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一種EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩的制備方法與流程

文檔序號:11061162閱讀:1427來源:國知局
一種EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩的制備方法與制造工藝

本發(fā)明為EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩的制備方法,具體地說,是一種使用二胺陽離子為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備上述分子篩的方法。



背景技術(shù):

EU-1分子篩是由Casci等人在1981年首次合成并由EP42226A1公開的,其結(jié)構(gòu)類型為EUO結(jié)構(gòu)。EU-1分子篩具有一維中孔結(jié)構(gòu),包含十元環(huán)直通孔道(0.58×0.41nm)與十二元環(huán)側(cè)袋(side pocket)結(jié)構(gòu)(0.68×0.58×0.81nm),空間群為Cmma。由于EUO分子篩獨特的孔道結(jié)構(gòu)特征,其在二甲苯異構(gòu)化、直鏈烷烴異構(gòu)化、含蠟油品降低傾點、苯異丙基化等反應(yīng)中具有優(yōu)異的擇形效果,具有廣闊的商業(yè)價值和工業(yè)應(yīng)用前景。

EP42226A1公開了以聚亞甲基α-ω-二胺離子及衍生物的降解產(chǎn)物或所述衍生物前體作為模板劑合成EU-1分子篩的方法。

EP159845公開了以二甲苯二甲基胺作為模板劑合成EUO結(jié)構(gòu)分子篩的方法。

US6514479B1和CN99127713.9公開了一種EUO分子篩結(jié)構(gòu)的制備方法。采用模板劑前體合成分子篩,即一元胺和二鹵烷烴或烷烴二醇。US6723301和US6616910公開了一種EUO結(jié)構(gòu)分子篩的合成方法,采用二苯甲基二甲基銨和其衍生物作為模板劑。但在這兩種方法中,由于模板劑前體及其合成物在母液中會形成惡臭的有毒物,母液排放污染嚴重,而且模板劑的前體用量也比較大。

CN102452663A及CN104229817A分別公開了用1,6-二溴己烷及陰離子表面活性劑、1-氯-6-溴己烷等為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑來合成EUO結(jié)構(gòu)的分子篩,盡管合成時間較短,但合成晶粒均比較大。

文獻Rao G N,Joshi P N,Kotasthane A N,et al.Synthesis and characterization of high-silica EU-1[J].Zeolites,1989,9(6):483-490.等報道了高硅EUO型分子篩的制備,所使用模板劑為N,N-二甲基芐胺(BDMA)及氯化甲苯的混合物,毒性大而且昂貴。

文獻Sastre G,Leiva S,Sabater M J,et al.Computational and experimental approach to the role of structure-directing agents in the synthesis of zeolites:The case of cyclohexyl alkyl pyrrolidinium salts in the synthesis of β,EU-1,ZSM-11,and ZSM-12 zeolites[J].The Journal of Physical Chemistry B,2003,107(23):5432-5440報道了在投料硅鋁比為50的條件下,在135℃晶化17天、150℃晶化14天、175℃晶化5天、以環(huán)狀模板劑1-環(huán)己烷-1-甲基吡咯烷碘鹽為模板劑 的條件下分別合成了EU-1分子篩。

周朋燕(石油學(xué)報(石油加工)2008增刊:226-229)報道了以溴化六甲雙胺(HMBr2)為模板劑進行EU-1分子篩的合成工作。根據(jù)m(SiO2):m(Al2O3):m(Na2O):m(HMBr2):m(H2O)為(40~50):1:(2.0~4.5):(9~12):(60~80)質(zhì)量比配置反應(yīng)物料,適宜的陳化溫度為370~450K,陳化時間為18~24h。所得分子篩硅鋁比范圍較小且粒徑較大,大約為100納米左右。

葛超等(太原理工大學(xué)學(xué)報,2011,42,2:164~168)首次在非自發(fā)成核體系中制備了EU-1沸石分子篩。分子篩適宜的配比為n(Al2O3):n(SiO2):n(HMBr2):n(Na2O):n(H2O)=(30~80):1:(40~75):(5~7.5):(6.0~8.0):691,晶化溫度為453K,晶化時間為48~120h。合成的分子篩為形貌規(guī)整、輪廓清晰的薄片層狀結(jié)構(gòu)。

