专利名称：一种制备镁碱沸石的方法
技术领域：
本发明涉及的是制备沸石的方法，特别是制备镁碱沸石的方法。
国际沸石学会(IZA)命名的FER沸石即镁碱沸石(Ferrierite)，又称ZSM-35沸石。美国专利5,288,475报到了一种用1，4-二甲基哌嗪作结构导向剂制备FER沸石的方法。即将含有碱金属或碱土金属(M)源、三价元素(X)的氧化物源、四价元素(Y)的氧化物源、结构导向剂(R)1，4-二甲基哌嗪和水按一定比例组成混合物，于100～200℃，反应10小时至10天，产物ZSM-35(即FER)晶体冷却至室温、过滤、用水洗涤制得。
制备FER沸石还有其它的方法，所采用的结构导向剂有吡咯、吡啶、N-甲基吡啶嗡、胆碱、吗啉、二恶烷、双(N-甲基比啶)乙基嗡等。
用上述方法制备FER沸石，使用的结构导向剂多为结构较复杂的含氮有机化合物，因而毒性大，价格也昂贵。
本发明目的在于提供一种毒性小、价格低廉的非含氮有机化合物为结构导向剂制备FER沸石的方法。
本发明是这样实现的。将含有碱金属或碱土金属(M)源，三价元素(X)的氧化物源，四价元素(Y)的氧化物源，水和结构导向剂(R)四氢呋喃组成混合物搅拌成胶体，在100℃～250℃反应，反应结束后，冷却至室温，过滤、用水洗涤回收生成的FER沸石晶体。
本发明所用的反应混合物摩尔比组成范围是YO2/X2O35～100H2O/YO210～100OH-1/YO20～1.0M/YO20.005～2.0R/YO20.2～2.0YO2/X2O3表示四价元素氧化物与三价元素氧化物的摩尔比，其余是以四价元素氧化物为基准计算的水、碱、金属阳离子及模板剂的摩尔比。
本发明的反应温度为100～250℃，反应时间15小时到18天。一般来说，反应温度提高，反应所需时间，也称晶化时间，就缩短。
本发明较好的反应温度是150℃～220℃。
本发明较好的反应时间是20小时～5天。
本发明反应混合物所用的碱金属(M)源可以是氢氧化钠、氢氧化钾等，一般用氢氧化钠。反应混合物中的三价元素(X)的氧化物源，是指铝、硼、镓等三价元素的氧化物源，它可由这些三价元素的氧化物、氢氧化物、无机或有机的盐类形式提供，例如铝的氧化物源，可由氧化铝、氢氧化铝、偏铝酸钠和硫酸铝等提供。反应混合物中的四价元素(Y)的氧化物源，是指硅、锗、锡等四价元素的氧化物源，其中主要是硅的氧化物源，可由硅溶胶、硅胶、水玻璃和白炭黑等提供。
本发明反应混合物中加入FER沸石晶种时可加速FER沸石晶体的形成，一般加入量为0.01％～1.0％(以反应混合物的总量为基准)。如不加晶种也可制得FER沸石，但反应时间较长。
本发明制备的沸石具有FER沸石特征的X射线粉末衍射谱(见
图1)，衍射数据见下
2θ 晶面间距() 相对强度(I/I0)*7.82±0.0211.30±0.03 W9.40±0.049.40±0.04VS9.76±0.029.06±0.02W12.52±0.06 7.06±0.03M12.76±0.06 6.93±0.03M13.42±0.06 6.59±0.03M15.46±0.06 5.73±0.03W15.68±0.04 5.65±0.02W17.92±0.06 4.95±0.02W18.48±0.06 4.80±0.02W18.86±0.06 4.70±0.02W19.42±0.12 4.57±0.03W22.38±0.06 3.97±0.02S22.70±0.12 3.91±0.02M23.22±0.12 3.83±0.02W23.62±0.12 3.76±0.02M23.84±0.20 