[發明專利]一種低成本ZSM-5分子篩的制備方法

在審

• 申請號: 201810058093.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108584980A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 楊春暉;牛曉冉;雷作濤;李季
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

一種低成本ZSM?5分子篩的制備方法，本發明涉及ZSM?5分子篩的制備方法。本發明是要解決現有的無模板制備ZSM?5分子篩的方法操作過程繁瑣、耗時長使成本提高的技術問題。本方法：先將聚乙烯吡咯烷酮、水、固體堿和鋁源混合均勻，滴加硅源，倒入在敞口容器中攪拌，在攪拌過程中補入水，得到前驅液，前驅液晶化后洗滌干燥得到粉體，最后焙燒，得到ZSM?5分子篩。該分子篩具有規整的六棱柱形貌具有0.47～0.65nm的微孔，可用于催化領域。

技術領域

本發明涉及ZSM-5分子篩的制備方法，屬于分子篩合成技術領域。

背景技術

ZSM-5分子篩因具高硅鋁比，可調的酸性、良好的熱穩定性，已被廣泛應用到催化領域，如烷基化、異構化、歧化、催化裂解、脫蠟及甲醇制汽油和烯烴的反應中。目前ZSM-5分子篩主要為模板劑法合成。一般指的是使用有機胺、氨水、醇類作為合成所用模板劑，由于使用的模板劑所占產品成本過高、價格昂貴，并且大部分是具有一定的毒性，會對操作人員的身體造成危害及對環境造成污染，因此尋找一種可以代替上述模板劑的制備方法是非常有意義的。

公開號為CN105692652A的中國專利提供了一種在不使用模板劑的情況下制備ZSM-5分子篩的方法，它是加入晶種的條件下采用三段式水熱晶化的方法，不添加模板劑，制備了具有六角形貌的ZSM-5分子篩，但是該方法操作過程繁瑣且所耗時間較長，使成本提高。

發明內容

本發明是要解決現有的無模板制備ZSM-5分子篩的方法操作過程繁瑣、耗時長使成本提高的技術問題，而提供一種低成本ZSM-5分子篩的制備方法。

本發明的低成本ZSM-5分子篩的制備方法，按以下步驟進行：

一、稱取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水、固體堿、鋁源、硅源和硅源；先將聚乙烯吡咯烷酮、水、固體堿和鋁源混合均勻，攪拌5min得到溶液A，然后向溶液A中滴加硅源，滴加完畢后，倒入在敞口容器中，記錄敞口容器中液體的體積V₁，然后在溫度為70～90℃的條件下攪拌，攪拌時間T₁＝4～7小時，得到溶液B；

二、向溶液B加入水，繼續在70～90℃攪拌，攪拌時間T₂＝8-T₁小時，得到前驅液，記錄前驅液的體積V₂；水的加入量要保證前驅液的體積V₂＝(0.9～1)V₁；

三、將前驅液轉移到含聚四氟乙烯襯管的反應釜中，在170～200℃下晶化10～24h，然后冷卻至室溫，離心洗滌至中性，在溫度為90～150℃的條件下干燥5～10h，得到粉體；

四、將粉體置于焙燒爐中，升溫至400～600℃焙燒5～10h，得到ZSM-5分子篩。

本發明利用無毒無害的表面活性劑來代替有機胺，制備出具有規整的六棱柱形貌的ZSM-5分子篩，該分子篩具有0.47～0.65nm的微孔，制備方法操作簡單，耗時短，使成本大大降低，同時也符合綠色環保的理念。本發明的ZSM-5分子篩可用于催化領域。

附圖說明

圖1是試驗1制備的ZSM-5分子篩的XRD譜圖；

圖2是試驗1制備的ZSM-5分子篩的掃描電鏡照片；

圖3是試驗1制備的ZSM-5分子篩的TGA圖；

圖4為試驗1制備的ZSM-5分子篩的DFT法孔徑孔容分布圖；

圖5為試驗2制備的ZSM-5分子篩的XRD譜圖；

圖6為試驗2制備的ZSM-5分子篩的掃描電鏡照片。

具體實施方式