专利名称：一种超细纳米im-5分子筛及其合成方法
技术领域：
本发明涉及一种超细纳米IM-5分子筛及其合成方法，属于无机材料制备领域。
背景技术：
微孔分子筛材料具有规则的孔道、较大的表面积，广泛应用于吸附、分离、化工、催化等领域。近年来，一些新型结构的分子筛材料已经不断被合成出来。IM-5分子筛是以双季铵盐为模板剂合成的一种新型沸石。IM-5分子筛与ZSM-5的孔道结构类似，拥有二维IOMR交错孔道，且热稳定性和水热稳定性较高，在石蜡裂化、正丁烯异构化、合成气制汽油等石油化工领域具有较强的催化应用前景。Journal of Molecular Catalysis A: Chemical,2000，162:175-189,以1，I’-(戊甲撑)二(1-甲基吡咯烷鎗)溴化物为模板剂，在添加溴化钠促进剂的条件下，175°C静态水热条件晶化10天得到IM-5分子筛。Journal of Catalysis 215 (2003) 151-170，以 1，I’-(戊甲撑)二(1-甲基吡咯烷鎗)溴化物为模板剂，在160°C动态水热条件下晶化14天得到IM-5分子筛。
CN 1234012A、CN11406120C公开了頂-5分子筛及其合成方法。通过添加额外的NU-88粉末为晶种，在170°C下水热晶化8天得到高结晶度的IM-5分子筛。通过研究上述文献合成的产物可知，所得頂-5分子筛在形貌上为二维棒状，棒的直径一般为80nm以上，长度一般为200-2000nm。因此，该棒状分子筛仅在一个维度上表现为纳米尺度，而在另一维度上为微米级或次微米级，分子筛的总体尺寸仍然较大。然而，总所周知，降低分子筛的晶粒尺寸，使其达到纳米尤其是超细纳米级别，可以减少反应物或产物分子在分子筛晶体内的扩散阻力，是防止深度反应产生积碳的一种有效方法。而且随着分子筛颗粒尺寸的减小，晶粒的表面原子数与体相原子数之比迅速增大，从而显示出较强的体积效应、表面效应和量子尺寸效应，材料具有传质效率优良、高活性、高选择性等优点。
发明内容
本发明提供了一种超细晶粒IM-5分子筛及其合成方法。根据本发明的方法，通过向反应体系中加入有机聚合物和表面活性剂的协同作用，可以得到超细纳米IM-5分子筛棒状颗粒。本发明超细纳米IM-5分子筛，颗粒为棒状，棒状颗粒的直径在15-50nm范围内，棒状颗粒的长度在50-150nm范围内。本发明超细纳米IM-5分子筛的合成方法包括如下内容:
(1)将碱源、模板剂、铝源、水、硅源、聚乙二醇和表面活性剂在容器中混合，在适宜温度搅拌生成溶胶；
(2)将步骤(I)的混合物移至水热反应釜中升温至160-185°C水热晶化7-12天后，取出并分离固体产物，干燥后得到超细IM-5分子筛。
步骤(I)中，搅拌温度为20_70°C，优选为55_65°C，搅拌时间为1_24小时，优选为3-12小时。步骤(I)中，所述的碱源为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂，优选为氢氧化钠。所述的模板剂为1，I’-(戊甲撑)二(1-甲基吡咯烷鎗)溴化物，英文名称为
I,I’- (Pentamethylene) bis (l-methylpyrrolidinium)，结构式为:
权利要求
1.一种超细纳米IM-5分子筛，其特征在于:超细纳米IM-5分子筛的颗粒为棒状，棒状颗粒的直径在15-50nm范围内，棒状颗粒的长度在50_150nm范围内。
2.—种权利要求1所述超细纳米IM-5分子筛的合成方法，其特征在于包括如下内容: (1)将碱源、模板剂、铝源、水、硅源、聚乙二醇和表面活性剂混合，在适宜温度搅拌生成溶胶； (2)将步骤(I)的混合物 移至水热反应釜中升温至160-185°C水热晶化7-12天后，取出并分离固体产物，干燥后得到超细IM-5分子筛。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，搅拌温度为20-70°C，搅拌时间为1-24小时。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，搅拌温度为55-65°C，搅拌时间为3-12小时。
5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，碱源为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂；铝源为硝酸铝、氯化铝或硫酸铝；硅源为白炭黑、硅酸、硅醇盐、硅溶胶或硅胶。
6.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，模板剂为戊烷-1，5-二(甲基吡咯烷鎗)溴化物。
7.按照权利要求2所述的方法，其特征在于；步骤(I)中，表面活性剂为碳链长度为12-16个碳的阳离子季铵盐。
8.按照权利要求2所述的方法，其特征在于；步骤(I)中，聚乙二醇的粘均分子量为2000-50000。
9.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，反应混合物按以下物质计的摩尔配比为:SiO2Al2O3 为 35-65 R/Si02S0.2-0.4，R 指模板剂H20/Si02 为 40-80OHVSiO2 为 0.4-0.75 聚乙二醇的用量以整个体系 的重量计,含量为1%_6% 阳离子表面活性剂的用量以整个体系的重量计，含量为1%_3%。
10.按照权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(2)中，水热晶化温度为165-175°C。
全文摘要
本发明提供了一种超细纳米IM-5分子筛及其合成方法。通过向反应原料中添加聚乙二醇和长碳链季铵盐，两者形成协同分散和保护作用，使生成的棒状IM-5分子筛的直径和长度明显缩小，从而得到超细纳米IM-5分子筛。该分子筛的直径在15-50nm范围内，长度在50-150nm范围内。
文档编号C01B39/04GK103101928SQ20111035359
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者凌凤香, 杨卫亚, 王少军, 沈智奇 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院