[发明专利]一种具有千层饼状形貌的中微双孔MFI型纳米分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂的制备技术领域，具体涉及一种具有千层饼状形貌的中微双孔MFI型纳米分子筛及其制备方法和应用，其合成方法具体是：将硅源、铝源、介孔模板剂、微孔模板剂和水按比例混合，置于反应釜中晶化，将晶化产物洗涤、干燥、焙烧、离子交换制得中微双孔MFI型纳米分子筛，本发明采用四铵基头Bola型表面活性剂为介孔模板剂，四丙基氢氧化铵为微孔模板剂，其导向微孔结构，可以假设为“柱”，防止焙烧后分子筛的结构坍塌，使得分子筛的结构稳定性显著增强，结晶度高，引入介孔缩短了单位体积内的微孔传递路径，降低了大分子催化反应的传质阻力，且应用于烷基化反应(如均三甲苯和苯甲醇的非均相反应)有很好的催化效果。

技术领域

本发明属于催化剂的制备技术领域，具体是涉及在均三甲苯和苯甲醇的烷基化反应有较好的催化效果的一种具有千层饼状形貌的中微双孔MFI型纳米分子筛及其制备和应用。

背景技术

传统分子筛由于孔径(小于2nm)的限制，在大分子催化反应中存在着很大的扩散阻力，严重影响了其催化性能。这种问题可以通过合成片层分子筛得以解决，片层分子筛不仅可以有效缩短扩散路径，提高传质速率，而且经焙烧后还存在部分介孔，从而减小反应扩散阻力，提高催化反应的反应速率。因此，开发出一种新型具有中微双孔的片层分子筛材料成为了研究领域中一个迫切的愿望。

Ryoo等[Choi M,Na K,Kim J,et al.Stable single-unit-cell nanosheets ofzeolite MFI as active and long-lived catalysts[J].Nature,2009,461(7261):246-249]合成了片层厚度仅2nm的MFI片层分子筛，大大缩短了扩散路径，提高了传质速率，但这种分子筛在焙烧过后结构较易坍塌，最终导致介孔度减少，且这种MFI结构的“二氧化硅柱”对水不稳定，在潮湿的环境中易发生降解，导致MFI有序孔道重新坍塌。

专利CN102463136A公开了一种核壳结构的分子筛及其制备方法。所述的分子筛以微米级silicalite-1分子筛为核相，以纳米ZSM-5分子筛为壳相，制备方法为：首先通过浸渍将活性金属负载在silicalite-1分子筛上，然后将负载活性金属的纯硅分子筛置于除分子筛生长母液中进行水热晶化而制得。专利CN105712377A提供了一种介孔ZSM-5分子筛及其制备方法。该制备方法包括以下步骤将ZSM-5分子筛原粉加入到弱碱性水溶液中进行处理,得到第一混合液处理完毕后，将上述第一混合液置于冷水中冷却至室温，然后对其进行抽滤、洗涤、干燥,得到分子筛，将上述分子筛加入到酸性溶液中进行处理，得到第二混合液处理完毕后，将上述第二混合液置于冷水中冷却至室温，然后对其进行抽滤、洗涤、干燥和焙烧,得到介孔ZSM-5分子筛。专利CN105712379A公开了一种合成多级孔MFI分子筛的方法。该方法在不使用硬模板剂的情况下,以少量微孔模板剂配合聚季铰盐,合成得到了多级孔MFI分子筛。

按照上述现有方法制备的中微双孔结构的MFI沸石，都没有得到本发明中千层饼状形貌的MFI沸石，且其有序孔道结构易坍塌，孔径分布比较广，不利于MFI沸石在催化方面的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形貌特殊、分子筛孔道结构稳定、介孔分布相对集中且呈多级孔分布的具有千层饼状形貌的中微双孔MFI型纳米分子筛。

本发明还提供了上述具有千层饼状形貌的中微双孔MFI型纳米分子筛的制备方法及其在均三甲苯和苯甲醇烷基化反应中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：