[發(fā)明專利]一種LaZSM?5分子篩的制備方法及其應(yīng)用和使用方法

在審

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• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107162015A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瀟瀟;衛(wèi)賢賢;劉振民;薛永兵;王遠(yuǎn)洋
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;C07C67/08;C07C69/753;B01J29/40
• 代理公司: 北京創(chuàng)遇知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11577
• 代理人: 武媛,呂學(xué)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及松香深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LaZSM-5分子篩的制備方法及其應(yīng)用和使用方法。

背景技術(shù)

ZSM-5分子篩是由美國Mobile公司于1972年首先開發(fā)出的一種高硅三維交叉直通道的新結(jié)構(gòu)沸石分子篩，由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)不僅為擇形催化提供了空間限制作用，而且為反應(yīng)物和產(chǎn)物提供了豐富的進(jìn)出通道，也為制備高選擇性、高活性、抗積炭失活性能強(qiáng)的工業(yè)催化劑提供了晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。ZSM-5分子篩催化松香和甘油的酯化反應(yīng)，因具有不腐蝕設(shè)備，耐高溫，制備方便，活性高，易與產(chǎn)物分離和重復(fù)使用性能好等優(yōu)點(diǎn)，從而成為眾多合成路線中的首選路線。

松香甘油酯，是一種規(guī)則透明塊狀、片狀或粒狀固體，具有抗氧化性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)，耐老化，與高分子材料兼容性好(NR，CR，SBR，SIS，EVA等)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于膠粘劑、食品、電子、醫(yī)藥、橡膠、油墨、電纜等領(lǐng)域。

目前，典型的酯化工藝是將熔融松香與分子配比的甘油、催化劑投入酯化釜，反應(yīng)在230～260℃進(jìn)行，不斷蒸出生成的水，一般經(jīng)過8～12小時酯化反應(yīng)，可以得到產(chǎn)品，但其在生產(chǎn)過程中也存在著一些不可忽視的缺點(diǎn)，由于生產(chǎn)所用的傳統(tǒng)催化劑—氧化鋅、鈀碳等，催化劑活性不夠高或催化劑成本昂貴，導(dǎo)致其生產(chǎn)周期較長、成本較高。

本申請通過原位合成法替代傳統(tǒng)的浸漬法合成出一種性能更為優(yōu)良的LaZSM-5分子篩催化劑，并將其應(yīng)用于松香甘油酯的制備，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且進(jìn)一步提高了松香甘油酯的合成效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種LaZSM-5分子篩的制備方法及其應(yīng)用和使用方法，通過合成的LaZSM-5分子篩作催化劑催化合成松香甘油酯，進(jìn)一步提高了松香甘油酯的酯化率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LaZSM-5分子篩的制備方法。具體地，所述LaZSM-5分子篩的制備方法為：

步驟一、20～40℃條件下，向燒杯中加入50～200mL去離子水和15～50mL模板劑，轉(zhuǎn)移至恒溫磁力攪拌器攪拌30min，再加入20～50mL硅源、0.25～0.65g鋁源、0.3～0.6g氫氧化鈉及0.2～0.6g鑭鹽，20～40℃條件下攪拌3h，制得反應(yīng)混合物；

步驟二、將所述反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜密閉條件下，180～200℃晶化24～48h，制得晶化物；

步驟三、將所述晶化物水冷降溫至室溫，去離子水洗滌3～4次，將洗滌后的晶化物轉(zhuǎn)移至干燥箱，100～120℃條件下，烘干12～24h，制得白色粉末；

步驟四、將所述白色粉末轉(zhuǎn)移至馬弗爐(Muffle furnace)，550～600℃條件下焙燒6～8h，即制到LaZSM-5分子篩。

優(yōu)選地，所述模板劑為濃度25～40％的四丙基氫氧化銨溶液、濃度25～40％的十六烷基三甲基溴化銨溶液、正丁胺、乙胺、異丙胺、乙二胺、乙醇胺或六亞甲基亞胺中的一種；所述硅源為正硅酸乙酯、發(fā)煙硅膠、硅溶膠或水玻璃中的一種；所述鋁源為偏鋁酸鈉、硫酸鋁或擬薄水鋁石中的一種；所述鑭鹽為硝酸鑭、碳酸鑭、硫酸鑭、氯化鑭或醋酸鑭中的一種。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)釜為不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)襯為聚四氟乙烯。

本發(fā)明第二方面提供了一種LaZSM-5分子篩的應(yīng)用，所述LaZSM-5分子篩用于松香甘油酯的制備。

優(yōu)選地，所述LaZSM-5分子篩用作松香甘油酯的制備過程中的催化劑。

本發(fā)明第三方面提供了一種LaZSM-5分子篩的使用方法，所述方法包括以下步驟：向反應(yīng)器中加入松香攪拌條件下升溫至260～300℃，加入甘油及LaZSM-5分子篩，反應(yīng)5～10h，過濾去除LaZSM-5分子篩，即得松香甘油酯。

優(yōu)選地，所述松香和甘油的摩爾比為2～8：1。

優(yōu)選地，所述步驟一中反應(yīng)器為裝有溫度計(jì)、攪拌器、膠塞及分水器的四口反應(yīng)瓶。

優(yōu)選地，所述分水器上接球形冷凝管。

本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的LaZSM-5分子篩的制備方法及其應(yīng)用和使用方法，采用原位合成法合成LaZSM-5分子篩作催化劑，使得La進(jìn)入了ZSM-5分子篩骨架中，而La的引入使得ZSM-5分子篩上的L酸中心量增多，從而增強(qiáng)了LaZSM-5分子篩在酯化反應(yīng)中的催化活性，進(jìn)而提高了松香甘油酯的酯化率。

2、本發(fā)明的LaZSM-5分子篩穩(wěn)定性好，催化活性強(qiáng)，能使酯化反應(yīng)變得平穩(wěn)、緩和、易于控制，從而使生產(chǎn)周期大大縮短，提高生產(chǎn)效率。