[发明专利]一种制备镁碱沸石的方法

说明书

本发明涉及的是制备沸石的方法，特别是制备镁碱沸石的方法。

国际沸石学会(IZA)命名的FER沸石即镁碱沸石(Ferrierite)，又称ZSM-35沸石。美国专利5,288,475报到了一种用1，4-二甲基哌嗪作结构导向剂制备FER沸石的方法。即将含有碱金属或碱土金属(M)源、三价元素(X)的氧化物源、四价元素(Y)的氧化物源、结构导向剂(R)1，4-二甲基哌嗪和水按一定比例组成混合物，于100～200℃，反应10小时至10天，产物ZSM-35(即FER)晶体冷却至室温、过滤、用水洗涤制得。

制备FER沸石还有其它的方法，所采用的结构导向剂有吡咯、吡啶、N-甲基吡啶嗡、胆碱、吗啉、二恶烷、双(N-甲基吡啶)乙基嗡等。

用上述方法制备FER沸石，使用的结构导向剂多为结构较复杂的含氮有机化合物，因而毒性大，价格也昂贵。

本发明目的在于提供一种毒性小、价格低廉的非含氮有机化合物为结构导向剂制备FER沸石的方法。

本发明是这样实现的。将含有碱金属或碱土金属(M)源，三价元素(X)的氧化物源，四价元素(Y)的氧化物源，水和结构导向剂(R)四氢呋喃组成混合物搅拌成胶体，在100℃～250℃反应，反应结束后，冷却、过滤、用水洗涤回收生成的FER沸石晶体。

本发明所用的反应混合物摩尔比组成范围是：

              YO₂/X₂O₃                 5～100

              H₂O/YO₂                   10～100

              OH^-1/YO₂                  0～1.0

              M/YO₂                      0.005～2.0

              R/YO₂                      0.2～2.0

YO₂/X₂O₃表示四价元素氧化物与三价元素氧化物的摩尔比，其余是以四价元素氧化物为基准计算的水、碱、金属阳离子及模板剂的摩尔比。

本发明的反应温度为100～250℃，反应时间15小时到18天。一般来说，反应温度提高，反应所需时间，也称晶化时间，就缩短。

本发明较好的反应温度是150℃～220℃。

本发明较好的反应时间是20小时～5天。

本发明反应混合物所用的碱金属(M)源可以是氢氧化钠、氢氧化钾等，一般用氢氧化钠。反应混合物中的三价元素(X)的氧化物源，是指铝、硼、镓等三价元素的氧化物源，它可由这些三价元素的氧化物、氢氧化物、无机或有机的盐类形式提供，例如铝的氧化物源，可由氧化铝、氢氧化铝、偏铝酸钠和硫酸铝等提供。反应混合物中的四价元素(Y)的氧化物源，是指硅、锗、锡等四价元素的氧化物源，其中主要是硅的氧化物源，可由硅溶胶、硅胶、水玻璃和白炭黑等提供。

本发明反应混合物中加入FER沸石晶种时可加速FER沸石晶体的形成，一般加入量为0.01％～1.0％(以反应混合物的总量为基准)。如不加晶种也可制得FER沸石，但反应时间较长。

本发明制备的沸石具有FER沸石特征的X射线粉末衍射谱(见图1)，衍射数据见下：

    2θ             晶面间距()        相对强度(I/I₀)^*

7.82±0.02           11.30±0.03              W

9.40±0.04           9.40±0.04               VS

9.76±0.02           9.06±0.02               W

12.52±0.06          7.06±0.03               M

12.76±0.06          6.93±0.03               M

13.42±0.06          6.59±0.03               M