[发明专利]一种多级孔分子筛的制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种多级孔分子筛的制备方法，所述方法包括：将待处理分子筛置于含有碱和表面活性剂的溶液中处理，焙烧后得到碱处理后的分子筛；将碱处理的分子筛进行铵交换，焙烧后得到碱处理后的酸性分子筛；将碱处理后的酸性分子筛置于含有酸的溶液中处理，焙烧后得到所述多级孔分子筛。所述多级孔分子筛的制备方法是以商业化的微孔分子筛为处理对象，采用简单的酸碱后处理法制备而得。以所述的多级孔分子筛为催化剂，可高效催化呋喃类化合物醚化反应，获得高的呋喃醚类化合物产率。

技术领域

本申请涉及一种多级孔分子筛及其制备方法和应用，属于分子筛领域。

背景技术

随着全球能源需求的不断增加、化石能源的日益衰竭以及环境污染的日趋严重，以可再生生物质能源为原料制备燃料和化学品的工艺开发受到了人们的广泛关注。生物质基呋喃醚类化合物由于具有高的能量密度、辛烷值以及良好的燃油混合性，被认为是一类极具发展潜力的生物燃油添加剂。分子筛催化剂具有易分离、热稳定性好、可再生、酸性可调等优点，被广泛应用于石油化工和精细化工领域。目前，有关以分子筛为催化剂催化呋喃类化合物与烷基醇醚化制备呋喃醚类化合物的研究已有较多报道。文献【Green Chemistry18,726-734(2016)】报道了以水热脱铝的DeAl-Beta分子筛催化5-羟甲基糠醛与乙醇醚化的性能，获得了63％的5-乙氧基糠醛产率。文献【Catalysis Communications 58,76-79(2015)】报道了以ZSM-5分子筛催化糠醇与乙醇醚化制备乙氧基糠醚的性能，在优化的反应条件下，乙氧基糠醚的产率可达40.6％。文献【Applied Catalysis A:General 481，49-53(2014)】报道了以ZSM-5和Beta分子筛催化2,5-呋喃二甲醇与甲醇醚化反应，其中，硅铝比为25的ZSM-5分子筛表现出了最高的催化性能，2,5-呋喃二甲醇二甲基醚的产率为70％。由上述文献报道可知，以分子筛催化呋喃类化合物醚化反应时，呋喃醚类化合物的产率普遍较低，这主要是由于开环、水合、过渡醚化、聚合等副反应难以有效抑制。同时，目前多级孔分子筛的制备多采用双模版剂法制备，价格昂贵，无法进行规模化应用。因此，开发一种可高效催化呋喃类化合物与烷基醇醚化反应的高性能廉价多级孔分子筛催化剂，实现高的呋喃醚类化合物产率和优异的催化剂稳定性是十分有意义的。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种多级孔分子筛的制备方法，所所述制备方法具有操作简单，成本低，环境友好等优点，制备得到的多级孔分子筛在催化呋喃类化合物与烷基醇醚化反应中具有较高的活性的选择性，在催化剂领域具有良好的应用前景。

所述多级孔分子筛的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将待处理分子筛置于含有碱和表面活性剂的溶液中处理，焙烧后得到碱处理后的分子筛；

(2)将碱处理的分子筛进行铵交换，焙烧后得到碱处理后的酸性分子筛；

(3)将碱处理后的酸性分子筛置于含有酸的溶液中处理，焙烧后得到所述多级孔分子筛。

可选地，步骤(1)中所述待处理分子筛与所述含有碱和表面活性剂的溶液的比例为0.01～0.1g/mL；

所述处理的条件包括：60～100℃处理12～36h；

所述溶液中表面活性剂的浓度为0.01～0.1M；

所述溶液中碱的浓度为0.1～2.0M。

可选地，所述处理为搅拌处理。

可选地，所述处理的条件包括：80℃处理24h。

可选地，所述溶液中表面活性剂的浓度上限选自0.02M、0.05M、0.08M或0.1M；下限选自0.01M、0.02M、0.05M或0.08M。