[發明專利]以硅藻土為原料制備納米ZSM-5沸石的方法

無效

• 申請號: 201310179941.1
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104150505A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉師前;王德舉;劉仲能
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種以硅藻土為原料制備納米ZSM-5沸石的方法。

背景技術

ZSM-5沸石是美國Mobil公司于20世紀70年代開發的高硅三維直通道沸石，屬于微孔沸石，在催化過程中不易積碳，并且有極好的熱穩定性，耐酸性、擇形性，水熱穩定性。ZSM-5沸石骨架中硅（鋁）氧四面體連接成比較特殊的基本結構單元，這種結構單元由八個五元環組成，結構單元間通過共用的邊相連成鏈狀，進而再連成片。由于具有獨特的三維交叉孔道體系以及對水熱合成體系要求的相對靈活性而成為催化的首選材料。同時，由于其屬于高硅鋁比沸石，因而具有高的水熱穩定性以及親油疏水的能力，因此最早被廣泛應用于石油工業中的催化裂解、催化重整，其后應用領域又逐漸向精細化工的方向發展。

硅藻土是一種硅質巖石，是被稱之為硅藻的單細胞植物死亡后經過1至2萬年左右的堆積期，形成的一種化石性的硅藻堆積土礦床。硅藻是最早在地球上出現的原生生物之一，生存在海水或者湖水中。正是這種硅藻，通過光合作用向地球提供氧，促進了人類和動植物的誕生。這種硅藻土是由單細胞水生植物硅藻的遺骸沉積所形成，這種硅藻的獨特性能在于能吸收水中的游離硅形成其骨骸，當其生命結束后沉積，在一定的地質條件下形成硅藻土礦床。它具有一些獨特的性能，如：多孔性、較低的濃度、較大的比表面積、相對的不可壓縮性及化學穩定性，在通過對原土的粉碎、分選、煅燒、氣流分級、去雜等加工工序改變其粒度的分布狀態及表面性質后，可適用于涂料油漆添加劑等多種工業要求。硅藻土主要分布在中國、美國、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大，工作做得較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，分布雖廣，但優質土僅集中于吉林長白硅藻土礦區，資源尤為豐富，其他礦床大多數為3~4級土，由于雜質含量高，不能直接深加工利用。硅藻土由無定形的SiO₂組成，并含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有機雜質。硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質軟，多孔而輕，工業上常用來作為保溫材料、過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及硅藻土助濾劑，催化劑載體等，產品附加值相對不高，深層次地利用硅藻土資源，提高其利用價值是當前亟待解決的問題。

國外有利用硅藻土為硅源，通過添加鋁源的方法合成了低硅鋁比的LTA和SOD沸石，利用有機胺為模板劑，合成了MOR沸石。A.?Chaisena,?K.?Rangsriwatananon?[A.?Chaisena,?K.?Rangsriwatananon.?Synthesis?of?sodium?zeolites?from?natural?and?modified?diatomite.?Materials?Letters?59(2005)?1474-1479]以高溫濃硫酸處理過的硅藻土為原料，合成鈉型沸石。國內張珂、柳云騏等（硅藻土固相原位晶化合成梯級孔ZSM-5分子篩[J].非金屬礦，2011，?34（6）：1-5）以硅藻土為硅源，以鋁酸鈉為鋁源固相原位晶化合成了梯級孔ZSM-5分子篩。CN?1557707A中以硅藻土為原料制備Fe-ZSM-5沸石微球，其原料硅藻土需要用沉降法篩選除去非礦物雜質，增加了實驗步驟，提高了生產成本。本發明中硅藻土無需篩選，直接添加到原料混合物中，可簡化生產工藝，縮短生產周期，降低生產成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術中存在合成沸石所需硅、鋁原料昂貴，提供一種利用廉價硅藻土為硅、鋁源的納米ZSM-5沸石的制備方法，該方法制得的納米ZSM-5沸石含有大的比表面積、豐富的介孔結構，并且孔道短、孔口多、晶粒粒徑?。叫∮?00納米）。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種以硅藻土為原料制備納米ZSM-5沸石的方法，其特征在于原料硅藻土直接和堿源、導向劑、去離子水混合，然后水熱晶化得到產品，包括以下步驟：