李曉峰等(石油化工,2007,36,8:794~798)采用固相原位轉(zhuǎn)化法在HMBr2-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O體系中快速合成出高結(jié)晶度的EU-1分子篩,晶化時間明顯縮短,從水熱合成的168h縮短至28h,合成的EU-1分子篩為1~5μm的團聚體,由0.3~0.8μm的亞微米級顆粒團聚而成,比表面積為336m2/g,孔體積為0.33cm3/g。

NES結(jié)構(gòu)的分子篩有代表性的為NU-87分子篩,NU-87分子篩是由Casci和Stewart在1990年首次合成的,具有NES型的拓撲結(jié)構(gòu)。其孔道結(jié)構(gòu)由直徑為0.47nm×0.60nm的10元環(huán)平行孔道與直徑為0.53×0.68nm的十二元環(huán)孔道交叉構(gòu)成,且僅通過十元環(huán)孔道窗口與外界相通。這種特殊的孔道結(jié)構(gòu)使得NU-87分子篩在一些催化反應(yīng)中既具有十元環(huán)的特征,又具有十二元環(huán)的特點,在烷基化、異構(gòu)化、歧化等反應(yīng)中表現(xiàn)出獨特的催化性能。

EP377291和美國專利US5041402最早公開了NU-87分子篩及其合成方法。具體方法是,首先將硅源、鋁源、礦化劑、有機模板劑、無機鹽和水混合均勻,然后在180℃晶化257~451h,得到NU-87分子篩。模板劑為價格昂貴的溴化十烷雙胺。

shannon M D等人首次合成高硅的中孔NU-87分子篩,并通過加入晶化促進劑NaBr及模板劑溴化(癸)十烷雙胺在170℃、反應(yīng)21天的條件下合成出高硅的NU-87分子篩。

CN102211780A和CN102311126A公開了NU-87分子篩的改進合成方法。但在合成過程中,仍然使用了價格昂貴的溴化(癸)十烷雙胺,并且引入了EU-1分子篩作為晶種,合成步驟過多。

CN102862996A公開了一種低成本合成NU-87分子篩的方法,該法中引入了二溴烷烴、三乙胺及表面活性劑。因體系中的有機試劑過多,合成步驟較多, 母液較難處理。

目前,有關(guān)NU-87分子篩合成的報道大多采用以上合成方法,但此方法存在合成重復(fù)性較差和易生成雜晶等缺點。文獻[王麗麗,李曉峰,張成濤,等.一種新型的高硅沸石NU-87的合成與表征[J].分子催化,2007,21.]等對此合成方法進行了改進,在使用模板劑溴化(癸)十烷雙胺的同時對合成過程控制,增加凝膠陳化階段,并在成核期和晶化期進行pH調(diào)變。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩的制備方法,該方法使用二氮氧雜環(huán)烷二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,在有機堿存在下制備分子篩,制得的分子篩具有納米級晶粒。

本發(fā)明提供的EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩的制備方法,包括如下步驟:

(1)將有機堿、鋁源、式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R)溶于水中,混合均勻;式(Ⅰ)中n=1~3,

(2)向(1)步制得的混合溶液中加入硅源混合均勻,制成膠體或固液混合物,

當(dāng)制備EUO結(jié)構(gòu)分子篩時,使反應(yīng)物的摩爾比為:SiO2/Al2O3=10~50、H2O/SiO2=5~50、R/SiO2=0.05~0.5、M2O/SiO2=0.05~0.3、BA/SiO2=0.05~0.25;

當(dāng)制備NES結(jié)構(gòu)分子篩時,使反應(yīng)物的摩爾比為:SiO2/Al2O3=10~50、H2O/SiO2=5~50、R/SiO2=0.05~0.5、M2O/SiO2=0.05~0.3、BA/SiO2=0.3~1.0;

所述的M2O為堿金屬氧化物,BA為有機堿,

(3)將(2)步所得膠體或固液混合物于80~140℃,自生壓力下進行第一段水熱晶化反應(yīng)1~5天,升溫至150~250℃,在自生壓力下進行第二段水熱晶化反應(yīng)5~14天,收集固體產(chǎn)物,干燥。

本發(fā)明方法使用式(Ⅰ)所示的二氮氧雜環(huán)烷二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,在有機堿環(huán)境中,通過控制不同的堿量制備EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩,所得分子篩具有較好的催化性能。

