[发明专利]一种金属表面活性剂对分子筛进行改性的方法

说明书

本发明属于对分子筛进行改性的方法。

分子筛具有规则的孔结构和很大的比表面积，主要用作吸附剂、催化剂及催化剂载体，因而广泛用于化工、医药卫生、环保以及国防领域。时至今日，分子筛的合成技术已相当完备，不仅其孔结构可以控制而且各杂原子分子筛也不断被合成出来。分子筛的改性方法有多种如离子交换法、同晶置换法、水热处理法等，但这些改性方法均是对分子筛内外表面一起改性。分子筛的主要特点是其择形性，择形性来自其规则的孔结构，由于其外表面不具有择形性，为此人们研究出一些分子筛外表面改性技术，比如用各种粘接剂覆盖外表面或用一些有机大分子如三甲氧基膦毒化分子筛外表面，但这些改性方法常伴随着分子筛活性的降低。

本发明的目的在于提供一种可提高分子筛活性，采用金属表面活性剂对分子筛外表面进行改性的方法。

本发明的改性方法包括如下步骤：

(1)分子筛的预处理：将分子筛于300-600℃灼烧1-6小时，取出置于干燥器中冷却至室温；

(2)金属表面活性剂的吸附：将金属表面活性剂溶于有机溶剂中并脱除水份，然后将此溶液浸渍上述预处理过的分子筛0.5-24小时；

(3)吸附后处理：将上述吸附后的分子筛过滤，然后再0.8-2.0T0(T0为有机溶剂的沸点)的温度下烘0.5-8小时；

(4)灼烧：烘干后的分子筛以0.3-10℃/分钟的升温速度升至200-400℃灼烧0.5-3.0小时，然后再升温至400-600℃灼烧1.0-6.0小时。

本发明采用金属表面活性剂对分子筛进行改性，使金属表面活性剂吸附于分子筛的外表面，经灼烧后使金属表面活性剂的有机部分分解留下金属氧化物。这些金属氧化物除可以覆盖分子筛外表面原有活性中心外还可以在分子筛外表面产生新的活性中心。

金属表面活性剂的吸附可根据所需要的负载量将金属表面活性剂配成浓度为0.001-1.0M的溶液，并用此溶液浸渍分子筛，其浸渍时间为0.5-24小时，然后可减压抽吸掉有机溶剂，其压力可低于有机溶剂的饱和蒸汽压。

上述方法主要出发点是对分子筛的外表面进行酸性调节，采用金属表面活性剂处理分子筛在其外表面留下相应的金属氧化物，而这些金属氧化物具有不同性质的酸碱性，这类型的改性分子筛外表面也可具有金属活性中心，内表面具有酸性中心。

此外，为了对一些特殊结构的分子筛进行改性处理，还可以在上述方法的金属表面活性剂吸附一步中使用2种以上的混合金属表面活性剂使其溶于有机溶剂，然后用该溶液浸渍分子筛，从而使分子筛的外表面具有混合金属活性中心而其内表面具有酸性中心。

本发明的改性方法还可以于其它的一些分子筛改性方法如离子交换法结合制备特殊结构的分子筛。这类型的分子筛大致可分为几种，一种是外表面具有酸性中心而内表面具有金属活性中心的分子筛。这种分子筛的改性目的是要消除用离子交换法而得到的内外表面均具有金属离子的缺陷，使外表面的金属活性中心消除。其改性方法按如下步骤进行：

1.用离子交换法将分子筛的内外表面均交换成具有金属离子的活性中心，

2.分子筛予处理：将金属表面活性剂溶于有机溶剂中并脱除水份，然后将此溶液浸渍上述预处理过的分子筛0.5-24小时，

3.外表面活性中心的消除：可将α-烃基取代羧酸溶于有机溶剂，使其浓度为0.1-1.0M，用此溶液浸渍以上分子筛，并回流0.5-6.0小时，过滤，用相同有机溶剂洗涤分子，再用以上α-烃基取代羧酸的有机溶剂重复以上操作，如此反复2-10次，

4.吸附后处理：将上述吸附后的分子筛过滤，然后在0.8-2.0T0(T0为有机溶剂的沸点)温度下烘0.5-8小时，

5.灼烧：烘干后的分子筛以0.3-10℃/分钟的升温速度升至200-400℃灼烧0.5-3.0小时，然后再升温至400-600℃灼烧1.0-6.0小时。

将上述方法中的步骤3改为金属表面活性剂的吸附，采用与离子交换法不同的金属表面活剂，这样处理的结果使改性得到的分子筛的外表面具有一种金属活性中心而内表面具有另一种金属活性中心。

另一种特殊结构的分子筛是要使其内外表面的活性中心具有适宜比例，这种分子筛的改性方法是先用金属表面活性剂对分子筛作改性处理，然后用离子交换法使其表面交换适量的同种金属离子从而使内外表面的金属活性中心具有合适的比例。

本方法所提到的离子交换法可采用普通公知的离子交换法进行。