[发明专利]蒙脱土/ZSM－5分子筛复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型催化材料及其制备方法，具体的说是蒙脱土/ZSM-5分子筛复合材料及其制备方法。

背景技术

小晶粒ZSM-5分子筛具有独特的拓扑结构，较好的热稳定性及更多的酸性，催化反应稳定性好，具有良好的抗结焦性，被广泛应用于石油加工与精细化工等催化领域，近年来已迅速发展成一种新型的催化材料。

CN1303816A公开了一种导向法制备小晶粒ZSM-5沸石的方法，其特点在于制备一种高活性的导向剂来取代有机模板剂，晶化过程采用两段程序升温。CN1608990A介绍了一种纳米尺寸含杂原子ZSM-5沸石的方法，其特征在于，室温下将铝源或杂原子源、碱金属盐、氢氧化钠、模板剂和水均匀混合，搅动混合液至澄清，向混合液内滴加硅源，继续搅拌至混合液均匀，得到硅铝或硅-杂原子溶胶，将该溶胶在室温下静置陈化1～2天，转入不锈钢内衬的聚四氟乙烯反应釜中，在80～120℃下晶化3～10天，产物经抽滤、洗涤至中性、烘干，在540℃焙烧6h，得到纳米尺寸的含杂原子ZSM-5分子筛。

采取以上方法虽然可以制得纳米尺寸的分子筛，但是小晶粒分子筛在分离过程中以及在催化反应过程中很容易发生烧结，聚集成更大的颗粒，影响其催化效能。一个有效的解决办法就是通过原位合成将分子筛直接负载在各种载体上。目前国内外已有关于负载型ZSM-5复合材料的报道，而大多数载体都是采用蜂窝陶瓷材料或金属合金。

CN1269262A公开了一种在堇青石块状蜂窝陶瓷载体上原位合成ZSM-5分子筛的方法，首先将蜂窝陶瓷浸涂一层含有Al₂O₃、SiO2和Na₂O的凝胶液，其特征在于：将浸涂后的载体在150～200℃的有机胺和水的混合饱和蒸汽压下晶化，时间3～10天，使ZSM-5分子筛以气固相转化的方式原位生长于载体表面。

CN1059673A公开了一种沸石有机地嵌生在蛭石上的新型复合沸石催化剂，其制备方法是将蛭石、氢氧化钠、铝酸钠、有机胺及水在剧烈搅拌下混合，于140-180℃晶化，晶化完毕后经过滤、洗涤、烘干，所得粉末晶体经焙烧除胺后，用硝酸铵溶液进行交换，再经过滤、洗涤、烘干、焙烧即得复合HZSM-5沸石/蛭石催化剂。

上述专利所采用的方法本质上是一样的，都是将载体加入到分子筛凝胶中，然后水热晶化而成。其不同点在于所用的载体是不一样的。显然还有其他的材料可用作复合材料的载体。蒙脱土本身具有较高的热稳定性和水热稳定性，同时层间的阳离子具有可交换性，能够调节材料本身的酸碱性。而且由于蒙脱土特有的2∶1的层状结构为其进行支撑，从而可以形成具有介孔或大孔结构的材料。若是将ZSM-5分子筛生长在蒙脱土上，将可以得到一种新型的催化材料，即担载在蒙脱土微球上的小晶粒ZSM-5分子筛。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种蒙脱土/ZSM-5分子筛复合材料，本发明的另一个目的是提供一种该蒙脱土/ZSM-5分子筛复合材料的制备方法。

本发明蒙脱土/ZSM-5分子筛复合材料的组成为：以复合材料的重量为基准，ZSM-5分子筛的含量为10wt％～70wt％，优选为30wt％～50wt％；ZSM-5分子筛晶粒大小为0.1～0.3μm，硅铝摩尔比为10～20，该复合材料同时具有蒙脱土和ZSM-5分子筛的XRD谱图特征。对该复合材料的扫描电子显微镜(SEM)和X光衍射(XRD)分析表明，该复合物中蒙脱土和ZSM-5分子筛互生，蒙脱土分散在分子筛基质中，分子筛晶粒“生长”在粘土周围。

复合材料的性质在日本理学公司生产的D/max2500型XRD仪(实验条件为：电压40Kv，电流80mA，6°/min扫描)和日本电子公司JSM-6301F冷场SEM上进行表征。

本发明蒙脱土/ZSM-5分子筛复合材料的制备方法为：