附圖說明

圖1為對比例4制備的分子篩的粉末X-射線衍射(XRD)圖。

圖2為本發(fā)明實例3制備的分子篩的X-射線衍射(XRD)圖。

圖3為本發(fā)明實例3制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖4為本發(fā)明實例4制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖5為本發(fā)明實例5制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖6為本發(fā)明實例6制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖7為本發(fā)明實例7制備的分子篩的XRD圖。

圖8為本發(fā)明實例7制備的掃描電鏡圖。

圖9為本發(fā)明實例8制備的分子篩的氮氣吸附-脫附等溫曲線。

圖10為本發(fā)明實例8制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖11為本發(fā)明實例9制備的分子篩的孔分布曲線。

圖12為本發(fā)明實例9制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖13為本發(fā)明實例10制備的分子篩的掃描電鏡圖。

圖14為本發(fā)明實例11制備的分子篩的掃描電鏡圖。

具體實施方式

本發(fā)明方法使用式(Ⅰ)所示的二氮氧雜環(huán)烷二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,在有機堿存在下,通過控制有機堿的量以及兩段水熱晶化,分別制備EUO或NES結(jié)構(gòu)分子篩。制得的分子篩具有納米級晶粒,并具有良好的催化性能。

本發(fā)明方法(1)步是將有機堿、鋁源、式(Ⅰ)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R)溶于水中,混合均勻制成溶液,優(yōu)選地,將上述物質(zhì)攪拌至少30分鐘至均勻。所述的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為二氮氧雜環(huán)烷二溴鹽,具體地,是4,4,n+7,n+7-四甲基-1-氧-4,n+7-二氮環(huán)烷-4,n+7-二溴鹽,所述的n為1~3的整數(shù)。

(1)步所述的有機堿優(yōu)選四甲基氫氧化銨或四乙基氫氧化銨,所述的鋁源優(yōu)選氯化鋁、硫酸鋁、氫氧化鋁、偏鋁酸鈉或鋁溶膠。

所述方法(2)步是向(1)步的混合液中加入硅源,得到反應(yīng)混合物,(2)步中反應(yīng)物的摩爾比優(yōu)選為:當(dāng)制備EUO結(jié)構(gòu)分子篩時,反應(yīng)物的摩爾比為SiO2/Al2O3=20~50、H2O/SiO2=10~45、R/SiO2=0.05~0.35、M2O/Si=0.05~0.2、BA/SiO2=0.1~0.25;

當(dāng)制備NES結(jié)構(gòu)分子篩時,反應(yīng)物的摩爾比為SiO2/Al2O3=20~50、H2O/SiO2=10~45、R/SiO2=0.05~0.35、M2O/Si=0.05~0.2、BA/SiO2=0.3~0.8。

(2)步所述硅源優(yōu)選硅溶膠、硅膠粉、正硅酸乙酯、水玻璃或白炭黑。

所述方法(3)步為反應(yīng)物的水熱晶化反應(yīng),分兩段進行,第一段水熱晶化反應(yīng)在較低溫度下進行,先將反應(yīng)混合物置于密閉反應(yīng)釜中,在自生壓力下進行反應(yīng),第一段水熱晶化反應(yīng)溫度優(yōu)選100~140℃、時間優(yōu)選1~4天,然后升溫至第二段晶化反應(yīng)溫度,在自生壓力下進行第二段水熱晶化,第二段水熱晶化反應(yīng)溫度優(yōu)選150~200℃、時間優(yōu)選5~12天。晶化期間可以讓反應(yīng)釜保持輕微的轉(zhuǎn)動。

晶化反應(yīng)完成后,將反應(yīng)產(chǎn)物進行固液分離,所得固體產(chǎn)物經(jīng)水洗,干燥即得分子篩原粉。所述的干燥可以在空氣中于常壓或減壓下進行,干燥溫度優(yōu)選80~120℃、時間優(yōu)選4~10小時。

上述干燥后的分子篩原粉,可在水蒸汽、空氣或惰性氣體中于300~700℃焙燒,焙燒時間優(yōu)選2~6小時,得到分子篩。所述在水蒸汽中焙燒的分子篩需經(jīng)干燥,干燥溫度優(yōu)選100~110℃、時間優(yōu)選6~8小時。

