[发明专利]一种薄片状杂原子分子筛及其绿色合成方法

摘要

本发明涉及催化剂合成技术领域，特别涉及一种绿色合成薄片状杂原子分子筛的方法。本发明方法通过加入氨基酸、脂肪酸类与胺类等结构调节剂，得到的分子筛为b轴取向纳米片杂原子分子筛。该杂原子分子筛纳米片的最大表面与(0 2 0)晶面平行，即垂直于直孔道方向，使反应物及产物在孔道内的扩散路径较短，扩散阻力较小；而且b轴方向长度可以在30～200nm之间调控，使分子筛可以催化多种不同尺寸分子的反应，减少积碳，提高催化剂寿命。本发明加入的结构调节剂来源广泛，价格低廉，是一种绿色环保的添加剂。合成过程中无母液产生，无需处理废水，产品无需分离，节能降耗，缩短了分子筛的制备周期，降低了生产成本。

主权项

1.一种薄片状杂原子分子筛的绿色合成方法，其特征在于，具体步骤为：S1、将硅源、20～40wt％的四丙基氢氧化铵水溶液、水及结构调节剂混合，搅拌均匀，得到混合液A；将混合液A在0～60℃水解0～6h；所述混合液A中各物质的摩尔比为：SiO2:TPAOH:H2O＝1:(0.0101～0.3499):(10.01～34.99)；所述混合液中结构调节剂与SiO2的质量比为0.010～2.449；所述结构调节剂为氨基酸、脂肪酸类与胺类两类物质的混合物或氨基酸、脂肪酸类及胺类三类物质的混合物；所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸、赖氨酸及丝氨酸中的至少一种；S2、将金属组分、20％～40％的四丙基氢氧化铵水溶液及水混合，搅拌均匀，得到混合液B；将混合液B在0～60℃水解0～6h；所述混合液B中各物质的摩尔比为：MOx:TPAOH:H2O＝1:(0～9.99):(50.01～999.99)；其中MOx指代金属组分以氧化物的形式计算；S3、将混合液A及混合液B混合，搅拌均匀，在60～90℃除醇0～3h；加入结构调节剂，得到混合液C；将混合液C在40～80℃搅拌10～60min；所述混合液C中各物质的摩尔比为：SiO2:MOx:TPAOH:H2O＝1:(0.0201～0.1000):(0.0501～0.4999):(20.01～54.99)；所述结构调节剂为氨基酸、脂肪酸类与胺类两类物质的混合物或氨基酸、脂肪酸类及胺类三类物质的混合物；所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸、赖氨酸及丝氨酸中的至少一种；所述结构调节剂与SiO2的质量比为0～5.002；S4、将步骤S3得到的产物装入晶化釜，100～250℃晶化6～72h，得到晶化产物；S5、将步骤S4得到的晶化产物在80～120℃干燥2～12h，400～600℃焙烧3～12h，即得到薄片状杂原子分子筛。S3、当步骤S2水解和除醇过程均为0h时，直接在步骤S1制得的混合液中加入结构调节剂并搅拌均匀；当步骤S2的水解或除醇过程不为0h时，在步骤S2得到的除醇产物中加入结构调节剂，搅拌均匀；所述结构调节剂与SiO2的质量比为0.001～6.3499；所述结构调节剂为氨基酸、脂肪酸类与胺类两类物质的混合物或氨基酸、脂肪酸类及胺类三类物质的混合物；所述氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸、赖氨酸及丝氨酸中的至少一种；S4、将步骤S3得到的产物装入晶化釜，90～250℃晶化6～72h，得到晶化产物；S5、将步骤S4得到的晶化产物在80～120℃下干燥2～12h，400～600℃下焙烧3～12h，即得到薄片状杂原子分子筛。