[发明专利]一种合成空心SSZ-13分子筛的方法

说明书

本发明属于分子筛及其制备技术领域，公开了一种合成空心SSZ‑13分子筛的方法。首先将NaOH、模板剂TMAdaOH和去离子水混合，混合充分后加入Al源、Si源得到SSZ‑13分子筛合成液，并于超声波振荡器中进行超声震荡，在此过程中加入晶种。将合成液转移到反应釜中进行反应；并将固相产物用去离子水洗至中性并烘干、焙烧。最终得到的产物为空心SSZ‑13分子筛。该制备方法操作简单、不使用介孔模板机、不添加额外的化学试剂。且合成的空心SSZ‑13分子筛具备介孔结构，在气体吸附、催化领域表现出潜在的应用可能，具有重要的广阔应用前景。

技术领域

本发明属于分子筛及其制备技术领域，具体涉及一种空心SSZ-13分子筛及其制备方法。

背景技术

分子筛是一类可在分子级别对不同物质进行筛分的多孔材料。分子筛种类繁多，不同分子筛的孔道性质相差很多。SSZ-13分子筛作为一种硅铝酸盐沸石，具有热稳定性强、化学稳定性强、硅铝比大范围内可调等优点，且小孔道(其孔道尺寸仅为0.38nm×0.38nm)利于小分子的选择通过，因而在MTO催化、NH₃-SCR催化、CO₂/CH₄吸附分离、水处理等方面有着巨大的应用潜力。但是沸石的微孔孔道也限制了分子在其中的传递效率，其传递效率与介孔、大孔材料相比，扩散系数相差几个数量级。增加分子筛传递效率的方法可以通过缩小沸石晶体尺寸，提高分子筛孔道利用率；还可向沸石中引入额外介孔或大孔，以制备多级孔分子筛。目前为止，多级孔分子筛的制备方法主要有两种：(1)通过强碱或强酸对沸石进行脱铝或脱硅操作，造成骨架缺陷进而产生介孔。但是该种方法往往会导致样品硅铝比出现较大的改变，沸石骨架被破坏，出现较多的非晶态。(2)采用多级孔模板剂。在沸石合成过程中加入能够产生额外孔的模板剂，制备出多种孔道的分子筛。但是额外的模板剂增加了多级孔SSZ-13的制备成本，且额外化学试剂的添加对环境并不友好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在无额外试剂的情况下，通过超声波辅助陈化、晶种诱导制备小尺寸的空心SSZ-13分子筛。

本发明的技术方案：

一种合成小尺寸空心多级孔SSZ-13分子筛的方法，步骤如下：

(1)将NaOH、模板剂TMAdaOH(N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵)和去离子水混合，混合充分后加入Al源、Si源，得到合成液；

合成液中各组分摩尔比如下：

Si源/Al源＝10～100；

NaOH/Si源＝0.05～0.5；

H₂O/Si源＝20～50；

TMAdaOH/Si源＝0.05～0.5；

(2)将步骤(1)中得到的合成液在超声波振荡器中进行超声震荡；

(3)将传统SSZ-13分子筛作为晶种加入步骤(2)得到的合成液中继续振荡；

(4)将步骤(3)得到的合成液转移到反应釜中，在120℃～200℃温度条件下合成24h～144h；合成完成后，将得到的分子筛用去离子水洗至中性并烘干。于550℃下焙烧6h

步骤(1)中所述Al源为Al₂O₃(氧化铝)、Al(OH)₃(氢氧化铝)、AlCl₃(氯化铝)、Al₂(SO₄)₃(硫酸铝)、Al(NO₃)₃(硝酸铝)、NaAlO₂(铝酸钠)或Al(OCH(CH₃)₂)₃(异丙醇铝)，优选为Al(OH)₃(氢氧化铝)。