下面通過實例進一步說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于此。

實例1

將15g(0.094mol)雙(二甲氨基乙基)醚加入兩口瓶中,加入100mL異丙醇,25℃攪拌下滴加10.8g(0.047mol)的1,5-二溴戊烷,滴加完畢,升溫至回流溫度回流30min,溶液由無色變成白色渾濁,再在回流溫度下反應(yīng)12h,降溫至25℃,加入50mL的乙酸乙酯攪拌15min形成白色渾濁液,過濾,所得固體用乙酸乙酯洗滌,得白色固體14.5g,為4,4,10,10-四甲基-1-氧-4,10-二氮環(huán)十二烷-4,10-二溴鹽,即式(Ⅰ)中n為3的化合物,其熔點270.2℃,1H-NMR譜圖化學(xué)位移(300MHz,內(nèi)標(biāo)TMS,溶劑CDCl3)δ(ppm)為:1.22(2H,m),1.82(4H,m),3.26(4H,t),3.56(12H,t),3.61(4H,t),3.79(4H,t)。

實例2

按實例1的方法制備二氮氧雜環(huán)烷二溴鹽,不同的是使用10.2g(0.047mol)的1,4-二溴丁烷代替1,5-二溴戊烷,得到4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽15.6g,即式(Ⅰ)中n為2的化合物,其熔點294.4℃,1H-NMR譜圖化學(xué)位移(300MHz,內(nèi)標(biāo)TMS,溶劑CDCl3)δ(ppm)為:1.82(2H,s),2.53(2H,m),3.09(12H,s),3.56(8H,m),3.94(4H,m)。

實例3

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的聚四氟乙烯(Teflon)容器中,加入21.50g去離子水、2.74g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.838g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌 30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.2。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)2天,再升溫至160℃,反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩B,其XRD圖見圖2,顯示為EU-1分子篩,掃描電鏡圖見圖3,顯示分子篩的晶粒大小為40~60納米。

實例4

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入10.97g去離子水、2.055g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.838g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=20、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.15。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)2天,再升溫至170℃,反應(yīng)7天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩C,XRD分析為EU-1,掃描電鏡圖見圖4,顯示晶粒尺寸為50納米。

實例5

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入14.45g去離子水、2.74g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.838g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入1g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=20、H2O/SiO2=20、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.20。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)2天,再 升溫至170℃,反應(yīng)8天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩D,XRD分析為EU-1,掃描電鏡圖見圖5,顯示晶粒尺寸為30-50納米。

實例6

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入14.45g去離子水、2.74g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.892g的實例1制備的4,4,10,10-四甲基-1-氧-4,10-二氮環(huán)十二烷-4,10-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入1g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=20、H2O/SiO2=20、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.20。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)2天,再升溫至170℃,反應(yīng)8天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩E,XRD分析為EU-1,掃描電鏡圖見圖6,顯示晶粒尺寸為30-40納米。

對比例1

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入23.56g去離子水、0.79g氫氧化鈉、1.838g的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、OH-/SiO2=0.61、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.73。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)4天,再升溫至160℃,反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩M1,XRD分析為絲光沸石。

對比例2

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入23.56g去離子水、0.56g氫氧化鈉、1.838g的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、OH-/SiO2=0.43、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.56。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在160℃反應(yīng)10天,取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩M2,XRD分析為絲光沸石。

對比例3

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入23.56g去離子水、0.36g氫氧化鈉、1.838g的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),然后加入2g白炭黑,攪拌30分鐘混合均勻,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、OH-/SiO2=0.28、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.4。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在160℃反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩M3,XRD分析為ANA方沸石。

對比例4

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,然后分別加入21.51g去離子水、2.72g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘混合均勻,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.2。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)4天,再 升溫至160℃,反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌,100℃干燥5小時,得到固體產(chǎn)物,其XRD圖見圖1,顯示為無定形結(jié)構(gòu)。

對比例5

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入18.83g去離子水、6.845g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘混合均勻,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.5。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)2天,再升溫至160℃,反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌,100℃干燥5小時,得到分子篩M4,XRD分析顯示為Beta分子篩。

實例7

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入18.83g去離子水、6.845g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.838g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.5。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)1天,再升溫至160℃,反應(yīng)10天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩F,其XRD圖見圖7,顯示為NU-87分子篩,掃描電鏡圖見圖8。

實例8

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入18.83g去離子水、6.845g的濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.838g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.15、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.5。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)1天,再升溫至160℃,反應(yīng)7天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩G,XRD分析顯示為NU-87分子篩,其氮氣吸附-脫附等溫曲線見圖9,掃描電鏡圖見圖10。

