[發明專利]一種微介孔ZSM-5分子篩的制備方法

有效

• 申請號: 201810581025.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108726534B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 李紅璣;王發良
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C01B39/38
• 分類號: C01B39/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種微介孔ZSM?5分子篩的制備方法，以堿酸預處理后的凹凸棒土為硅源，氨水為模板劑，氫氧化鈉為后處理造孔劑，十八水合硫酸鋁為補充鋁源，采用水熱晶化法合成。本發明的微介孔ZSM?5分子篩的制備方法，能夠合成晶形均一、形狀規則，孔徑分布均勻，比表面積與孔體積大的ZSM?5分子篩；操作簡單，原料廉價易得，經濟成本低，合成效率高；條件溫和，無毒環保。

技術領域

本發明屬于分子篩制備技術領域，涉及一種微介孔ZSM-5分子篩的制備方法。

背景技術

ZSM-5沸石分子篩是典型的高硅五元環型沸石，是典型的具有五元環結構單元的分子篩，其最基本的結構單元為硅氧四面體和鋁氧四面體，形貌通常為板狀。由于其具有獨特的孔道結構，比表面積較大、吸附性能良好等眾多優點，目前是人工合成沸石中最重要的吸附催化材料之一。但ZSM-5分子篩的微孔孔徑單一且尺寸較小，使分子的擴散受到限制，對大分子有機物的吸附效果較差，嚴重影響其吸附催化性能。

目前在制備微介孔ZSM-5分子篩的時，通常會以溶液態的正硅酸乙酯為硅源，以有機氨為模板劑。但是在制備過程中，正硅酸乙酯和有機氨的價格不僅昂貴，而且過量使用有機氨會造成環境污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種微介孔ZSM-5分子篩的制備方法，能夠制得純度較高的ZSM-5分子篩。

本發明所采用的技術方案是，一種微介孔ZSM-5分子篩的制備方法，以堿酸預處理后的凹凸棒土為硅源，氨水為模板劑，氫氧化鈉為后處理造孔劑，十八水合硫酸鋁為補充鋁源，采用水熱晶化法合成。

本發明的特點還在于：

一種微介孔ZSM-5分子篩的制備方法，具體按照下述步驟進行：

步驟1,將凹凸棒土進行堿酸預處理，得到硅源粉末；

步驟2，將十八水合硫酸鋁加入氫氧化鈉溶液中，攪拌均勻，得到混合溶液，向所述混和溶液中加入硅源粉末，攪拌均勻，得到凝膠；

步驟3，向所述凝膠中加入硫酸溶液和濃氨水，充分反應，反應結束后抽濾，干燥，焙燒，得到微孔ZSM-5分子篩；

步驟4，向所述微孔ZSM-5分子篩中加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后加熱，然后取出洗滌至中性，干燥、焙燒，得到微介孔ZSM-5分子篩。

步驟1中將凹凸棒土進行堿酸預處理具體按照下述方法進行：

步驟1.1，將粉末狀凹凸棒土和氫氧化鈉混合均勻，高溫煅燒，待冷卻后取出研磨，得到混合物，向入混合物中加水后攪拌均勻，烘干并冷卻后，加入氯化鈉溶液混合均勻，抽濾，調節pH至6～7，然后將所得產物烘干、研磨為均勻粉末狀，得到改性后凹凸棒土粉末；

步驟1.2，將步驟1得到的改性后凹凸棒土粉末與鹽酸混合，加熱后抽濾直至Cl^-除凈，將所得產物烘干、研磨，得到硅源粉末。

步驟1.1中，凹凸棒土與氫氧化鈉質量比為1:1，所述高溫煅燒的溫度為550℃，高溫煅燒的時間為2h，所述氯化鈉溶液的濃度為1mol/L，混合物與氯化鈉溶液的質量體積比為1g：10mL，使用鹽酸調節所述PH。

步驟1.2中，鹽酸的體積濃度為9％～12％，改性后凹凸棒土粉末與鹽酸質量體積比為1g:8mL～10mL；所述加熱采用微波加熱，加熱的溫度為180℃，加熱的時間為20min～30min，所述烘干的溫度為105℃～110℃。

步驟2中，氫氧化鈉溶液的質量濃度為3.84％，所述硅源粉末與十八水合硫酸鋁的摩爾比為100～200：0.5～0.1，所述硅源粉末與氫氧化鈉的摩爾比為100～200：1～2；所述步驟2中攪拌采用磁力攪拌，攪拌時混合溶液的溫度為50℃～60℃，攪拌時間為0.5h～1h。