[发明专利]一种Zn杂化NaA分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种Zn杂化NaA分子筛的方法，所述方法以硅源、偏铝酸钠、锌源、氢氧化钠和去离子水作为原料，分别制备硅源溶液、铝源溶液和锌源溶液，先将硅源溶液倒入锌源溶液中，再加入铝源溶液搅拌形成混合凝胶，在20‑50℃下陈化6‑48 h，转移至水热反应釜中在80‑130℃下晶化0.5‑5 h，得到的粗产物用去离子水洗涤至pH＜9，干燥后制得Zn杂化NaA分子筛。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，具体涉及一种Zn杂化NaA分子筛的制备方法。

背景技术

分子筛是由TO₄四面体之间通过共享顶点而形成的三维四连接骨架。骨架T原子通常是指Si，Al或P原子，在少数情况下是指其他原子，如B、Ga、Be等，这些[SiO₄]，[AlO₄]或[PO₄]等四面体是构成分子筛骨架的最基本结构单元，即初级结构单元。硅铝酸盐分子筛的骨架由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体组成。由于硅原子和铝原子半径相近，离子的电子层结构相同，四面体骨架中Si、Al的排列或分布很难由常规的结构测定方法加以确定。在LTA骨架结构中，SiO₄和AlO₄的排列是有序的，且严格交替，Si/Al＝1；全硅分子筛骨架完全由SiO₄构成。然而对于多数分子筛骨架结构，Si原子和Al原子的排布是无序的，即Si原子和Al原子任意地分布在T原子位置上。如X型分子筛硅铝比约为2~3；Y型分子筛硅铝比约为3~6。

分子筛骨架中的铝、硅或磷被其它元素部分地置换出来，即可得到杂原子分子筛。将杂原子引入分子筛骨架上可以改变分子筛的一些结构和性能（如分子筛孔道结构、孔道性能，分子筛的酸性以及粒径大小等），从而使分子筛的活性、选择性以及其孔道的吸附性和催化性发生变化，有效克服常规方法合成的分子筛酸性弱、催化性能较差的特点，突破了常规分子筛在催化方面的缺点，同时杂原子自身的特点有利于分子筛实现多功能催化，由此拓宽了应用领域，提高了分子筛的应用价值。另外，金属杂原子改性还可提高介孔分子筛的水热稳定性，所以将杂原子引入分子筛骨架是分子筛改性的一种重要方法。而且杂原子分子筛的合成将推动分子筛的研究进展，是有潜在应用前景的催化剂材料。如S Wang等通过湿法浸渍硫酸改性Ti-MCM-41分子筛制备了S/TiMCM-41分子筛催化剂。通过硫酸改性虽未改变分子筛的六方型孔道结构，但由于硫物种的覆盖导致了分子筛孔径和比表面积的缩小，且硫酸根中的S=O增强了Ｌ酸的强度。硫含量为8wt%的S/TiMCM-41分子筛催化剂反应活性最高（“Effect of sulfate modification on structure properties, surfaceacidity, and transesterification catalytic performance of titaniumsubmittedmesoporous molecular sieve”, Industrial & Engineering Chemistry Research,2012, 51(16): 5737-5742.）。S Hodoshima等用水热法合成了双杂原子Fe和Ga改性的ZSM-5分子筛，用于轻质萘催化裂解反应。该分子筛表现出高戊烯收率和低芳烃产率，归因于Fe降低了分子筛的酸强度而Ga加速了链烷烃类的脱氢活性（“Catalytic cracking oflight-naphtha over MFI-zeolite/metal-oxide composites for efficient propyleneproduction”, Research on Chemical Intermediates, 2015, 41(12): 9615-9626.）。YJin等用水热合成法合成了骨架结构掺杂镓和铁原子的MFI分子筛，用于甲醇制烯烃（MTO）反应，评价结果表明，杂原子掺入分子筛的骨架结构能较好地提升轻烯烃选择性。H-FeAlMFI在MTO反应中，随时间的延长，催化剂表现出更高的活性和抗结焦性能。镓或镓-铝掺入分子筛骨架能提升产物的芳香烃选择性（“Reexamination on transition-metalsubstituted MFI zeolites for catalytic conversion of methanol into lightolefins”, Fuel Processing Technology, 2013, 115(11): 34-41.）。