一種高結晶度的納米zsm-5沸石的製備方法
2023-10-26 11:38:37 2
一種高結晶度的納米zsm-5沸石的製備方法
【專利摘要】本發明屬於無機材料【技術領域】，具體為一種高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法。本發明是採用水熱合成的手段，將矽源，鋁源，鹼源，有機模板和水相混合，並攪拌成凝膠狀混合物作為合成ZSM-5沸石的原料。此種高結晶度的納米ZSM-5的沸石的化學組成為：TO2：aY2O3:bM2/nO，其中T代表了至少一種四價元素，Y代表了至少一種三價元素，M代表了至少一種鹼金屬（或）鹼土金屬元素價態為n。本發明方法製備出的ZSM-5不僅具有規整的外觀且有較短的擴散程，極高的結晶度和較為充裕的接觸面積提高了此類沸石的利用效率。
【專利說明】—種高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於無機材料【技術領域】，具體涉及一種高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法。
【背景技術】
[0002]ZSM-5沸石是一種微孔結晶的沸石，它具有三維十元環的孔道結構。同時ZSM-5沸石還具有較高的熱穩定性，水熱穩定性及可調變的酸性。因此，ZSM-5沸石在小分子擇形催化，芳烴烷基化、甲苯歧化及長鏈烷烴異構化顯示出較高的實用價值。
[0003]目前工業上使用的ZSM-5沸石外在形貌多不規整，晶粒大小不均一從而導致三維的十元環孔道結構無序排列往往存在較高的傳質阻力，用於催化反應時，反應物或產物分子在沸石晶體表面的擴散阻力較大，容易造成表面深度反應產生積碳進而加速催化劑的孔口積碳失活。做出規整的形貌及均一的納米沸石晶粒解決上述問題的有效途徑之一。與常規雜亂無章大塊的ZSM-5沸石相比，具有疏鬆小晶粒堆砌成的立方塊狀的ZSM-5沸石具有較寬泛的傳質取向，高活性，機械強度高等優點，因此在化工行業的應用日益廣泛。
[0004]通常的為了製備納米小 晶粒的ZSM-5需要引入較多的添加劑，既提高了成本又汙染環境。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供了一種汙染小，效率高的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法。
[0006]本發明所提供的汙染小，效率高的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其具體步驟如下:
(1)將四價氧化物TO2、三價氧化物Y2O3、鹼源OH'有機模板劑R和水混合；
(2)將步驟(1)中所得到的混合物置於140~200°C下水熱晶化反應24~480小時；
(3)將步驟(2)中晶化後的混合物靜置，然後分離出上半部分的上清液，即得到高結晶度的納米ZSM-5沸石。
[0007]本發明中，四價氧化物TO2為矽源、鍺源或錫源其中一種或多種。
[0008]本發明中，三價氧化物Y2O3為鋁源，硼源，鎵源其中一種或多種。
[0009]本發明中，在步驟(1)中，原料按下述摩爾配比加入:
Τ02/Υ203 為 10 ~999，
OHVTO2 為 0.01 ~1.0,
Η20/Τ02 為 10 ~120，
R/T02 為 0.05 ~0.8。
[0010]本發明中，步驟(1)中加入有機模板劑，其中有機模板劑的結構為:
【權利要求】
1.一種高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於具體步驟如下: (1)將四價氧化物TO2、三價氧化物Y2O3、鹼源OH'有機模板劑R和水混合； (2)將步驟(1)中所得到的混合物置於140~200°C下水熱晶化反應24~480小時； (3)將步驟(2)中晶化後的混合物靜置，然後分離出上半部分的上清液，即得到高結晶度的納米ZSM-5沸石； 在步驟(1)中，各原料按下述摩爾配比加入:
Τ02/Υ203 為 10 ~999，
OHVTO2 為 0.01 ~1.0,
Η20/Τ02 為 10 ~120，
R/T02 為 0.05 ~0.8。
2.如權利要求1所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述四價氧化物TO2為矽源、鍺源或錫源其中一種或多種。
3.如權利要 求1所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述三價氧化物Y2O3為鋁源，硼源，鎵源其中一種或多種。
4.如權利要求1所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述有機模板劑，其結構為:
5.如權利要求2所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述矽源選自正矽酸乙酯，矽膠，矽酸，白炭黑，矽溶膠，水玻璃和硅藻土中的一種或多種；所述鍺源選自氧化鍺；所述錫源選自氧化錫，氯化錫中的一種或多種。
6.如權利要求3所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述鋁源選自異丙醇鋁，鋁酸鈉，鋁箔，硫酸鋁，氯化鋁，硝酸鋁，氫氧化鋁，薄水鋁石及擬薄水鋁石中的一種或多種；所述硼源選自硼酸，硼酸鈉，氧化硼中的一種或多種；所述鎵源選自硝酸鎵，三氯化鎵中的一種或多種。
7.如權利要求1所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述鹼源選自鹼金屬氫氧化物或是鹼土金屬氫氧化物。
8.如權利要求4所述的高結晶度的納米ZSM-5沸石的製備方法，其特徵在於所述有機模板劑的合成方法為:在三口燒瓶中加入適量丙酮作為溶劑同時加入1，η-二滷代烷烴，η為3-12，及過量N-甲基吡咯烷，在40度恆溫油浴中攪拌回流過夜。
【文檔編號】C01B39/40GK104003415SQ201410227225
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】唐頤, 王磊, 張宏斌, 王培丞, 張紅霞, 田海雯, 呂新春, 吳學眾 申請人:復旦大學