多级孔沸石分子筛的软模板制备方法及其发展前景

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多级孔沸石分子筛的软模板制备方法及其发展前景

作者：王旭阳

来源：《科学与财富》2017年第26期

摘要：微孔沸石分子筛具有良好的择形性、较强的酸性、较大的比表面积以及良好的水热稳定性，在石油化工过程以及环保和尾气处理等领域都有着非常广泛的应用，成为一种非常重要的工业催化剂和催化剂载体。微孔沸石分子筛孔径通常小于1nm，而沸石分子筛晶体的直径却达到了几百纳米到几十微米，这种情况使得反应物分子和产物分子的扩散受到了限制以及沸石内部酸性位点不容易被大分子接触到。这些都给沸石材料的催化活性带来了很多的负面影响。具有多级孔道结构的沸石材料具有酸性位点可接近性和改善的分子传递性能，被认为是工业上非常有前景的材料。

关键词：多级孔沸石分子筛的软模板 制备方法 发展前景 1、软模板法合成多级孔Beta沸石分子筛 1.1以多季铵基团烷基季铵盐为软模板

首先采用聚二甲基二烯丙基氯化铵作为介孔模板合成了多级孔Beta沸石分子筛。该方法的优点为节省时间、操作简单以及合成的过程可控，具有普遍合成意义。制备过程中使用的阳离子聚合物聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC），分子式是（C8H16NCl）n，为高电正性、低价格、高稳定性等特点的强阳离子聚电解质，和反应体系中的硅铝酸盐自组装后，该阳离子聚合物可以较均匀地分散到沸石的合成凝胶中。在水热条件下，伴随沸石的不断晶化，阳离子聚合物完全嵌入到了沸石晶体骨架中。晶化完成后再在550℃条件下煅烧去除有机模板剂后，即可得到多级孔Beta沸石。

设计制备了一类双功能季铵盐表面活性剂为双尺度（微孔和介孔）结构导向剂，合成了多级孔Beta沸石分子筛。这类表面活性剂由憎水的长链烷基和亲水的季铵盐两部分组成，亲水的季铵盐基团作为有效的结构导向剂负责引导沸石骨架的形成，而憎水的长链烷基部分可以抑制沸石的无限生长，从而在沸石骨架中形成了一定数目的介孔结构。将设计合成的四铵基Ph（–N2-C16）2表面活性剂和六铵基N2（-Ph-N2-C16）2表面活性剂分别加入Beta沸石合成体系，并对产品进行了一系列表征。由N2吸附-脱附等温线可以看出制备的两种多级孔Beta分子筛样品（H-Beta-N4和H-Beta-N6）都表现出了IV型吸附等温线的特征，在相对压力0.6 1.2以双亲有机硅表面活性剂为软模板