[发明专利]一种含有多级孔的小晶粒SSZ-13分子筛及其合成方法

说明书

本发明公开一种含有多级孔的小晶粒SSZ‑13分子筛及其合成方法，包括以下步骤：(1)将铝源、硅源、结构导向剂、碱金属氢氧化物和水按照一定的比例混合，充分搅拌，得到浆液；(2)将一定量的氯化物助剂及晶种加入到步骤(1)的浆液中，充分搅拌，得到待晶化料；(3)将步骤(2)的待晶化料转入晶化釜中晶化4～48h，然后将晶化完成后的浆液洗涤、过滤、烘干、焙烧，得到SSZ‑13分子筛。本发明的合成方法合成时间短，SSZ‑13分子筛的结晶度高，具有小晶粒的特点，具有独特的多级孔结构，且比表面积大于700m²/g，具有良好的水热稳定性和催化活性。

技术领域

本发明属于无机材料及催化剂材料制备领域，具体涉及一种含有多级孔的小晶粒SSZ-13分子筛及其合成方法。

背景技术

SSZ-13分子筛为CHA结构，其特殊的有序骨架组成使其具有较为发达的孔结构和良好的热稳定性，是优异的吸附剂或催化剂载体。近年来，随着分子筛材料研究的不断深入，SSZ-13分子筛的应用也越来越广泛，其在柴油发动机尾气氮氧化物的催化去除、甲醇制烯烃反应(MTO)、加氢裂化、烯烃和芳烃构造反应、小分子吸附分离(如CO₂与甲烷分离)、环境工程(CO和低碳烃去除)及能量转换(分子弹簧)等领域的应用也越来越受重视。

研究发现，高的比表面积能够使SSZ-13分子筛在脱硝反应(NH3-SCR)中具有高的活性及在MTO反应中有高的甲醇转化率。同时，近年来研究者们对于多级孔的研究方兴未艾，在分子筛的骨架结构中引入多级孔，能够缩短分子的扩散距离、能够使反应产物快速的从活性位扩散到外表面，抑制结焦生成，阻止催化剂失活。然而，现有技术中，SSZ-13分子筛的比表面积均较低。如：CN106830007B公布了一种具有多级孔SSZ-13分子筛催化剂及其合成方法和应用，使用长链烷烃为助剂合成了具有多级孔结构SSZ-13分子筛，但其比表面积低，其实施例1制备的20个SSZ-13分子筛的比表面积仅在401～511m²/g。CN106629761A也公布了一种低成本的具有良好水热稳定性的SSZ-13合成方法，但是其合成的SSZ-13比表面积仍然不超过600m²/g。

另外，现有技术SSZ-13分子筛的合成时间较长，例如CN 201310645906.4公开了一种采用胆碱阳离子作为模板剂合成SSZ-13分子筛的方法。该方法使用较为廉价的氯化胆碱作为模板剂合成出SSZ-13分子筛，但合成时间至少在4天以上，导致合成成本增加，对SSZ-13分子筛的工业化生产带来了不小的阻碍。

综上可知，现有技术中，SSZ-13分子筛的合成存在比表面积小，导致催化剂的活性较低，选择性欠佳；合成时间长，导致生产成本增加，阻碍工业化生产等技术问题，急需解决。

发明内容

本发明的第一个方面在于提供一种含有多级孔的小晶粒SSZ-13分子筛的合成方法，以克服现有技术中的上述技术问题。

以下是本发明的技术方案：

一种含有多级孔的小晶粒SSZ-13分子筛的合成方法，，包括以下步骤：

(1)、将铝源、硅源、结构导向剂、碱金属氢氧化物和水按照一定的比例混合，充分搅拌，得到浆液；

(2)、将适量的氯化物助剂及晶种加入到步骤(1)的浆液中，充分搅拌，得到待晶化料；

(3)、步骤(2)的待晶化料在晶化釜中晶化4～48h，然后将晶化完成后的浆液洗涤、过滤、烘干、焙烧，得到SSZ-13分子筛；

所述步骤(1)中，以Al₂O₃计的铝源、以SiO₂计的硅源、结构导向剂、碱金属氢氧化物和H₂O的摩尔比为1:(5～50):(0.5～15):(1～20):(50～2400)；