一种MWW结构分子筛的绿色合成方法

专利2026-08-06  10


本发明属于材料合成领域,尤其涉及一种mww分子筛的绿色合成方法。


背景技术:

1、mww结构分子筛是以mcm-22为典型代表的新型分子筛构型,由美国mobil公司于1990年首次开发合成(us 4954325, 1990)。该种分子筛具有十元环正弦交叉孔道和十二元环超笼两套独立孔道体系,在催化裂化、烷基化以及芳构化等反应中表现出良好的催化性能,受到相关领域研究者的广泛关注。由于mcm-22的常规合成是采用昂贵的环己亚胺作模板剂(zeolites, 1995, 15,2;micropor. mesopor. mater.; 1999, 31,241.),不仅导致合成成本高,其剧毒特性对环境和人体健康都有较大的危害,而且运输和使用均受到严格的管控,严重制约了mww结构分子筛的生产和工业应用。因此,发展mww结构分子筛的绿色合成方法,减少或者避免使用剧毒的环己亚胺模板剂,成为本领域研究者努力实现的目标。文献chem. asian j., 2017, 12, 530中采用预制的mcm-22分子筛作为晶种,在不使用环己亚胺模板剂的条件下合成出mww结构分子筛,但是晶化时间需要90-168h。

2、分子筛转晶现象是由于不同种类分子筛热力学稳定性差异引起的,往往伴生于传统的水热合成过程中。利用该现象对某些特定结构分子筛进行合成,与传统水热合成过程相比,具有晶化周期短、避免使用模板剂等优势(chin.j.catal., 2019,40,1854;j.am.chem.soc.2014,136,15280;chem. mater. 2023, 35, 4717.)。文献chem. mater.2015, 27,2056中对分子筛转晶技术进行了系统地研究,发现当母体分子筛与目标分子筛含有相同结构单元时,可以在不使用模板剂以及晶种的条件下转晶合成目标产物。fau结构分子筛(x,y)可以在无有机模板剂条件下合成,且热力学稳定性较低,常用来作为母体通过转晶制备其它种类分子筛。文献micropor.mesopor. mater.;2014, 200, 269;micropor.mesopor. mater.; 2016,236,54.和专利cn201410041274.5中采用富铝的fau分子筛(sio2/al2o3<5.0)转晶合成了具有mww结构的mcm-49分子筛,但是合成过程中需要额外加入大量的硅源,母体分子筛占原料比低于25%,而且该转晶过程仍旧需要大量使用环己亚胺作为模板剂。因此,开发晶化周期短、剧毒模板剂用量少的mww结构分子筛绿色合成方法,仍然是研究者们致力于攻克的目标。


技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种晶化周期缩短,合成成本低廉,对环境友好的mww结构分子筛的绿色合成方法。

2、为解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

3、一种mww结构分子筛的绿色合成方法,系将y分子筛与铝源、碱源、晶种和去离子水混合均匀,在动态水热条件下晶化,即得mww结构分子筛。

4、进一步地,所述y分子筛的sio2/al2o3摩尔比为40~120。

5、进一步地,所述铝源为偏铝酸钠、硝酸铝或硫酸铝中的一种或两种以上的混合物。

6、进一步地,所述碱源为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种的混合物。

7、进一步地,所述晶种为mcm-22分子筛,其与y分子筛的质量比为0.1~0.4。

8、进一步地,所述晶化条件:搅拌速率为10~90转/分钟,温度130~150℃,时间36~84h。

9、进一步地,合成体系的摩尔组成为sio2: 0.03al2o3: 0.16~0.19na2o: 35~50h2o。

10、与现有技术相比,本发明能够产生的有益效果是采用适宜硅铝比的y分子筛为母体,以预制mww分子筛晶种代替剧毒模板剂环己亚胺来合成mww分子筛,晶化周期缩短,降低合成成本,且对环境友好,具有很强的实用性、环保性及良好的工业化应用前景。



技术特征:

1.一种mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:将y分子筛与铝源、碱源、晶种和去离子水混合均匀,在动态水热条件下晶化,即得mww结构分子筛。

2.根据权利要求1所述mww结构分子筛的绿色制备方法,其特征在于:所述y分子筛的sio2/al2o3摩尔比为40~120。

3.根据权利要求2所述mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:所述铝源为偏铝酸钠、硝酸铝或硫酸铝中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求3所述mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:所述碱源为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求4所述mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:所述晶种为mcm-22分子筛,其与y分子筛的质量比为0.1~0.4。

6.根据权利要求5所述mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:所述晶化条件:搅拌速率为10~90转/分钟,温度130~150℃,时间36~84h。

7.根据权利要求6所述mww结构分子筛的绿色合成方法,其特征在于:合成体系的摩尔组成为sio2:0.03al2o3 :0.16~0.19na2o:35~50h2o。


技术总结
本发明属于材料合成领域,尤其涉及一种MWW分子筛的绿色合成方法,将Y分子筛与铝源、碱源、晶种和去离子水混合均匀,在动态水热条件下晶化,即得MWW结构分子筛;Y分子筛的SiO<subgt;2</subgt;/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;摩尔比为40~120;所述铝源为偏铝酸钠、硝酸铝或硫酸铝中的一种或两种以上的混合物;碱源为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种的混合物;所述晶种为MCM‑22分子筛,其与Y分子筛的质量比为0.1~0.4;晶化条件:搅拌速率为10~90转/分钟,温度130~150℃,时间36~84h。本发明能够产生的有益效果是以晶种代替环己亚胺模板剂,大大降低剧毒化学试剂的使用,晶化周期缩短,合成成本降低,且对环境友好,具有很强的实用性。

技术研发人员:金长子,朱梦漩,王锐,姜恒,王龙杨
受保护的技术使用者:辽宁石油化工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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