一种超疏水性含Ti纳米丝光沸石分子筛的制备方法

摘要

本发明公开了一种超疏水性含Ti纳米丝光沸石分子筛的制备方法，具体步骤：首先合成具有丰富介孔结构的纳米丝光沸石分子筛为前驱体，随后结合深度脱铝和气固相同晶置换法后补过渡金属的方法将Ti反应活性中心植入沸石骨架中，最后通过有机硅烷化试剂表面改性后处理制备超疏水性含Ti的纳米丝光沸石分子筛。本发明最显著的优点在于使用疏水性更强的有机硅烷化试剂取代传统对硅骨架具有极大破坏作用的无机氟硅酸作为调控剂，一方面可以保护沸石分子筛的微孔结构，另一方面在合成过程中并不产生任何二次环境污染。另外，通过调节合成体系的硅铝比和气固相同晶取代处理的前躯体种类和温度，可以有效调控Ti金属原子在沸石分子筛骨架内的负载量。

主权项

一种超疏水性含Ti纳米丝光沸石分子筛的制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤： 第一步：介孔纳米丝光沸石分子筛的合成将CTATos与H₂O混合，在60 ℃的恒温水浴锅中水浴加热2 h，形成A溶液；另将 NaOH与 H₂O混合，搅拌至清液，往其中加入异丙醇铝，再于60 ℃的恒温水浴锅中加热1 h，待异丙醇铝完全溶解之后，往其内缓慢滴加硅溶胶，然后保持原来的温度恒定不变，搅拌2 h，形成B溶液；将B溶液逐滴加入A溶液，继续搅2 h，将混合物转至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢静态晶化釜中，并将其放置于130 ℃烘箱中晶化5天，经常规的抽滤、去离子水洗涤、干燥后再于550 ℃条件下焙烧5 h得固体产物即介孔纳米丝光沸石分子筛；其中：各组分摩尔组成为： CTATos: SiO₂ = 0.06， SiO₂ : Al₂O₃ = 30，Na₂O: SiO₂ = 0.64，H₂O:SiO₂  = 102；第二步：酸性脱铝结合气固相同晶取代引入过渡金属活性中心将第一步得到的介孔纳米丝光沸石分子筛与硝酸的水溶液按质量比1 :10 ~ 100混合，所述硝酸的水溶液的摩尔浓度是2 ~ 8 mol/L；将所得混合物加热至回流状态酸洗处理12 ~ 48 h，经过滤、洗涤、干燥，得到深度脱铝的氢型丝光沸石，所述深度脱铝的氢型丝光沸石的硅铝摩尔比大于80 (Si/Al > 80)；然后采用气固相同晶置换法后植入过渡金属原子Ti，具体操作如下：将深度脱铝的氢型丝光沸石置于石英管中，先在300 ~ 500 ℃下活化1 ~ 3 h，然后在该温度下通过渡金属化合物TiCl₄蒸汽1 ~ 3 h，控制载气流量在0.05 ~ 0.5 L/min，最后在该温度下用N₂吹扫3 h，待温度降到室温后，得到含Ti的介孔纳米丝光沸石分子筛；第三步：硅烷化试剂表面疏水性处理将一定量的含Ti的介孔纳米丝光沸石分子筛与定量有机溶剂混合，其固含量为5～100%，然后加入疏水硅烷化试剂，硅烷化试剂的用量为含Ti的介孔纳米丝光沸石分子筛重量的5～50%；转移至带有聚四氟乙烯内衬的动态反应釜中，在80～200 ℃晶化10～48 h，最后将晶化产物经过滤、洗涤、干燥后，得到硅烷化试剂改性处理的超疏水性含Ti纳米丝光沸石分子筛；其中：所述有机溶剂为环己烷、甲苯、无水乙醇中的一种；所述的硅烷化试剂为单甲基氯硅烷、二甲基氯硅烷、单甲基甲氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、单甲基乙氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷。