[發(fā)明專利]一種全硅型短b軸ZSM-5沸石分子篩的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113184875B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳敏東;崔巖;郭爽;徐磊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;C01B39/06;B01J29/40;C07C1/12;C07C9/04
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本發(fā)明公開了一種全硅型短b軸ZSM?5沸石分子篩的制備方法，包括以下步驟：（1）預制反應液：在氫氧化鈉、四丙基氫氧化銨、異丙醇和尿素的超純水混合溶液中，逐滴滴加正硅酸乙酯后，充分攪拌；（2）均相反應：將步驟（1）中攪拌后的反應液進行均相反應；（3）將步驟（2）反應后的溶液洗滌后，取沉淀物干燥；（4）煅燒：取步驟（3）中干燥后的產(chǎn)物，進行煅燒，即得所述全硅型短b軸ZSM?5沸石分子篩。本發(fā)明能夠在較低溫度下制備出全硅型短b軸ZSM?5沸石分子篩，避免在高溫過程中的聚集。制備過程簡單，制備的材料為全硅型、且具有短b軸，具有進一步的研究前景。

技術領域

本發(fā)明涉及催化材料領域，具體涉及一種全硅型短b軸ZSM-5沸石分子篩的制備方法。

背景技術

分子篩具有獨特的孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)的酸位，在形狀選擇和催化反應中得到了廣泛的應用。ZSM-5分子篩由于其特殊的MFI結(jié)構(gòu)和酸位，在工業(yè)的研究領域被選用為催化有機物反應的沸石材料之一。然而，傳統(tǒng)的ZSM-5微孔通道又長又小，限制了反應物和產(chǎn)物分子在孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴散效率，導致重烴難以擴散出沸石的微孔。此外，這些碳氫化合物在傳統(tǒng)ZSM-5的長微孔孔道內(nèi)進一步發(fā)生聚合反應，最終沉積成焦炭堵塞微孔孔道，導致沸石失活。從而，反應物和產(chǎn)物在微孔通道內(nèi)有限的擴散容易發(fā)生重復裂化。因此，設計改造傳統(tǒng)的ZSM-5分子篩使其成為新型催化材料是非常具有挑戰(zhàn)性的。

已知ZSM-5分子篩具有獨特的骨架結(jié)構(gòu)，兩組10元環(huán)通道相交，即一組平行于b軸的直線通道，另一組平行于a軸的鋸齒形通道。一般認為，客體分子在直通道中的擴散速度要快于在鋸齒通道中的擴散速度。因此，為了通過控制分子擴散來控制產(chǎn)物的選擇性，應該合成具有特定形貌的ZSM-5。此外，與鋁硅酸鹽沸石相比，硅酸鹽沸石具有較高的熱穩(wěn)定性和疏水性。鋁相關的酸性中心的缺乏也抑制了不希望發(fā)生的反應，如結(jié)焦反應。因此，研究制備一種全硅型短b軸ZSM-5沸石分子篩具有重要的意義，未來將有非常好的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種新型催化材料，拓寬催化材料的范圍，同時該催化材料具有短b軸、并作為一種全硅型分子篩，在后續(xù)進行選擇性控制及結(jié)焦反應抑制上具有更佳的研究前景。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種全硅型短b軸ZSM-5沸石分子篩的制備方法，包括以下步驟：

(1)預制反應液：在氫氧化鈉、四丙基氫氧化銨、異丙醇和尿素的超純水混合溶液中，逐滴滴加正硅酸乙酯后，充分攪拌；

(2)均相反應：將步驟(1)中攪拌后的反應液進行均相反應；

(3)將步驟(2)反應后的溶液洗滌后，取沉淀物干燥；

(4)煅燒：取步驟(3)中干燥后的產(chǎn)物，進行煅燒，即得所述全硅型短b軸ZSM-5沸石分子篩。

其中，步驟(1)中氫氧化鈉、四丙基氫氧化銨、異丙醇、尿素和正硅酸乙酯的加入量為0.05g：7.785～9.575mmol：0.0636ml：1.0g：5.957ml。

進一步的，氫氧化鈉、四丙基氫氧化銨、異丙醇、尿素、正硅酸乙酯和純水的加入量為0.05g：7.785～9.575mmol：0.0636ml：1.0g：5.957ml：6.06～7.85mmol。

步驟(2)中均相反應的反應溫度為140-190℃，反應時間為48小時。

步驟(4)中煅燒溫度為500-650℃，反應時間為6小時。

步驟(3)中洗滌采用超純水和無水乙醇交叉離心洗滌6次。

步驟(2)中將反應液移至聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應釜中，放置在均相反應器中進行均相反應；所述步驟(4)中煅燒于馬弗爐內(nèi)完成。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：