[發明專利]一種酸堿改性的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法

在審

• 申請號: 201910737485.5
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN110342535A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 孟躍中;唐勖堯;王拴緊;肖敏;韓東梅;任山
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;C01B39/38;B01J29/40
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種酸堿改性的多孔HZSM?5沸石分子篩的制備方法。該方法對分子篩進行了酸堿改性，首先通過水熱法合成ZSM?5分子篩，接著通過酸處理，使ZSM?5部分骨架發生脫鋁反應，同時除去非骨架中的氧化鋁，然后焙燒除去分子篩中的模板劑，再通過堿處理，使ZSM?5部分骨架發生脫硅反應，由此造成部分骨架塌陷，產生介孔結構，有效增加分子篩的比表面積，最后再進行銨離子交換，制備納米多孔結構的HZSM?5分子篩。該分子篩可用于原油煉制領域，具體為重質油催化裂解，提高汽油、乙烯丙烯等具有經濟價值的產物效益，具有突出的比表面積及獨特的結構，能夠使分子篩用于重質油裂解過程中加大分子篩與重油分子的接觸面積，增加裂解速度與裂解深度。

技術領域

本發明涉及一系列不同硅鋁比的納米多孔結構HZSM-5沸石分子篩的制備方法，屬于化工、原油煉制領域。

背景技術

ZSM-5沸石分子篩是現時工業上應用最為廣泛的中孔分子篩，每個晶胞含有96個硅（鋁）氧四面體，通過共用定點氧橋形成五元環，依次連接形成兩個相交的開口十元環孔道，常用于石油行業，作為重質油催化裂解用催化劑，固定床催化裂化催化劑，對提高汽油辛烷值，增加低碳烯烴的含量有很大作用。要使重質油裂解過程中丙烯產率增加超過7%的界限，往往需要ZSM-5分子篩催化劑來實現。

此外ZSM-5分子篩在化工領域中廣泛應用于擇形催化，如二甲苯異構化催化劑，對二乙苯催化劑；另外在環保方面，常采用高硅型ZSM-5分子篩提取水中的有機物，硅鋁比SiO₂/Al₂O₃在220-400之間。

ZSM-5分子篩通常分為兩種，一種是Na型ZSM-5，簡稱NaZSM-5，另一種是H型ZSM-5，簡稱HZSM-5，前者一般是后者的前身，也可以說NaZSM-5就是普通的ZSM-5。在離子交換法中，NaZSM-5經多次銨離子交換后，得到NH₄ZSM-5，再于500560的高溫下煅燒，銨離子揮發出NH₃分子，留下一個H⁺離子在ZSM-5的分子骨架中，得到HZSM-5。相比普通的NaZSM-5，HZSM-5具有結晶度更高（>95%）、酸性更強及可調控的特點，比普通的ZSM-5具有更高的催化活性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種酸堿改性的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種酸堿改性的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法，包括下述步驟：

（1）ZSM-5的制備：配制硅源、鋁源、模板劑和水的混合溶液，加入氫氧化鈉助溶解，均勻攪拌成溶膠，靜置后在反應釜中水熱晶化；

（2）去除模板劑：將水熱產物用強酸處理后，在空氣中焙燒；

（3）HZSM-5的制備：將產物用強堿處理后，經銨離子溶液交換三次，焙燒得到產物。

作為優選的，在上述的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法中：步驟（1）中所述的硅源、鋁源、模板劑和水的摩爾比為SiO₂:Al₂O₃: TPAOH: H₂O=35-560:1: 30: 600-800；所述混合溶液的配制方法為：首先將鋁源、模板劑和水混合，攪拌均勻，再將硅源逐滴加入，加入氫氧化鈉助溶解，繼續攪拌直至形成乳白的溶膠。

作為優選的，在上述的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法中：步驟（1）所述攪拌的時間為4-6小時，所述攪拌的溫度為室溫；所述靜置的時間為0.5小時；所述水熱的時長為36-48小時，所述水熱的溫度為180℃。

作為優選的，在上述的多孔HZSM-5沸石分子篩的制備方法中：步驟（1）中所用硅源為硅酸四乙酯。