Спосіб одержання мікро-мезопористих алюмосилікатів sba-15/zsm-5

Реферат: Спосіб одержання мікро-мезопористих алюмосилікатів SBA-15/ZSM-5 включає просочення мезопористого молекулярного сита розчином тетрапропіламоній гідроксиду, перемішування суміші при кімнатній температурі, сушіння, термопарову обробку висушеного гелю, фільтрування, промивання, висушування та прожарювання свіжоодержаного зразка. Як вихідну сировину використовують темплатвмісне мезопористе молекулярне сито Si-SBA-15, просочення здійснюють 0,07-0,1 М розчином тетрапропіламоній гідроксиду, в якому попередньо розчиняють ізопропоксид алюмінію, термопарову обробку висушеного гелю проводять при 100120 °C протягом 24-144 год. UA 118474 U (12) UA 118474 U UA 118474 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі хімічної технології одержання мікро-мезопористих матеріалів, які можуть бути використані як каталізатори кислотно-основних процесів органічного синтезу, нафтопереробки та нафтохімії, а також як адсорбенти та іонообмінники. Одним з найбільш актуальних завдань в галузі хімії цеолітоподібних матеріалів є пошук і розробка способів одержання мікро-мезопористих (ієрархічно-пористих) алюмосилікатів (ММАС), які поєднують в собі властивості цеолітів (Цт) і мезопористих молекулярних сит (ММС). Завдяки наявності в ММАС розвиненої мезопористості, сильних кислотних центрів (к.ц.) на зовнішній поверхні (поверхні мезопор), вони проявляють високу каталітичну активність в реакціях конверсії (крекінгу, ізомеризації та ін.) об'ємних молекул органічних речовин, для яких недоступний простір мікропор традиційних Цт [Na К., et al., Hierarchically nanoporous zeolites and their heterogeneous catalysis: current status and future perspectives //Catal. Lett. 2015. 145. 1. P. 193-213; Schwieger W., et al., Hierarchy concepts: classification and preparation strategies for zeolite containing materials with hierarchical porosity //Chem. Soc. Rev. 2016. 45. 12. P. 3353-3376]. Перспективним підходом для одержання ММАС є цеолітизація (кристалізація в напрямку утворення Цт-фази) аморфної речовини каркасу ММС типу SBA-15, MCF, МСМ-41 та ін. в присутності молекулярного темплату, що сприяє формуванню цеолітної структури [Serrano D. P., et al., Synthesis strategies in the search for hierarchical zeolites //Chem. Soc. Rev. 2013. 42. 9. P. 4004-4035]. Відомим аналогом запропонованого способу одержання мікро-мезопористих алюмосилікатів SBA-15/ZSM-5 є кристалізація попередньо висушеного гелю на основі SBA-15 в гліцерині, що містить різну кількість води [Campos A. A., et al., Recrystallisation of mesoporous SBA-15 into microporous ZSM-5 //Microporous Mesoporous Mater. 2006. 95. 1-3. P. 92-103]. Для реалізації цього способу детемплатований Si-SBA-15 просочували водним розчином тетрапропіламоній гідроксиду (ТРАОН) та алюмінату натрію. Потім, після старіння реакційної суміші (PC) при кімнатній температурі (12 год.) та сушіння при 60 °C (24 год.), проводили кристалізацію висушеного гелю в гліцерині, що містить 0-30 % мас. води, при температурі 150 °C (12 - 24 год.). Одержані рентгеноаморфні, що містять прекурсори Цт ZSM-5, та частково цеолітизовані ММАС мають просторово впорядковану гексагональну мезоструктуру, мікро- і мезопористість (об'єм -2 -2 3 3 мікропор Vмікро=0,9·10 -6,5·10 см /г, об'єм мезопор Vмезо=0,11-0,51 см /г, діаметр Dмезо=3,8-6,0 2 нм, загальна питома поверхня SВЕТ=210-310 м /г). ММАС з високим ступенем цеолітизації (0,500,60) характеризуються каталітичною активністю в реакції ізомеризації мета-ксилолу (конверсія 7,7-7,9 %, Si/Al в зразках - 44), яку можна порівняти з ZSM-5 (39,0 %, Si/Al = 11). Недоліками способу є нижчі значення об'єму мезопор і SВЕТ для цеолітизованих ММАС, у порівнянні з 3 2 вихідним Si-SBA-15 (Vмезо=0,99 см /г, Dмезо=6,2 нм, SВЕТ=865 м /г); наявність у вихідній PC + катіонів Na , що вимагає проведення додаткових стадій іонного обміну та прожарювання для одержання Н-форм продуктів. Відомий спосіб, який дозволяє одержувати рентгенаморфні ММАС, що мають гексагональну 129 мезоструктуру та містять наночастинки ZSM-5 розміром