[发明专利]气相法合成丝光沸石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气相法合成丝光沸石的方法。

背景技术

丝光沸石分子筛是一种无机含硅晶体，其骨架具有含规则且有序排列与分子尺寸相近的孔道，在催化、离子交换以及分离等领域被广泛应用。广泛用于分离气体或液体混合物的吸附剂。同时该沸石具有良好的酸性，也常用于催化裂化、烷基化、异构化、歧化与烷基转移、重整等催化反应过程。因此丝光沸石为常用的无机材料。

丝光沸石具有八元环和十二元环相互交叉微孔结构的分子筛。传统的丝光沸石分子筛的合成方法在碱性水溶液条件下，含铝和硅的化合物在水热条件下合成。由于分子筛在工业上被广泛应用，尽管合成方法和改性的手段也不断进步，但随着分子筛应用的不断扩大，分子筛工业生产的规模越来越大，合成分子筛，特别是特定的分子筛需采用对人身健康和安全有害的模板剂，且合成过程由于水含量较高产能受限，分子筛过滤后母液处理困难等难题。因此新的环境友好的低成本的分子筛合成工艺为发展方向。

在USP4585640、5219576中，采用了硅源、铝源以及其它合成原料进行成胶，且在反应合成液中加入了有机胺。先将水与硅源混合，然后另一种铝源与水、有机物和矿化剂混合物与之结合制备成胶料。成胶后进行晶化过滤洗涤得到丝光沸石，然后焙烧、交换。交换后分子筛进行再次焙烧得到氢型分子筛。在合成过程采用了有机胺，合成后母液处理成本较高。其由于合成过程中采用大量的水和有机胺模板剂，在合成过程和合成后处理的工艺中无法避免大量有机胺环境污染和健康问题。

在CN1230518中，采用了以水玻璃、无机酸、无机盐和铝盐或铝酸盐为原料来合成，合成水/氧化铝比200～1000，完成晶化后经过滤、水洗、干燥制成丝光沸石，而且在合成过程中还加入阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)。在CN1328961中，采用了六亚甲基亚胺等有机胺模板剂的技术方案来合成丝光沸石分子筛。该发明中，将硅源、铝源、碱、模板剂以及水混合后再加入模板剂进行晶化合成分子筛。其水/氧化硅比10～200。在合成过程采用了特定的有机胺来缩短晶化时间，合成后母液处理成本较高。其由于合成过程中采用大量的水和有机胺模板剂，在合成过程和合成后处理的工艺中也无法避免大量有机胺环境污染和健康问题。

在CN1463921中，采用了以硅源、无机酸、有机物和铝源为原料按一定的顺序进行配料，在一定温度下晶化合成分子筛。合成后进行过滤、洗涤。其中在合成液中加入己内酰胺为有机导向剂。其由于合成过程中采用大量的水和有机胺模板剂，在合成过程和合成后处理的工艺中也无法避免大量有机胺环境污染和健康问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是气相合成丝光沸石时制备过程复杂、有环境危害的问题，提供了一种新的气相法合成丝光沸石的方法，该方法具有合成过程简单、环保的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种气相法合成丝光沸石的方法，包括以下步骤：

a)将硅源、铝源和水各物质混合，得到胶状混合物，混合物中各物质的摩尔比为SiO₂∶Al₂O₃∶H₂O＝a∶1∶b，其中a的取值范围是1～100，b的取值范围是5～6000；用碱性化合物和酸调节混合物的pH值为8～14；

b)混合物在温度为50～200℃条件下干燥，得到干胶I；

c)将干胶I和模板剂I接触浸润后，得到干胶II；

d)将干胶II置于晶化釜内的上部，晶化釜内的下部含水或模板剂II中的至少一种，在100～250℃下晶化4～150小时，得到丝光沸石；

其中，模板剂为四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵、正丁胺、三乙胺、乙二胺、氨水中的至少一种；以重量比计，模板剂I和模板剂II总重量：干胶I中所含SiO₂重量＝0.001～5。

上述技术方案中，将含铝盐溶解于水中并用酸或碱调节溶液的酸度，加入或不加入如氯化钠盐等。将硅溶胶或水玻璃等硅源用氢氧化钠等溶解，用氢氧化钠等碱调节碱性。将上述两种溶液成胶，得到硅铝胶体。在成胶过程采用充分搅拌为佳。铝源可以是硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠铝盐一种或几种，在水中溶解，也可以是氢氧化钠强碱溶解。所用的硅源优选方案为硅溶胶、水玻璃、硅胶中的至少一种，也可以是氢氧化钠强碱溶解。优选的技术方案，以硅源所含SiO₂重量计，在于制备干胶时还加入0.5～5％的丝光沸石晶种，晶种可以是合成的分子筛，也可以是晶化时间较短合成的分子筛。