[發(fā)明專利]一種ZSM-5分子篩及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310738754.2
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104743573A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧旭晨;潘鋒;王體壯;閆巖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C01B39/38
• 分類號: C01B39/38
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種ZSM-5分子篩的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將含硅和鋁的礦物原料進(jìn)行預(yù)處理，獲得固體前驅(qū)物；

（2）混合固體前驅(qū)物、氫氧化鈉和水得到混合物，并加入ZSM-5分子篩晶種，混合均勻，然后經(jīng)研磨得到均勻漿料，靜置陳化；

（3）將步驟（2）得到的漿料置于反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，濾渣經(jīng)洗滌，干燥后得到ZSM-5分子篩。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述混合物中，固體前驅(qū)物、氫氧化鈉和水的質(zhì)量比為1:（0.06～0.40）:（8～30），優(yōu)選1:（0.10～0.30）:（10～20）；

優(yōu)選地，步驟（2）所述混合物加入的ZSM-5分子篩晶種的質(zhì)量為混合物質(zhì)量的0.5～10.0wt%；

優(yōu)選地，步驟（2）所述靜置陳化的時間為1～10h，陳化的溫度為室溫～80℃；

優(yōu)選地，步驟（3）所述水熱晶化的溫度為150～200℃，優(yōu)選170～190℃；時間為6～18h，優(yōu)選6～18h。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述的含硅和鋁的礦物原料選自高嶺石族礦物，優(yōu)選高嶺石、高嶺土、煤系高嶺土、煤系高嶺石、蒙脫石族礦物、珍珠陶土、葉臘石、迪凱石或埃洛石中的任意1種或至少2種的組合；

優(yōu)選地，所述蒙脫石族礦物包括蒙脫土和/或蒙脫石。

4.如權(quán)利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述預(yù)處理為：將含硅和鋁的礦物原料經(jīng)粉碎，焙燒活化，之后酸浸，過濾濾渣洗滌得到固體前驅(qū)物；

優(yōu)選地，所述固體前驅(qū)物中，氧化硅與氧化鋁的物質(zhì)的量之比為15.6～60；

優(yōu)選地，經(jīng)所述粉碎后，獲得粒徑≤10μm的原料粉，優(yōu)選原料粉的d₅₀為0.64～1.0μm；

優(yōu)選地，所述焙燒活化的溫度為600～1000℃，優(yōu)選600～950℃，時間為0.1～20h，優(yōu)選0.1～8h；

優(yōu)選地，所述酸浸的固液比為1:（2.0～30），優(yōu)選1:（2.5～30），進(jìn)一步優(yōu)選1:（2.5～20）；酸浸的浸取溫度為室溫～150℃，優(yōu)選45～135℃，進(jìn)一步優(yōu)選70～120℃；浸取時間為0.5～60h，優(yōu)選0.5～30h，進(jìn)一步優(yōu)選0.5～10h；

優(yōu)選地，所述酸浸的酸選自鹽酸、硫酸或硝酸中的任意1種或至少2種的組合。

5.如權(quán)利要求2～4之一所述的方法，其特征在于，所述ZSM-5分子篩晶種通過如下方法合成：

（2’）取步驟（1）得到的固體前驅(qū)物與氫氧化鈉和水混合，經(jīng)研磨后得到均勻漿料；然后，將所得漿料在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，即可得到ZSM-5分子篩晶種。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述固體前驅(qū)物、氫氧化鈉和水的混合比例為1:（0.06～0.40）:（8～30），優(yōu)選1:（0.10～0.30）:（10～20）。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述水熱晶化反應(yīng)的溫度為150～210℃，優(yōu)選170～190℃，時間優(yōu)選為6～18h，優(yōu)選6～15h。

8.如權(quán)利要求1～7之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將氧化硅與氧化鋁的物質(zhì)的量之比為15.6～60的含硅和鋁的礦物原料粉碎至粒徑≤10μm，600～950℃焙燒活化0.1～20h，之后在室溫～150℃下，以固液比為1:（2.0～30）的比例置于酸中酸浸0.5～60h，過濾濾渣洗滌得到固體前驅(qū)物；

（2’）取部分步驟（1）得到的固體前驅(qū)物與氫氧化鈉和水按照1:（0.06～0.40）:（8～30）的比例混合，經(jīng)研磨后得到均勻漿料；然后，將所得漿料在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為150～210℃，反應(yīng)時間為18～120h，即可得到ZSM-5分子篩晶種，備用；

（2）按照1:（0.06～0.40）:（8～30）的質(zhì)量比混合步驟（1）得到的固體前驅(qū)物、氫氧化鈉和水得到混合物，混合均勻后加入步驟（2’）得到的ZSM-5分子篩晶種，所述晶種為混合物質(zhì)量的0.5～10.0wt%，經(jīng)研磨后得到均勻漿料，靜置陳化；

（3）將步驟（2）得到的漿料置于反應(yīng)釜中，在150～200℃下進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)6～18h，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，濾渣經(jīng)洗滌，干燥后得到ZSM-5分子篩。