[发明专利]一种利用全硅Beta晶化母液合成低硅铝比Beta分子筛的方法

说明书

本发明涉及一种利用全硅Beta晶化母液合成低硅铝比Beta分子筛的方法，将全硅Beta分子筛合成母液中未参与反应的组分进行循环再利用，既避免排放合成废液，减少环境污染，又回收利用母液，节约了原料，降低了分子筛的合成成本；另一方面，由于反应后母液中微晶的存在，极大地提高了晶化过程诱导期晶核的成核速度和数量，降低分子筛成核活化能，可以缩短晶化时间，降低了分子筛晶粒尺寸并且使合成的分子筛的结晶度较高.在减小样品的颗粒尺寸的同时，加速了分子筛的晶化过程，缩短了晶化周期。

技术领域

本发明涉及分子筛合成方法技术领域，具体涉及一种利用全硅Beta晶化母液合成低硅铝比Beta分子筛的方法。

背景技术

1967 年，mobil公司在专利申请USP3308069中公开了以四乙基氢氧化铵作为模板剂的含钠离子硅铝凝胶中第一次合成出 Beta 分子筛，它具有独特的三维交错大孔结构。与 Y 型分子筛相比，Beta 分子筛的硅铝物质的量比能够在几十至几百的范围内调变，Beta 分子筛具有良好的结构选择性、酸催化特性和水热稳定性，以及它在吸附、催化等方面表现出的优良性能，因而被广泛应用于VOCs吸附、加氢裂化、烧基转移反应、醋化、异构化、烯烃水合等多种石油化工过程中。

挥发性有机污染物，即VOCs，是熔点低于室温、沸点在 50-260 ℃之间的挥发性有机物的总称，主要包括烃类、卤代烃、氮烃及低沸点的多环芳烃类等。VOCs 广泛存在于空气、土壤、水体等中，并且其种类繁多，危害严重，损害人体的呼吸及免疫系统，造成人体的呼吸道感染，免疫系统下降等，此外，还可能造成三致效应（致癌、致畸、致突变）。不仅如此，大部分 VOCs 会导致光化学烟雾的生成，形成二次污染进而对人体和环境造成更大的威胁和危害。VOCs 的治理方法有很多种，主要包括有吸收法、催化燃烧法、光催化降解法、吸附法等。与其他处理VOCs 的方法相比，吸附法有其独特的优点，可以有效地去除 VOCs。首先，吸附法操作简单；其次，吸附法成本低，并且对于低浓度的污染物可以有效去除。因此吸附法处理 VOCs 是较好的选择，也是目前应用较广的一种方法。吸附法处理的关键在于吸附剂的选择，选择一种对环境友好并且性能好的吸附剂尤为重要。而Beta分子筛具有热稳定性高、疏水性好的特点，是吸附VOCs的理想吸附剂。

对于Beta分子筛的应用，最关键的问题是Beta分子筛的制备。水热合成法是Beta分子筛的经典合成方法，在合成过程中需要昂贵的有机模板剂参与以起到结构导向作用；一般来说，水热法合成分子筛收率一般在50-80%，所以分子筛合成后的晶化母液中会含有大量未反应原料组分以及分子筛微晶。模板剂除了一部分被分子筛吸附和少量分解外，仍有一部分存在于母液中，并没有得到高效利用，而模板剂约占分子筛合成成本中原料成本的50-70％。目前，该类模板剂主要有四丙基氢氧化铵、正丁胺、乙二胺、四乙基氢氧化铵等，但是这类模板剂的使用却导致分子筛合成母液废水成为碱性强、易成胶体的高氨氮废水，成为分子筛合成工业的主要污染源之一。在碱性条件下，还有一部分硅会残留在母液中而没有得到充分利用，降低了硅的利用率。由于母液中含硅量大且游离的二氧化硅不易沉降，极易造成外排污水的悬浮物超标，从而加大污水的处理难度；并且晶化母液中的Na₂O 高，增加了滤渣处理费用。