一种利用X分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法

本发明属于分子筛合成，涉及一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法。

背景技术：

1、分子筛是一种具有特定孔道结构的硅铝酸盐结晶化合物，因其具有特定的孔道结构、优异的酸性、大量活性位点和良好的水热稳定性，广泛应用于许多领域，如石油化工、环境保护、化学合成、气体吸附和分离等，在化学工业和环境领域具有广泛的应用前景。其中beta分子筛具有高度缺陷，骨架结构活泼，是目前人工可合成的唯一具有十二元环和三维交叉孔道体系的分子筛，被广泛应用于烷基化、烷基转移、异构化、裂化等反应。

2、富铝beta分子筛是一种具有高铝含量的*bea型分子筛，由于铝含量较高所以具有较高的酸性，这使得它在酸催化反应中表现出色，可以用于一系列的酸催化反应。同时具有较高的热稳定性，可以在高温条件下保持其结构和性能的稳定。富铝beta分子筛的优异性能使其广泛应用于吸附、分离、催化等领域。现在富铝beta分子筛主要通过无模板剂法合成，通常需要加入大量晶种且晶化时间较长，或是收率较低，不利于大范围工业化。因此，本领域亟需一种高效合成富铝beta分子筛的方法，提升分子筛的应用范围。

3、转晶合成法是将一种分子筛转化为另一种分子筛的合成方法。在这种方法中，通过在特定的反应条件下，利用原有分子筛的晶体结构，通过改变反应物组成、温度、反应时间等参数，实现分子筛结构的转变。由于起始沸石形成的非晶铝硅酸盐物种保留了起始沸石的局部有序的结构、形态，因此促进了独特的合成行为。现在转晶法合成beta分子筛是以y沸石为前驱沸石，先利用硫酸、磺酸等在酸性条件下脱铝，再在高温条件下晶化，一般晶化时间较长或要加入大量晶种或收率较低。工艺路线复杂且能耗较高，不利于工业化推广应用。

技术实现思路

1、为解决目前富铝beta分子筛难合成、晶化久、收率低、工艺复杂等难题，本发明首次提供一种用x分子筛作为原料，成功转晶合成富铝beta分子筛的方法。本发明中beta分子筛晶化流程操作简便、配方稳定、收率高，硅铝比低，原料x分子筛制备工艺成熟、廉价易得，有利于工业发展。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，包括以下步骤：

4、(1)将x分子筛进行焙烧除水预处理；

5、(2)将模板剂osda、氢氧化钠和水混合均匀，形成混合液，再向其中加入步骤(1)预处理得到的x分子筛、补充硅源搅拌混匀，得到混合凝胶；

6、(3)将步骤(2)中所得混合凝胶转移至反应釜中进行晶化；

7、(4)将步骤(3)中得到的晶化产物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到所述的富铝beta分子筛；

8、步骤(2)所述混合凝胶中si:al:osda:h2o:oh-的摩尔比为1:0.05～0.1:0.1～0.6:5～50:0.1～0.6。

9、优选步骤(3)所述晶化温度为130-180℃，晶化时间为12-144h。进一步地，晶化时间为12-72h。

10、一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，步骤(2)中氢氧化钠由氯化钾代替，混合凝胶中si:al:osda:h2o:oh-:k2o的摩尔比为1:0.1～0.8:0.1～0.6:5～50:0.1～0.6:0.05～0.40；步骤(3)中晶化由转动老化和转动晶化代替。

11、优选步骤(2)所述混合凝胶中si:al:osda:h2o:oh-:k2o的摩尔比为1:0.11～0.8:0.1～0.6:5～50:0.1～0.6:0.05～0.40。

12、优选所述转动老化温度为30-50℃，转动老化时间为12-18h。

13、优选所述转动晶化温度为140-160℃，转动晶化时间为60-96h。进一步地，转动晶化时间为60-72h。

14、优选步骤(2)所述补充硅源选自固体硅胶、水玻璃、硅酸钠、硅溶胶、正硅酸乙酯和白炭黑中的至少一种。进一步地，选择补充硅源为固体硅胶粉末，si2o含量为20％～90％。

15、本发明中硅源来源于预处理得到的x分子筛和补充硅源。

16、优选步骤(2)所述模板剂osda选自四乙基氢氧化铵和四乙基溴化铵中的至少一种。进一步地，选择模板剂为四乙基氢氧化铵teaoh。

17、优选步骤(2)所述x分子筛的si/al≤2。

18、优选步骤(4)所述焙烧温度为450-650℃，焙烧时间为3-7h。

19、本发明的有益效果：通过简单易操作的方法，能够使用较为易得低廉的x沸石和补充硅源，转晶合成纯相的富铝beta分子筛：通过利用x分子筛极低硅铝比的特性，来得到低硅铝比的beta分子筛，首先在碱性高温条件下将x分子筛溶解成无定形硅铝酸盐物种，再与补充的硅源在模板剂的导向作用下合成beta分子筛。进一步地，含有氯化钾的混合凝胶能够得到的硅铝比更低的beta分子筛。本发明晶化流程操作简便、配方稳定、收率高，硅铝比低，合成过程易于重复、扩大生产，具有良好的经济和环保效益。

技术特征：

1.一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，权利要求1步骤(2)中氢氧化钠由氯化钾代替，混合凝胶中si:al:osda:h2o:oh-:k2o的摩尔比为1:0.1～0.8:0.1～0.6:5～50:0.1～0.6:0.05～0.40；步骤(3)中晶化由转动老化和转动晶化代替。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述补充硅源选自固体硅胶、水玻璃、硅酸钠、硅溶胶、正硅酸乙酯和白炭黑中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述模板剂选自四乙基氢氧化铵和四乙基溴化铵中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述x分子筛的si/al≤2。

6.根据权利要求1所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述晶化温度为130-180℃，晶化时间为12-144h。

7.根据权利要求2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述转动老化温度为20-60℃，转动老化时间为6-24h。

8.根据权利要求2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述转动晶化温度为130-180℃，转动晶化时间为12-144h。

9.根据权利要求1或2所述的一种利用x分子筛转晶合成富铝beta分子筛的方法，其特征在于，所述焙烧温度为450-650℃，焙烧时间为3-7h。

技术总结本发明涉及一种富铝Beta分子筛的合成方法，包括以下步骤：(1)将X分子筛进行焙烧除水预处理；(2)将模板剂、氢氧化钠和水混合均匀，再向其中加入步骤(1)预处理得到的X分子筛、补充硅源搅拌混匀，得到混合凝胶；(3)将步骤(2)中所得混合凝胶转移至反应釜中进行晶化；(4)将步骤(3)中得到的晶化产物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到所述的富铝beta分子筛。一方面，本发明使用的补充硅源和X分子筛都廉价易得，来源广泛，具有一定的经济效益；另一方面，本发明工艺流程稳定、操作简单、收率高，易于大规模工业化，且富铝beta分子筛可以用于一系列的酸催化反应，同时具有较高的热稳定性。技术研发人员：刘家旭,贺红霞受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11