[发明专利]一种廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法，涉及分子筛材料制备技术领域，将廉价模板剂的水溶液、碱源与硅源混合，常温下搅拌得到无色透明混合溶液A，将含有钛源和异丙醇的混合溶液B缓慢加入混合溶液A，之后加入晶种，得到混合溶液C，将混合溶液C在30‑50℃下老化1‑5小时后，加入磁核，以2℃/min的速度升温至50‑100℃除醇直至混合溶液C完全成为粉末D，将粉末D置于聚四氟乙烯的小坩埚中，而后置于带有聚四氟乙烯内衬的晶化釜中，待釜中加入水后将其置于恒定温度的烘箱中进行静态晶化，得到晶化产物E，将晶化产物E经磁分离洗涤、真空干燥后进行煅烧。该廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法，制备方法简单，成品率高，制备成本低。

技术领域

本发明涉及分子筛材料制备技术领域，具体为一种廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法。

背景技术

18世纪中期，瑞典科学家在一次鉴定工作中，偶然发现了沸石分子筛，从此人们开始了对沸石分子筛的研究。1983年，意大利科学家采用传统水热合成方法，将金属原子钛引入分子筛中，合成了具有与ZSM-5相似结构的TS-1 分子筛。1992年，又有科学家提出了TS-1水热合成的修正经典法，采用钛酸四丁酯(TBOT)作为钛源，先将钛酸四丁酯溶于异丙醇溶液中然后缓慢滴加到硅酸四乙酯(TEOS)和四丙基氢氧化铵(TPAOH)混合溶液中，实现了钛源与硅源水解的高度匹配，从而大大提高了TS-1分子筛骨架钛的含量。

TS-1分子筛具有优异的择形催化效果，且作为一种绿色环保新型催化剂，对于TS-1/H2O2的反应体系，由于过氧化氢被还原产物为水，不会对环境产生污染，工艺条件也相对简单，被大量应用于苯酚羟基化反应、环己酮胺肟化反应、烯烃环氧化反应、氧化脱硫反应等众多氧化还原反应中。目前，工业上以固定床反应器和浆态床反应器为主，其中HPPO法制环氧丙烷基本均采用固定床反应器。但由于钛硅分子筛催化反应属于放热反应且具有极高的催化活性，因此易造成局部反应过热，导致飞温，从而使得反应不易调控，并且分子筛成型后会造成一部分活性组分隐藏而得不到充分利用，但使用浆态床反应器可以规避此类问题，所以钛硅分子筛未来的工业化趋势应该是应用于浆态床反应器，但因此也出现了固液分离困难的问题，增加了工业成本。现有的以传统水热法合成的TS-1分子筛为母体，以四氧化三铁或铁酸镍为磁核，经过整合制得了TS-1分子筛与磁核的复合型材料，实现了催化剂的快速分离，但磁核的引入造成钛硅分子筛的催化活性损失。同时，传统水热法合成的TS-1分子筛的合成成本较高，不符合未来工业化发展的趋势。

综上所述，TS-1钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应应用于浆态床反应器具有良好的应用前景。因此，在实现TS-1分子筛快速磁分离的同时，如何控制催化剂的制备成本是一个亟待解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法，解决了在实现TS-1分子筛快速磁分离的同时，如何控制催化剂的制备成本的问题。

(二)技术方案

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种廉价合成磁性纳米钛硅分子筛的方法，按照以下步骤进行：

第一步，将廉价模板剂的水溶液、碱源与硅源混合，常温下搅拌得到无色透明混合溶液A。

第二步，将含有钛源和异丙醇的混合溶液B缓慢加入混合溶液A，之后加入晶种，得到混合溶液C。

第三步，将混合溶液C在30-50℃下老化1-5小时后，加入磁核，以2℃/min 的速度升温至50-100℃除醇直至混合溶液C完全成为粉末D。

第四步，将粉末D置于聚四氟乙烯的小坩埚中，而后置于带有聚四氟乙烯内衬的晶化釜中，待釜中加入水后将其置于恒定温度的烘箱中进行静态晶化，得到晶化产物E。