3.73±0.03W24.46±0.12 3.64±0.02W25.20±0.20 3.53±0.03VS25.70±0.20 3.46±0.03S26.50±0.16 3.36±0.02W26.98±0.16 3.30±0.02W28.56±0.30 3.12±0.03M29 44±0.20 3.03±0.02W30.40±0.20 2.94±0.02W30.98±0.20 2.88±0.02W31.60±0.20 2.83±0.02W33.16±0.20 2.70±0.02W33.92±0.26 2.64±0.02W34.86±0.30 2.57±0.02W*VS＝极强(I/I0＝75～100)，S＝强(I/I0＝50～74)，M＝中等(I/I0＝25～49)W＝弱(I/I0＝0～24)
本发明制备FER沸石晶体为多晶聚集体(见图2)。它的低温氮吸附与脱附等温线(见图3)，显示出典型的微孔吸附特征。
本发明制备FER沸石的方法，由于采用的结构导向剂为非含氮有机化合物四氢呋喃，与以往采用的结构导向剂多为结构较复杂的含氮有机化合物相比，具有毒性小，价格较廉等优点，因而易于工业化。
图1是本发明制备的FER沸石X射线粉末衍射谱，横坐标标示的2θ为衍射角。
图2是本发明制备的FER沸石晶体的扫描电子显微镜照片。
图3是本发明制备的FER沸石的吸附和脱附等温线，+是吸附等温线，O是脱附等温线，横坐标表示相对压力(P/P0)，纵坐标表示吸附体积cm3/g。
实施例将四氢呋喃、硅溶胶或水玻璃、氢氧化钠、水、硫酸铝或氢氧化铝混合均匀、搅拌成胶体，移入反应釜中密闭，在一定温度下晶化，反应结束后将产物FER沸石过滤、洗涤、烘干。反应混合物中加入FER沸石晶种可加速FER沸石晶体的形成。
权利要求
1.一种制备FER沸石的方法，其特征在于将含有碱金属或碱土金属(M)源、三价元素(X)的氧化物源、四价元素(Y)的氧化物源、水和结构导向剂(R)四氢呋喃组成的混合物在100℃～250℃反应15小时到18天，反应结束后，生成的FER沸石晶体经冷却、过滤、用水洗涤制得。所用的反应混合物摩尔比组成范围是YO2/X2O35～100H2O/YO210～100OH-1/YO20～1.0M/YO20.005～2.0R/YO20.2～2.0
2.根据权利要求1所述制备FER沸石的方法，其特征在于反应温度是150℃～220℃。
3.根据权利要求1所述制备FER沸石的方法，其特征在于反应时间是20小时～5天。
4.根据权利要求1所述制备FER沸石的方法，其特征在于碱金属(M)源是NaOH、KOH，三价元素(X)的氧化物源是硫酸铝、氢氧化铝、偏铝酸钠，四价元素(Y)的氧化物源是硅溶胶、硅胶、水玻璃和白炭黑。
5.根据权利要求1所述制备FER沸石的方法，其特征在于在反应混合物中加入0.01％～1.0％(重量)的FER沸石晶种。
全文摘要
本发明提供了一种制备FER沸石的方法。该方法是将含有碱金属或碱土金属(M)源、三价元素(X)的氧化物源、四价元素(Y)的氧化物源、水和结构导向剂(R)四氢呋喃组成的混合物反应后,生成物FER沸石晶体经冷却、过滤、用水洗涤制得。本发明采用的结构导向剂为非含氮有机化合物四氢呋喃,与结构较复杂的含氮有机化合物作导向剂相比,具有毒性小、价格低等优点,因而易于工业化。
文档编号C01B39/00GK1265374SQ0011189
公开日2000年9月6日 申请日期2000年3月7日 优先权日2000年3月7日
发明者龙英才, 郭国清 申请人:复旦大学, 北京燕山石油化工公司研究院