[發明專利]二氧化鋯-二氧化鈦-ZSM-11分子篩的制備方法

在審

• 申請號: 202011118441.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112239228A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 李紅璣;張宇;王柳青;張建民;王改平
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C01G25/02
• 分類號: C01G25/02;C01G23/047;C01B39/36;B01J29/40
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種二氧化鋯?二氧化鈦?ZSM?11分子篩的制備方法，具體為：以微波誘導酸改性的天然凹凸棒土為分子篩前驅體，四丙基氫氧化銨為模板劑，十六烷基三甲基溴化銨為介孔導向劑，加入一定量TiO₂和ZrO₂原凝膠溶液，采用原位水熱晶化法直接合成多級孔ZrO₂?TiO₂?ZSM?11分子篩。本發明制備的多級孔ZrO₂?TiO₂?ZSM?11分子篩，能夠合成光催化性能強、光催化效率高、孔道兼具微介孔、比表面積大的光催化材料，同時操作簡單、綠色環保并可多次循環使用，在處理印染廢水中亞甲基藍及羅丹明B的降解過程中起到顯著效果。

技術領域

本發明屬于分子篩制備技術領域，具體涉及一種二氧化鋯-二氧化鈦-ZSM-11分子篩的制備方法。

背景技術

自然界中存在一種具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用的天然硅鋁酸鹽，這種天然的物質稱為沸石，如絲光沸石、菱沸石、斜發沸石等；人工合成的沸石也稱為分子篩，分子篩的化學組成通式為：(M)_2/nO·Al₂O₃·xSiO₂·pH₂O，其中M是離子價態為n的陽離子，n≥2，x代表SiO₂的摩爾數，也稱為硅鋁比，p代表水的摩爾數。分子篩是由SiO₄和AlO₄四面體結構單元呈周期性地排列，從而形成了三維四連接骨架，每兩個四面體都共享一個氧頂點，這種結合形式構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道結構，從而有了篩分分子的作用。以不同的季銨鹽陽離子為模板合成出的“Pentasil”家族成員之一ZSM-11分子篩，具有二維十元環交叉的孔道走向，從出現至今一直在擇形性催化領域中占有重要的地位。

ZSM-11分子篩因其具有較高的熱穩定性、抗失活性、高酸性活性、陽離子交換能力、有序的孔道結構以及獨特的骨架結構，因而被廣泛應用于煉油、石化等行業。但ZSM-11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，兼具微孔、介孔和大孔的多級孔ZSM-11分子篩則應運而生，可提高孔道擴散能力，將偶氮染料作為目標去除物進行降解。然而，僅利用分子篩多級孔道吸附染料易導致吸附后的二次污染，故將具有光催化活性位點的多種金屬與多級孔分子篩復合，拓展分子篩在光催化領域的應用，以分子篩的多級孔結構作為有效載體，進行染料聚集，同時負載TiO₂和ZrO₂等具有光催化活性的金屬氧化物，使其具有電子空穴和活性位點，對染料進行光催化降解，高效環保可重復利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種二氧化鋯-二氧化鈦-ZSM-11分子篩的制備方法，能夠制得光催化效率高、性能良好的多級孔材料。

本發明所采用的技術方案是，二氧化鋯-二氧化鈦-ZSM-11分子篩的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，制備ZrO₂凝膠；

步驟2，制備澄清透明的TiO₂凝膠；

步驟3，將凹凸棒土在微波消解系統中與酸溶液進行充分接觸反應，均勻分散后，研磨，得到分子篩前驅體粉末；

步驟4，向偏鋁酸鈉溶液加入分子篩前驅體粉末，磁力攪拌，得到分子篩凝膠；

步驟5，向分子篩凝膠中加入四丙基氫氧化銨溶液和十六烷基三甲基溴化銨，放入密閉水熱反應釜中進行充分反應，反應結束后抽濾，干燥，焙燒，得到多級孔ZSM-11分子篩；

步驟6，將ZrO₂凝膠、TiO₂凝膠和多級孔ZSM-11分子篩混合攪拌6～10h，得到ZrO₂-TiO₂-ZSM-11分子篩凝膠；