[發明專利]一種高硅ZSM-5分子篩及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610202376.X
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN107282087B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 姜繼東;邢愛華;張新鋒;馮琦瑤
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;C07C1/20;C07C11/08;C07C11/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉兵

1.一種高硅ZSM-5分子篩的制備方法，其特征在于，該方法包括：依次將液體堿性硅源、鋁源、ZSM-5分子篩晶種、模板劑、堿、脲和水均勻混合、老化和水熱合成晶化，其中，所述脲在原料均勻混合階段加入，所述液體堿性硅源以SiO₂計，所述鋁源以Al₂O₃計，原料的混合比滿足:所述液體堿性硅源、鋁源、模板劑、堿、脲和水的摩爾比為1:(0.001-0.01):(0.025-0.25):(0.02-0.2):(0.3-4):(8-100)；

其中，所述老化的時間為8-24h；

其中，所述ZSM-5分子篩晶種與液體堿性硅源中SiO₂的重量比＝(1-10):100；

其中，所述高硅ZSM-5分子篩為片狀，SiO₂/Al₂O₃摩爾比為100-1000:1，厚度為60-800nm，長度為3-6μm，長寬比為(2-15):1。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，原料的混合比進一步滿足：所述液體堿性硅源、鋁源、模板劑、堿、脲和水的摩爾比為1:(0.0016-0.006):(0.026-0.18):(0.05-0.15):(0.5-3):(10-30)，且所述ZSM-5分子篩晶種與液體堿性硅源中SiO₂的重量比＝(3-7):100。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述水熱合成晶化的條件包括：溫度為120-180℃，時間為10-80h。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，溫度為130-165℃，時間為24-48h。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，該方法進一步包括：將水熱合成晶化得到的產物依次進行洗滌、干燥和焙燒。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述液體堿性硅源為硅凝膠、硅溶膠和水玻璃中的至少一種；

所述鋁源為鋁酸鈉、硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁和高嶺土中的至少一種；

所述模板劑為四丙基溴化銨、四丙基氫氧化銨和四甲基氫氧化銨中的至少一種；

所述堿為鈉堿。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述液體堿性硅源為硅溶膠和/或水玻璃；所述鋁源為高嶺土、鋁酸鈉和硝酸鋁中的至少一種；所述模板劑為四丙基溴化銨和/或四丙基氫氧化銨；所述堿為氫氧化鈉。

8.權利要求1-7中任意一項所述的方法制得的高硅ZSM-5分子篩。

9.根據權利要求8所述的高硅ZSM-5分子篩，其中，厚度為100-300nm，長寬比為(5-10):1，SiO₂/Al₂O₃摩爾比為150-700:1。

10.權利要求9所述的高硅ZSM-5分子篩，其中，SiO₂/Al₂O₃摩爾比為300-600:1。

11.根據權利要求8-10中任意一項所述的高硅ZSM-5分子篩的用途，其用于催化有機含氧化合物制C3和/或C4烯烴的反應。

12.根據權利要求11所述的用途，其中，所述高硅ZSM-5分子篩在使用前用NH₄⁺離子置換出其含有的堿金屬離子而進行氫型交換改性。