[发明专利]一种Ga同晶取代的纳米GaZSM-22分子筛的合成方法

说明书

一种Ga同晶取代的纳米GaZSM‑22分子筛的合成方法，它涉及一种纳米GaZSM‑22分子筛的合成方法。本发明的目的是要解决现有方法制备的GaZSM‑22分子筛尺寸大的问题。合成方法：一、制备混合凝胶；二、晶化：得到Ga同晶取代的纳米GaZSM‑22分子筛。有益效果：棒状纳米晶，粒径为20nm～50nm，晶粒长度为50nm～100nm，硅镓比为25～45:1，分子筛骨架不含铝原子。本发明主要用于Ga同晶取代合成纳米GaZSM‑22分子筛。

技术领域

本发明涉及一种Ga同晶取代的纳米GaZSM-22分子筛的合成方法.

背景技术

沸石分子筛是一种具有规则的孔道结构、较大的比表面积、较强的酸性和较高的稳定性等特点的微孔晶体材料，是现代石油化工中最重要的择形催化剂及载体之一，被广泛应用于催化、吸附及离子交换等工业生产过程。ZSM-22分子筛是美国Mobil公司于上世纪80年代开发的一种具有TON拓扑结构的微孔沸石分子筛，具有十元环开口的一维线性非交叉直孔道，孔径为0.45nm×0.55nm。由于具有适宜的孔道结构和酸性，ZSM-22分子筛已经在润滑油的催化脱蜡、芳烃烷基化和甲醇制烯烃等石油化工领域中得到了广泛应用，尤其是以ZSM-22分子筛为载体制备的Pt/ZSM-22双功能催化剂在正构烷烃加氢异构反应中表现出良好的催化性能(Journal of Catalysis,2001,203,213-231)。

柴油和汽油馏分油中的正构烷烃组分通过加氢异构反应转化为异构烷烃，可以有效提高柴油的低温流动性能或汽油的辛烷值进而改善燃料油的品质。然后由于ZSM-22硅铝酸盐分子筛具有较强的酸性，而且采用传统水热法合成的分子筛的晶体尺寸较大，棒状晶粒的长度达到1～3μm，严重抑制了碳正离子中间体和异构化反应产物的扩散，因此导致裂解反应加剧，异构体产物的收率偏低。另一方面，采用传统水热法合成ZSM-22分子筛的过程中使用大量的有机模板剂、晶化时间长、制备成本较高，在焙烧过程中有机模板剂分解产生的废气也会对环境造成污染，在一定程度上限制了ZSM-22分子筛的应用。

Ga同晶取代的GaZSM-22分子筛是指用在制备混合凝胶过程中加入氧化镓或含Ga的盐类，一步合成分子筛骨架Al被Ga取代的GaZSM-22分子筛，这类分子筛既可以ZSM-22保持分子筛原有的骨架结构，又由于Ga被引入分子筛骨架，可以显著地减弱分子筛的酸强度，进而有效地抑制裂化等副反应发生，改善催化反应性能，并降低分子筛的积碳失活速率。Ga同晶取代的ZSM-22分子筛最早由印度学者Reddy等合成(Zeolite,1994,14,290-294)。该作者以硫酸镓为镓源合成了一系列不同硅镓比的GaZSM-22分子筛，并证明了骨架镓的存在，但合成的GaZSM-22分子筛晶体尺寸为1μm左右。

发明内容

本发明的目的是要解决现有方法制备的Ga同晶取代ZSM-22分子筛存在粒径尺寸过大的问题，而提供一种Ga同晶取代的纳米GaZSM-22分子筛的合成方法。

一种Ga同晶取代的纳米GaZSM-22分子筛的合成方法，具体是按以下步骤完成的：

一、制备混合凝胶：

a、按摩尔份数称取1份三氧化二镓、50～90份硅源、15～27份1,6-己二胺、10～18份氢氧化钾和1750～3150份的去离子水；将1750～3150份的去离子水按照体积比3:4:3:2分成四份，依次为去离子水Ⅰ、去离子水Ⅱ、去离子水Ⅲ和去离子水Ⅳ；

b、将步骤一a中称取的10～18份氢氧化钾和去离子水Ⅰ混合，制备得氢氧化钾溶液；

c、将步骤一a称取的1份三氧化二镓与去离子水Ⅱ混合，得到三氧化二镓悬浮液，在搅拌条件下将三氧化二镓悬浮液滴加入步骤一b得到的氢氧化钾溶液中，溶解得到A溶液；

d、将步骤一a称取的15～27份1,6-己二胺与去离子水Ⅲ混合，得到1,6-己二胺溶液；在搅拌条件下将1,6-己二胺溶液加入步骤一c得到的A溶液中，得到B溶液；