[发明专利]水热合成法制备纳米片状FER分子筛的方法

说明书

本发明涉及分子筛制备方法，旨在提供一种水热合成法制备纳米片状FER分子筛的方法。该方法包括：将水与铝源混合均匀后，加入氢氧化N,N‑二乙基‑顺‑2,6‑二甲基哌啶溶液和NaOH固体，在搅拌下加入硅源，继续搅拌混合溶液直到形成凝胶状；转至反应釜中，在110～150℃下动态晶化反应36～96h；对反应产物抽滤、烘干，即得到FER分子筛原粉。本发明利用水热单模板法合成的厚度为7nm左右的FER分子筛，极大降低了FER分子筛的厚度，并且合成方便、节能。与现有技术相比，整个生产过程中仅使用一种有机模板剂，得到的产品保持了良好的结晶度和纯度，具有良好的催化反应活性。因而本发明在实际化工生产领域具有重要意义。

技术领域

本发明属于分子筛制备方法，特别涉及水热合成法制备纳米片状FER分子筛的方法。

背景技术

分子筛因其具有空旷的结构和大的表面积，因而被广泛应用于催化、离子交换、吸附与分离等领域。

Plank et a1首次用吡咯烷作模板合成出FER分子筛(USP46016245)。FER分子筛是具有包含十元环以及八元环孔道的二维微孔结构的一种沸石。十元环沿[001]方向，孔道大小为0.42nm×0.54nm；八元环沿[010]方向，孔道大小为0.35nm×0.48nm。FER分子筛有良好的热稳定性以及水热稳定性，被广泛应用于催化烯烃异构化反应、二甲醚羰基化反应等，因此引起了广大科研工作者极大的兴趣来研究此类分子筛。

但同时，FER分子筛的孔道结构也限制了反应分子更近地接触到FER分子筛的活性位点，并容易在催化反应中造成积碳。减少扩散路径的长度是对上述问题的一种解决方案。Corma等人通过开层，Bonilla等人引入介孔都解决了此问题。但是，这些方法破坏了微孔，降低了催化剂的择形性。最近，Corma等人用双模板法(哌啶以及N-甲基-N-正十六烷基哌啶溴盐)得到了厚度在10-20纳米之间的片状的FER分子筛。然而，双模板方法比较复杂。

因此，寻找更简便、高效、低成本的方法合成纳米片状FER分子筛是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种水热合成法制备纳米片状FER分子筛的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种水热合成法制备纳米片状FER分子筛的方法，包括以下步骤：

将水与铝源混合均匀后，加入氢氧化N,N-二乙基-顺-2,6-二甲基哌啶溶液(ROH)和NaOH固体，在搅拌下加入硅源，继续搅拌混合溶液直到形成凝胶状；转至反应釜中，在110～150℃下动态晶化反应36～96h；对反应产物抽滤、烘干，即得到FER分子筛原粉；

控制各反应原料的添加量，使反应体系中下述组分的摩尔比范围为SiO₂∶0.02～0.06Al₂O₃∶0.20～0.35Na₂O∶0.05～0.15ROH∶50H₂O。

本发明中，所述铝源为硫酸铝、氢氧化铝或偏铝酸钠。

本发明中，所述硅源为二氧化硅含量为100％的固体硅胶或白炭黑，或者是固含量40％的硅溶胶。

本发明中，所述水为去离子水。

本发明中，所述氢氧化N,N-二乙基-顺-2,6-二甲基哌啶溶液通过下述方法制备获得：

将顺-2,6-二甲基哌啶溶于甲醇中，然后加入碘乙烷和碳酸氢钾；在50℃下搅拌回流反应4天后，旋转蒸发除去溶剂以及多余的碘乙烷；用氯仿溶解有机物，过滤除去固体；旋蒸除去氯仿后，依次用乙醇和乙醚重结晶，得到N,N-二乙基-顺-2,6-二甲基哌啶碘盐粉末；将粉末溶于水中，用氢氧型阳离子树脂交换，得到有机模板剂氢氧化N,N-二乙基-顺-2,6-二甲基哌啶溶液。