[发明专利]一种新结构二氧化硅沸石的合成工艺

说明书

本发明提出一种新结构二氧化硅沸石的合成工艺,水热反应合成前驱体硅沸石‑1，前驱体硅沸石‑1在R‑SiO₂‑H₂O反应物体系中水热反应合成；前躯体硅沸石‑1高温焙烧制新结构二氧化硅沸石，将所合成制备的前驱体硅沸石‑1在一定的气氛和一定的温度区间，经过一定时间焙烧处理，通过晶格大幅收缩生成新结构二氧化硅沸石。本发明提出的硅沸石‑3是将以高纯气相白炭黑或正硅酸乙酯水热反应合成的前驱体硅沸石‑1在一定的气氛中500℃以上焙烧一定时间通过晶格严重收缩生成的，其具有特定的骨架结构以及孔道开口，其生成过程条件简单易实现，无任何废水废气排放。

技术领域

本发明涉及二氧化硅沸石技术领域，具体而言，涉及一种新结构二氧化硅沸石的合成工艺。

背景技术

现有技术中，单纯以二氧化硅为骨架元素组成的沸石分子筛可称之为硅沸石，其结构具有很高的热稳定性和水热稳定性，由于骨架结构上没有铝原子，也就不具有固体酸性质也无强的水吸附中心，呈现出对催化性质的惰性和疏水亲有机物的吸附特性，使该类沸石特别适合于用在催化剂载体、小分子异构体的吸附分离、以及废水废气中的有机物去除等方面。

据不完全统计，现有技术中已经合成并经国际沸石分子筛协会(IZA)定名给予结构代码的28种硅沸石，均具有各自的特征XRD谱,其骨架结构中有规则的不同尺寸开口孔道或孔笼。此外，还有数种结构的沸石、例如MOR(mordenite,丝光沸石)、LTL(L沸石)等是经过化学脱铝、将氧化硅-氧化铝骨架结构上的铝抽去、但保留晶体结构完整制成的硅沸石。目前，国际上工业生产常用的硅沸石结构类型共8种，按孔径分类，孔径4A左右称为小孔，只有一种；孔径5A左右称为中孔，有三种；孔径7A左右称为大孔，有4种(见表1)。不同尺寸范围的各类硅沸石分别适合用于不同尺寸的分子的吸附分离。小孔硅沸石适合用于吸附分离和富集小分子烃类、如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯等,也用于去除氨、CO、CO2、SO2、NOx、HCN、H2S、CSO等有害有毒气体。中孔硅沸石主要用于吸附分离或去除C4-C7烃类，分离二取代芳烃衍生物异构体等。大孔硅沸石主要用于吸附分离或去除C8以上的烃类，特别是重芳烃衍生物或多环芳烃等。表1列举的硅沸石中，用途最为广泛的是MFI型(硅沸石-1或Silicalite-1)和(硅沸石-2或Silicalite-2)。

表1全硅沸石名称与结构孔径一览表

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种新结构二氧化硅沸石的合成工艺。

本发明提出了一种新结构二氧化硅沸石的合成工艺，其特征在于，

水热反应合成前驱体硅沸石-1，前驱体硅沸石-1在R-SiO₂-H₂O反应物体系中水热反应合成；

前躯体硅沸石-1高温焙烧制新结构二氧化硅沸石，将所合成制备的前驱体硅沸石-1在一定的气氛和一定的温度区间，经过一定时间焙烧处理，通过晶格大幅收缩生成新结构二氧化硅沸石。

进一步地，所述R包括C1-C4季铵碱、C3-C6烷基胺类，反应物体系的硅源是高纯气相白碳黑、正硅酸乙酯中的至少一种。

进一步地，所述反应物体系的摩尔组成范围是R/SiO₂＝0.1-0.5，H₂O/SiO₂＝10-40，水热反应温度是110-180℃。

进一步地，所述气氛为相对湿度10-40％的空气、氧气的混合气体，在500-800℃,焙烧1-4小时、使前躯体硅沸石-1的晶格大幅收缩。

进一步地，所述反应混合物水热合成的温度是120-200℃，反应时间5-100h。