SSZ-13分子筛的制备方法主要包括以下几种:
传统水热合成法是一种常用的制备SSZ-13分子筛的方法。该方法以水为介质,将原料(硅源、铝源、碱源、模板剂等)按比例混合形成初始凝胶,随后转移至反应釜中,在高温高压条件下晶化从而得到SSZ-13分子筛晶体。
原料配比:原料的配比会对SSZ-13分子筛的晶化速率和Si/Al比产生影响。例如,Zones等人以硅酸钠等为硅源、硫酸铝等为铝源、TMADaOH为模板剂,通过调整原料配比制备得到了纯相的SSZ-13分子筛。
晶化条件:晶化温度、时间和压力等条件也会影响SSZ-13分子筛的制备。通常,晶化温度在120~200℃之间,晶化时间在数天至数周不等。
模板剂的选择:模板剂在SSZ-13分子筛的制备中起到关键作用。然而,传统的模板剂如TMADaOH制备工艺复杂且价格昂贵。为了降低合成成本,研究者们尝试了多种廉价的模板剂,如苄基三甲基铵(BTMA)、胆碱阳离子等。这些模板剂在一定程度上降低了合成成本,但也可能对SSZ-13分子筛的晶化速率和纯度产生影响。
固相研磨法是一种无溶剂的合成方法,具有工艺简单、产率高、对设备要求低、绿色环保和成本低廉等优点。该方法将固体原料进行机械研磨,再将研磨后的混合物转移至反应釜中进行晶化。
原料混合:将硅源、铝源、碱源和模板剂等固体原料混合均匀。
研磨处理:对混合后的原料进行机械研磨,使原料颗粒细化并充分混合。
晶化处理:将研磨后的混合物转移至反应釜中,在高温下进行晶化处理,得到SSZ-13分子筛。
干胶转化法是指在晶化过程中将固体原料和溶剂分离,高温晶化过程中溶剂汽化形成蒸气,随后与固相原料接触发生相互作用来制备分子筛。该方法溶剂消耗少、无母液二次污染、所需压力低、产率高。
原料混捏:将铝源、硅源、碱源和模板剂等原料按一定比例混捏均匀。
挤条成型:将混捏后的原料挤条成型,得到干胶条。
晶化处理:将成型后的干胶条放入反应釜中,在高温下进行晶化处理,得到SSZ-13分子筛。
转晶法是指通过内转化-水热转化,将一种分子筛转化为另一种分子筛。该方法具有促进分子筛晶化速率的优点。
原料选择:选择一种可作为硅源和铝源的分子筛作为原料。
转晶处理:在模板剂存在的条件下,将原料分子筛进行水热转化处理,得到SSZ-13分子筛。转晶过程中,体系的pH值、硅铝比和模板剂种类等因素都会对转晶速率和产物纯度产生影响。