[发明专利]一种X型分子筛及其合成方法

说明书

本发明公开了一种X型分子筛及其合成方法，所述X型分子筛的晶体结构为FAU结构。所述X型分子筛合成方法是先制备氧化铝，然后将无机碱、铝源、硅源和水混合，搅拌成硅铝凝胶并晶化一定时间，接着加入水和氧化铝搅拌均匀，接着蒸发掉定量的水；最后水热晶化后得到X型分子筛。本发明方法合成的X型分子筛为低硅铝比沸石，结晶度高，不仅有效避免了杂晶的产生而且操作简单易行。

技术领域

本发明涉及一种X型分子筛及其合成方法，具体的说是一种低硅铝比X型分子筛及其合成方法，属于分子筛催化材料合成领域。

背景技术

沸石分子筛是一类重要的工业催化剂和催化剂载体，是催化反应过程中最核心的单元。沸石分子筛在晶体学上是一种介稳态的晶体，它的物理化学性质如硅铝比、晶体尺寸和形貌会因为合成方法的不同而变化。而这些物化性质又影响并调节着沸石的催化活性。因此合成出不同物化性质的沸石才能可以满足不同催化反应的需求。

一种合成方法往往限定了原料种类，原料配比范围，晶化温度、时间等合成条件。所以沸石产品的晶体形貌、尺寸、硅铝比等物化参数的变化范围就受到合成方法的限制，不可能无限制随意变化。因此，要想合成出常规方法无法合成的具有低硅铝比、高硅铝比、大晶粒、或小晶粒等特殊性质的沸石产品就需要开发特殊的合成手段。

例如CN102417190A，一种应用活化硅源制备低硅NaX沸石的方法，公开了一种低硅X型沸石的方法。该专利的主要特征是制备活化硅源，该活化硅源是向普通硅源中加入一定量的碱性铝源溶液，使普通硅源中高聚态硅酸根解聚为低聚态硅酸根，并与铝酸根结合生成有效的硅铝酸根前驱体和八面沸石微晶核。

“分段投碱法合成低硅X型沸石分子筛”（硅酸盐学报，2008年，36卷第二期）公开了一种低硅X分子筛的合成方法。该方法的特征是将碱源分割为多份，以及碱源的控制投料。通过优化核与核生长过程的碱度环境，调节各阶段聚硅酸根离子的浓度，减少成核过程的杂晶来合成低硅X分子筛。

还有一些方法合成出具有低硅特征的其它类型沸石，如CN101096275A，一种富铝Beta沸石的合成方法，公开了一种Beta沸石的合成方法。其合成步骤是：1.用含有铝源的水溶液或酸溶液浸渍硅源，搅拌至凝固，用或者不用氨水处理后老化脱水，经过研磨后，在600～1400℃下焙烧，得到硅铝源；2.再将四乙基铵阳离子化合物和氢氟酸混合，在常压且不高于130℃或者真空条件下，蒸发掉部分水分；3.将硅铝源加入浓缩的四乙基氢氧化铵和氢氟酸混合液中，再将得到的反应混合物进行水热晶化并回收晶化产物。该专利虽然可以合成出低硅铝比的Beta沸石，但是其合成过程比较繁琐，且要额外使用对环境不友好的氟离子，不仅增加成本，且污染环境。

CN101723394A，一种低硅铝比纳米β分子筛及其制备方法，公开了一种低硅Beta沸石的合成方法。该专利的主要特征是以FAU分子筛作为铝源，以及用氨水来调节碱度和降低钠离子浓度。但是该专利所用的主要原料铝源是FAU分子筛，FAU分子筛也是需要水热晶化合成的，相比常规的铝酸钠、硫酸铝等铝源，成本过于昂贵。

CN103601213A，低硅铝比纳米片花簇状丝光沸石分子筛制备方法，公开了一种沸石的方法。 其制备过程包括：将铝源、碱源溶解在去离子水中，向得到澄清溶液中加入硅溶胶，得到的均匀白色胶体转移到反应釜中进行水热反应，得到低硅铝比丝光沸石分子筛。

CN104556102A，一种低硅铝比分子筛的制备方法，公开了一种沸石的方法。但是该专利并不能合成出严格意义上的低硅或富铝沸石。它是用高硅铝比的沸石作为晶种，再加入其它原料，经过水热晶化合成出沸石产品。该沸石的硅铝比仅仅是低于原始晶种硅铝比，并不是严格意义上的低硅或富铝沸石。