等问题，后提出由甲醇制取烯烃的方法来取代传统工艺。甲醇制烯烃（MTO）的关键在于催化剂的选择，可用于甲醇制烯烃的催化剂有菱沸石、毛沸石、ZK-5分子筛等，但是由于孔结构的限制，很容易形成积碳导致催化剂失活。SSZ-13分子筛属于CHA型分子筛，与SAPO-34分子筛属于同类。SSZ-13分子筛具有较好的热稳定性，同时具有阳离子交换性和酸性可调性，因此在很多过程中具有较好的催化性能。此外由于其孔道尺寸小，比表面积高等特点，在MTO催化反应中也具有较好的催化性能，具有较高的低碳烯烃选择性。但是由于SSZ-13分子筛具有较强的酸性，使得其MTO过程中副产物较多，并且很容易积碳造成快速失活，使得分子筛寿命较短。因此如何调控SSZ-13分子筛的酸性及延长其使用寿命具有重要意义。

有研究学者对此进行了研究，提出调控分子筛的硅铝比可以调控其酸性，Mark E.Davis等2016年发表在ACS Catalysis上以一篇文章，研究了SSZ-13分子筛的MTO催化反应性能，并提高SSZ-13分子筛的硅铝比进行MTO性能测试，结果发现提高SSZ-13分子筛硅铝比可以延长其使用寿命，并且提高了低碳烯烃的选择性。可见分子筛的硅铝比对催化反应性能具有重要影响。关于MTO性能测试，研究较多的是SAPO-34分子筛，对SSZ-13分子筛研究较少，因此SSZ-13分子筛可以调控其硅铝比，改变其形貌，提高其催化性能，对于MTO反应，是一类具有潜在应用价值的催化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种以混合模板剂合成扁平状SSZ-13分子筛的方法，该方法使用混合模板剂，减少了金刚烷胺氢氧化铵的量，降低了生产成本，此外，由此合成的SSZ-13分子筛具有扁平状形貌，并且其固相产率高，晶体形貌好，对合成SSZ-13分子筛的进一步研究和大规模的工业应用具有非常重要的意义。

为解决上述技术问题，本发明提供一种以混合模板剂合成扁平状SSZ-13分子筛的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，将四氢呋喃与金刚烷氢氧化铵混合作为混合模板剂，将氢氧化钠溶于去离子水中形成氢氧化钠溶液，将混合模板剂加入到氢氧化钠溶液中充分搅拌得到混合溶液A；

步骤二，逐次将铝源、硅源加入到步骤一得到的混合溶液A中，室温下搅拌0.5~2小时得到均匀混合凝胶；

步骤三，将步骤二得到的均匀凝胶混合物转移到高压反应釜中晶化，室温冷却，固相产物通过过滤回收，用去离子水洗涤，干燥，然后在空气中560°С焙烧，即得到SSZ-13分子筛。

进一步地，上述步骤一中，所述四氢呋喃与金刚烷氢氧化铵的摩尔比为0.1~1。

进一步地，上述步骤一中，所述氢氧化钠与去离子水的摩尔比为0.005~0.05。

进一步地，上述步骤二中，所述硅源为白炭黑、硅溶胶中的一种或两种。