實例9

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入20.63g去離子水、4.08g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.225g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.10、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.3。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)1天,再升溫至160℃,反應(yīng)7天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩H,XRD分析顯示為NU-87分子篩,其孔分布曲線見圖11(孔分布測定方法為:在液氮溫度77k(-196℃),測定凈化樣品在不同比壓P/P0條件下對氮氣的吸附量和脫附量,獲得N2吸附-脫附等溫曲線。然后利用BET公式計算比表面積,取比壓P/P0=0.98以下的吸附量為樣品的孔體積,利用BJH公式計算中孔部分的孔徑分布),掃描電鏡圖見圖12。

實例10

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入20.63g去離子水、 4.08g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.225g實例2制備的4,4,9,9-四甲基-1-氧-4,9-二氮環(huán)十一烷-4,9-二溴鹽為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(R),攪拌30分鐘至均勻,然后加入2g白炭黑,攪拌5分鐘充分混合,其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=40、R/SiO2=0.10、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.3。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)1天,再升溫至160℃,反應(yīng)7天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩J,XRD分析顯示為NU-87分子篩,掃描電鏡圖見圖13。

實例11

取0.134g偏鋁酸鈉加入45mL的Teflon容器中,加入8.99g去離子水、4.08g濃度為35質(zhì)量%的四乙基氫氧化銨溶液、1.261g實例1制備的4,4,10,10-四甲基-1-氧-4,10-二氮環(huán)十二烷-4,10-二溴鹽結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,之后攪拌至均勻,隨后加入2g白炭黑,最后將該混合物進行徹底混合。其中各組分的摩爾比為:SiO2/Al2O3=40、H2O/SiO2=20、R/SiO2=0.10、Na2O/SiO2=0.12、TEAOH/SiO2=0.3。

將上述混合物裝入45mL的帶Teflon內(nèi)襯的鋼制高壓釜中加蓋并密封,將高壓釜放置于轉(zhuǎn)動的對流烘箱中,轉(zhuǎn)速設(shè)定為20rpm,在120℃反應(yīng)1天,再升溫至175℃,反應(yīng)6天。取出高壓釜并使其迅速冷卻至室溫,將混合物在5000rpm的高速離心機上分離,收集固體,用去離子水洗滌至洗滌液無溴離子、100℃干燥5小時,得到分子篩L,XRD分析顯示為NU-87分子篩,掃描電鏡圖見圖14。

實例12

將實例3干燥后的EU-1分子篩B于空氣流中550℃焙燒6小時,得分子篩B1。

取用溴化六甲雙銨([(CH3)3N+-(CH2)6-+N(CH3)3]Br2)作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備的EU-1分子篩N,按上述方法焙燒后得分子篩N1。

取實例8干燥后的NU-87分子篩G,按上述方法焙燒后得分子篩G1。

取用溴化(癸)十烷雙胺([(CH3)3N+-(CH2)10-+N(CH3)3]Br2)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備的NU-87分子篩R,按上述方法焙燒后得分子篩R1。

各分子篩用氮吸附-脫附法測得的BET比表面積和孔體積(BJH算法計算)見表1。

表1

*微孔為孔徑小于2nm的孔。

實例13

取10g實例3制得的EU-1分子篩B,用200mL濃度為5質(zhì)量%的氯化銨溶液進行銨交換,交換時間為3小時,交換后固體經(jīng)水洗后,于90℃干燥12小時,550℃焙燒4小時,再用濃度為0.8mol/L的NaOH溶液處理0.5小時,之后用200mL濃度為5質(zhì)量%的氯化銨溶液進行銨交換,交換時間為3小時,交換后固體經(jīng)水洗后,于90℃干燥12小時,550℃焙燒4小時,得到氫型分子篩B2。

按上述方法分別對EU-1分子篩N、NU-87分子篩G、NU-87分子篩R進行銨交換,依次得到分子篩N2、G2和R2。

取2g氫型分子篩,裝入微型反應(yīng)器中,以1,2,4-三甲基苯為反應(yīng)原料,在350℃,進料質(zhì)量空速為2.8h-1的條件下進行歧化反應(yīng),目的產(chǎn)物為二甲苯和四甲基苯,反應(yīng)結(jié)果見表2。

表2

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