[发明专利]一种中性聚合物导向梯级孔Beta分子筛及其绿色制备方法

说明书

本发明涉及分子筛技术领域，尤其涉及一种中性聚合物导向梯级孔Beta分子筛及其绿色制备方法。这种中性聚合物导向梯级孔Beta分子筛的绿色制备方法，包括以下步骤：以不含氮的聚缩酮作为模板剂、采用水热法制备得到样品；对得到的样品进行酸处理脱除模板剂，同时得到梯级孔Beta分子筛。这种梯级孔Beta分子筛为纳米介孔分子筛，介孔孔径集中在10‑20 nm处，晶粒尺寸为30‑120 nm，比表面积为700‑820 m²/g，孔体积为0.75‑0.92 cm³/g。本申请能解决高温焙烧对分子筛结构造成坍塌、有害气体排放以及模板剂的不可回收等问题，且所制备的Beta分子筛为梯级孔分子筛，具有纳米单晶结构、比表面积和孔体积高等优点。

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，尤其涉及一种中性聚合物导向梯级孔Beta分子筛及其绿色制备方法。

背景技术

硅铝分子筛的微孔结构(小于2nm)具有择形选择性，其酸性强、比表面积大、以及热和水热稳定性高，被广泛应用于石油化工和精细化学品的合成中。然而其单一的微孔结构限制了催化反应中分子的扩散传质，严重影响了微孔沸石材料的催化应用。为了克服这种限制，可在微孔晶体内引入介孔(2-50nm)，有效解决了传统微孔分子筛单一微孔孔径所导致的传质以及积碳失活等问题。

公开文献(Angew Chem Int Edit , 2006 , 45(19) , 3090-3093)报道了以四乙基氢氧化铵作为微孔模板剂，聚阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵作为介孔模板剂，双模板法合成具有微孔和介孔的梯级孔Beta分子筛但是双模板法中两种模板体系存在竞争性问题，即只有在两种模板与硅铝物种的作用相匹配的情形下才能得到理想的梯级孔分子筛，否则，在晶化过程中非常容易发生相分离。公开文献 (Journal of American ChemistrySociety, 2014, 136: 2503-2510) 报道了聚铵盐作为双功能模板剂合成了单晶多级孔Beta分子筛，该单晶结构具有更好的水热稳定性。公开专利CN108455629A、CN108069436A、CN103058211A和 CN102826564A分别以三叉刚性季铵盐、(CnH2n+1)4NX(其中n=1–22；X=OH，Br或Cl)季铵盐、有机胺和六铵基阳离子型季铵盐为模板剂合成Beta分子筛；公开专利CN104418351A 和CN104418348A以聚季铵盐为双模板剂合成梯级孔Beta分子筛。

以上梯级孔分子筛的合成过程中均使用含铵氮的有机物，该类有机物价格昂贵约占分子筛生成成本的70%，分子筛后期焙烧脱除过程中，有机物结构被破坏无法回收，并且高温过程会造成分子筛结构的破坏，铵氮有机物焙烧产生的二氧化碳和氮氧化物等有害气体对环境造成严重的污染。