[发明专利]一种中空Beta分子筛的制备方法

说明书

本发明提供一种中空Beta分子筛的制备方法。该方法由Y型分子筛、无机碱、微孔模板剂(TEA⁺水溶液)和N‑甲基‑2‑吡咯烷酮充分混合所形成的凝胶经一步水热转晶直接制得中空Beta分子筛。合成过程只需一步：直接在适宜的温度水热转晶一定时间。本发明以廉价的N‑甲基‑2‑吡咯烷酮为有机添加剂，通过一步法来合成中空Beta分子筛，替代传统的两步酸碱处理法来获得中空结构，是一种经济、高效、简便获得中空Beta分子筛的方法。

技术领域

本发明属于催化化学的技术领域；具体涉及一种中空Beta分子筛的制备方法。

背景技术

Beta分子筛是一种中孔沸石，具有独特的无笼三维十二元环大孔道系统、较好的催化稳定性、热稳定性和水热稳定性。沿[100]和[010]取向直线形通道，孔径约为0.77×0.67nm；沿[001]方向为贯穿直通道的弯曲通道，孔径约为0.56×0.56nm。Beta分子筛具有广泛的工业应用价值，主要用于烃类的催化转化过程，例如：苯与烯烃的烷基化(乙苯、异丙苯的生产)，重芳烃的烷基转移、烃类裂解、加氢异构化等。

虽然Beta分子筛具有很多潜在的催化功能，但是由于其较小的孔径分布，使反应物分子不易接近分子筛的活性位而影响其利用率，较大的产物分子不易脱离活性位而导致副反应发生，容易导致积碳、催化效率低、催化剂快速失活等问题。为了克服微孔分子筛单一微孔结构导致的扩散限制，目前人们采用了两条途径。一是缩短分子筛的孔道长度，即合成纳米分子筛。纳米分子筛具有较短的扩散路径长度和较大的比表面积，使得其催化性能和热稳定性等发生很大变化。二是拓宽分子筛的孔道尺寸，即向微孔分子筛中引入介孔或大孔形成多级孔分子筛。多级孔分子筛可改善大分子反应物和产物的扩散性能，从而提高反应速率和目标产物的选择性。

Zhu等人(Zhu Jie,Zhu Yihan,Zhu Liangkui,et a1.Journal of the AmericanChemical Society,2014,136:2503-2510.)在介孔尺度高聚物季铵盐阳离子(聚二烯二甲基丙基氯化铵)的辅助下，借助空间位阻和结构导向效应成功制备出了介孔Beta分子筛；Zheng等人(Zheng Z,Sun C,Dai R,et al.Catalysis Science&Technology,2016,6:6472-6475)利用担载Pt的炭球为硬模板通过两步法制备出了包覆Pt的中空Beta分子筛。范等人(范峰，凌凤香，王少军，等。第十九届全国分子筛学术大会)以实心Beta分子筛为前驱体通过在碱性铝溶液中二次晶化制备出了具有空心结构的Beta分子筛。综上所述，目前已报道的多级孔或中空Beta分子筛的制备过程较为繁琐，条件苛刻，在一定程度上限制了其工业化生产。

中国专利201810077012.2披露了一种从无定形硅铝胶出发合成中空单晶Beta方法，在此基础上，我们申请直接从Y型分子筛出发，一步水热转晶合成中空Beta专利，该专利与前面专利最大不同是通过分子筛-分子筛转晶机制实现，机理存在明显区别。

发明内容

本发明的目的在于开发一种中空Beta分子筛的制备方法，该方法合成的Beta分子筛具有中空结构和结晶度高等优点。

本发明主要通过采用合适的原料、精细调变原料的摩尔组成、采用一步水热转晶化法来解决上述技术问题。

一种中空Beta分子筛的制备方法，具体步骤如下：