表面润湿法合成β-沸石的研究.pdf

表面润湿法合成p一沸石的研究 刘冠华何鸣元舒兴田 (石油化工科学研究院，北京100083) 通常的分子筛合成过程是把反应物料混合，打成浆液然后进行晶化反应，即所谓“成胶晶化 法”。用这种方法合成p沸石一般需要较高的模板剂用量和较长的晶化时间o’2]。为此发明了一种 合成p沸石的方法——表面润湿法”“]，该方法的思想是把液体反应物料浸湿在固体物料的表面， 造成一个液体比例相对较高的局部反应区域，使得在不增加模板剂用量的情况下提高实际参加反 应的模板剂比例．从而达到降低模板剂用量、降低B．沸石合成成本的目的。本文将探讨表面润湿法 合成口一沸石的影响因素。 1试验部分 表I硅胶小球的比表面积 1．1主要设备 样品规格4嘲o～60。譬篇笔嚣10嘲0～12。。 50mL不锈钢反应釜。 比表面积／m2·g一1336 401 669 660 1．2主要原料 青岛海洋化工厂生产的硅胶小球(表1)，北京化工厂生产的四乙基氢氧化铵(TEAOH)。 1．3试验方法 把所有原料按投料配比混合均匀，装入反应釜中，在烘箱中升温至150C，保持一定时间，取出 过滤，干燥得到p沸石。 2结果和讨论 2．1硅胶颗粒对晶化反应的影响 图1是相同目数、不同孔道的两种硅胶颗粒作硅源合成p沸石的晶化曲线。细孔硅胶的比表面 积比粗孔硅胶大]／2多，单位表面积上的模板剂量在粗孔硅胶上比在细fL硅胶上大，所以主要由 TEAOH控制的晶化诱导期在使用粗iL硅胶时较短，晶化时间也较短，结晶度较高。 图2是不同目数硅胶作硅源合成p沸石的晶化曲线。80～120目粗孔硅胶和40～60目粗孔硅 胶具有相近的比表面积，液体反应物料表面浓度相近，故晶化诱导期相近；但80～120目硅胶颗粒 较小，较易在反应过程中溶解，故晶化速度较快，结晶度也高。100～200目细孔硅胶虽然颗粒最小， 但由于比表面积很大．模板剂表面浓度不足，故晶化诱导期较长，晶化速度也较慢。 2．2 TEAOH对晶化反应的影响 在loo～200目细孔硅胶的反应中增加TEAOH用量，得到图3的结果。晶化诱导期明显缩短， 晶化效果大大提高，说明TEAOH用量是决定晶化反应的主要条件．也说明了上述减小硅胶比表 面积的试验相当于提高了TEAOH的实际反应浓度。 2．3水用量对晶化反应的影响 图4是用两种不同的硅胶作硅源合成p沸石的产品结晶度与投料H。O／SiO。比值的关系。较 低的水用量可以得到较高的物料浓度．反应效果就好。但水用量低到一定程度时，其溶剂作用就会 减弱，不利于固体硅胶的溶解，因此不利于晶化反应。图4中两种硅胶作硅源时其结晶度都在H：O／ Si02≈2时有一个最大值，说明它们的反应规律是相似的。 ·542· 蕞 X 捌 捌 喀 曙 姆 据 晶化时问／h 晶化时间／h 图1粗孔硅胶和细孔硅胶的晶化曲线 图2不同颗粒大小硅胶的晶化曲线 11， Si02／AIz03=37．8．TEAOH／SiOz=0 Si02／A1203车37．8．TEAoH／Si02—0．11- H20／SiOz；1．91 H20／Si02=1．9；0--80～120目大孔硅胶； 0-60～120目大孔硅胶；●80～120目大孔硅胶Q--ao～60目大孔硅胶；+一loo～200目大孔硅胶