动态晶化法合成小晶粒NaY分子筛的研究
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摘 要 采用XRD和SEM等手段研究了不同动态晶化方式对NaY分子筛结晶度和晶粒大小等的影响．结果表明，采用动态晶化方式可以减小NaY分子筛晶粒尺寸．搅拌动态晶化产品晶粒大小不均匀，多为片状晶体聚集体，不适于合成小晶粒nay分子筛．旋转晶化方式可以提高NaY分子筛产品结晶度，对骨架硅铝比没有影响．旋转动态晶化过程具有良好的可重复性．
关键词 NaY分子筛；小晶粒；动态晶化；合成
中图分类号 TQ426.6 文献标识码 A 文章编号 10002537（2012）06006205
Grace Davison公司定义晶体尺寸小于300 nm的NaY为小晶粒NaY分子筛．目前，随着世界石油资源的日渐枯竭以及炼油原料的日趋重质化，小晶粒Y型分子筛因具有更大的比表面积和更多的外表面活性中心，可以降低内扩散的影响以促进大分子烃类裂化，从而提高催化反应性能．小晶粒NaY分子筛的合成研究已经成为催化领域的热点问题之一．
由于具有晶化时间短，合成稳定性高、重复性好等特点，动态晶化方式已被应用于一些分子筛合成过程，尤其在ZSM22［13］、 Nu10［47］、ISI1［8］和THETA1［9］等高硅的硅铝沸石的合成中的效果明显．动态合成ZSM22分子筛［13］及Nu10分子筛［4，5］可以有效避免ZSM5杂晶生成．合成Nu10分子筛时，采用搅拌动态晶化方式可以使混合反应物均匀，减少晶化反应时间［6，7］．合成MWW结构系列分子筛时，动态晶化也可提高晶化速率和产品结晶度［10］．在特定合成配比条件下合成β沸石时，动态晶化有利于提高产品结晶度［11］．动态晶化合成ZSM22分子筛［1］及在冠醚作用下动态合成Y型分子筛［12］，可以显著减小分子筛产品尺寸．
目前小晶粒NaY分子筛有多种合成途径［13］，但动态晶化合成小晶粒NaY分子筛尚未见诸报道．本文探讨了不同动态晶化方式对NaY分子筛结晶度和晶粒大小等的影响．并以降低能耗为目标，确定了采用较低的转速旋转晶化合成小晶粒NaY分子筛这一稳定有效的方法．
1 实验部分
1.1 试验原料
偏铝酸钠（RedieldeHan公司，Na2O质量分数： 40%～45%，Al2O3质量分数： 50%～56%）；水玻璃，工业级（Na2O质量分数： 8.1%，Al2O3质量分数： 26%，模数3.3）；氢氧化钠，优级纯（北京化工厂）；硫酸铝，分析纯（天津市化学试剂三厂）；18冠6，分析纯（SigmaAldrich公司）；四丁基氢氧化铵，20%～25% 水溶液（东京化成株式会社）；去离子水（本公司自制）．
湖南师范大学自然科学学报 第35卷第6期
文建军：动态晶化法合成小晶粒NaY分子筛的研究1.2 小晶粒NaY分子筛合成
1.2.1 动、静态晶化方式比较 在80 ℃下依次加入水玻璃、导向剂、偏铝酸钠溶液、硫酸铝溶液（物质的量之比为nNa2O∶ nAl2O3 ∶ nSiO2∶ nH2O = 3.6∶ 1∶ 9.8∶ 200），搅拌1 h至均匀水溶胶形成．将溶胶在80 ℃静态老化8 h后得反应硅铝胶，将所得反应硅铝胶按下述3种不同方式于100 ℃下分别晶化16 h，过滤，洗涤，干燥得不同晶粒大小的NaY分子筛．3种晶化方式如下：
（1）静态晶化：100 ℃，常规操作，晶化16 h．
（2）旋转动态晶化：将老化后反应硅铝胶转移到5 mL微反应釜中，以50 r/min速度将反应釜旋转，100 ℃晶化16 h．
（3） 搅拌动态晶化：将老化后反应硅铝胶转移到100 mL特殊反应釜中，置于油浴体系中，以60 r/min搅拌状态，100 ℃下晶化16 h．
1.2.2 有机试剂与旋转晶化复合作用合成小晶粒NaY分子筛 80 ℃静态老化8 h后得到反应硅铝胶，分别向硅铝胶中加入1.2%18冠6和1.2%四丁基氢氧化铵，并用高频超声波震荡40 s使混合物完全均匀分散．反应硅铝胶在100 ℃下，以10 r/min低速旋转晶化16h。
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