一种高含量骨架铁ZSM-35分子筛的分步晶化合成法

摘要

本发明涉及一种在静态条件下合成高含量骨架铁ZSM-35分子筛的分步晶化合成法。以硅溶胶、无机碱、三价铁离子溶液、环己胺和去离子水为原料合成。本发明是将铁原子以四面体配位方式有效地引入到分子筛骨架中，铁引入量较高，初始凝胶中引入量可达到Si/Fe＝20，产物中仅含少量甚至不含有无活性的Fe2O3杂相，晶化时间短(32h)，且具有较高的晶化度(＞90％)等优点。

主权项

一种高含量骨架铁ZSM‑35分子筛的分步晶化合成法，包括如下合成步骤：第一阶段(I)第1步：用0.5M～5M的无机碱溶液需用量的40％～60％将10wt.％～40wt.％的硅溶胶解聚，加强热至100℃～600℃将硅溶胶进一步解聚，之后加入去离子水用量的40％～60％，记为A溶液；将偏铝酸钠溶解在40％～60％用量的去离子水中，再加入0.5M～5M的无机碱溶液用量的40％～60％进行混合，记为B溶液；第2步：在搅拌下，将所得的B溶液缓缓滴加到所得的A溶液中，得到白色胶体，记为C溶液；第3步：搅拌C溶液，同时将0.05M～2M的三价铁离子的溶液加入到C溶液中，继续搅拌直至混合均匀，记为D溶液；第4步：搅拌D溶液，同时将环己胺模板剂加入到D溶液中，继续搅拌直至均匀，得到初始凝胶产物；第5步：将初始凝胶放入反应釜中，于100℃～300℃下晶化2～20小时；上述第一阶段(I)的各种原料用量能够满足配制摩尔比为：xM2O(M＝K+Na)∶ySiO2∶(Al2O3+Fe2O3)∶zCHA∶wH2O；其中：x＝2.8～4.0，y＝20～26，z＝7～15，w＝1000～2000，n(K+)/n(K++Na+)＝0～0.5，n(SiO2)/n(Fe2O3)＝40～640；n表示摩尔数；三价铁离子溶液中铁以Fe2O3计；偏铝酸钠中铝以Al2O3计；硅溶胶中硅以SiO2计；CHA为环己胺模板剂；第一阶段(II)第1步：用0.5M～5M的无机碱溶液需用量的40％～60％将10wt.％～40wt.％的硅溶胶解聚，加强热100℃～600℃将硅溶胶进一步解聚，之后加入去离子水用量的40％～60％，记为A溶液；将偏铝酸钠溶解在40％～60％用量的去离子水中，再加入0.5M～5M的无机碱溶液用量的40％～60％进行混合，记为B溶液；第2步：在搅拌下，将所得的B溶液缓缓滴加到所得的A溶液中，得到白色胶体，记为C溶液；第3步：搅拌C溶液，同时将环己胺模板剂加入到C溶液中，继续搅拌直至均匀，得到初始凝胶产物；第4步：将初始凝胶放入反应釜中，于100℃～300℃下晶化10～25小时；上述第一阶段(II)的各种原料用量能够满足配制摩尔比为：xM2O(M＝K+Na)∶ySiO2∶Al2O3∶zCHA∶wH2O；其中：x＝2.8～4.0，y＝20～26，z＝7～15，w＝1000～2000，n(K+)/n(K++Na+)＝0～0.5；n表示摩尔数；偏铝酸钠中铝以Al2O3计；硅溶胶中硅以SiO2计；CHA为环己胺模板剂；第二阶段将第一阶段(I、II)的产物混合，混合物中第一阶段(I)的凝胶总质量与第一阶段(II)的凝胶总质量比为0.8～1.2，在100℃～300℃自压力下进行水热晶化，晶化时间为12～120小时，经过滤、洗涤、干燥；得到Fe‑ZSM‑35沸石分子筛。