[发明专利]HZSM-5分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化工催化领域，具体涉及以水玻璃为硅源、聚四氟乙烯为模板剂合成HZSM-5分子筛的方法，催化剂可反复使用多次。

背景技术

ZSM-5分子筛由美国Mobil公司于1972年首次开发成功，被称为第二代沸石，属于中孔沸石。它是一种高硅铝比、三维直通孔道结构的硅铝酸盐沸石分子筛，由平行于单胞a轴的“Z”形圆通道和平行于单胞b的椭圆形通道交叉而成，其组成中的T-O四面体构成内表面很大的空隙，并进一步连接成孔径均匀分布的直形孔道和正弦形孔道。ZSM-5分子筛在晶体结构中存在着大量的空穴，空穴内分布着可移动的水分子和阳离子，由于它没有笼，所以在催化过程中不易积碳，并且具有极好的热稳定性、耐酸性、疏水性和水蒸汽稳定性。

ZSM-5沸石以其独特的三维交叉孔道体系和对水热合成体系要求的相对灵活性成为择形催化的首选材料，是石油加工和石油化工中择性反应中最重要的催化材料之一。目前国内外的ZSM-5分子筛的生产，主要以液相转化机理为基础。近年来，随着人们对环保意识的逐步增强，采用绿色合成和提高合成效率已经成为分子筛合成研究及工业应用的重要方向。

发明内容

为了提高ZSM-5分子筛的合成效率，本发明提供了一种ZSM-5分子筛的合成方法，具体的技术方案是：

所述HZSM-5分子筛以水玻璃为硅源、聚四氟乙烯为模板剂合成，具体包括如下步骤：

1)将偏铝酸钠加入蒸馏水中搅拌均匀，制成偏铝酸钠溶液；

2)向步骤1)的溶液中加入聚四氟乙烯继续搅拌20-50min；

3)向步骤2)的溶液中加入硅源，搅拌3-10h；

4)在晶化釜中晶化，晶化温度为180-200℃、晶化时间为24-36h；

5)静置过滤并用蒸馏水洗涤，在100-150℃条件下，干燥6-10h；

6)在温度为500-700℃的条件下煅烧4-8h，得到ZSM-5分子筛；

7)将步骤6)得到分子筛加入到硝酸铵溶液中，在80-100℃的条件下交换12-20h；

8)然后静置过滤并用蒸馏水洗涤，在100-150℃条件下，干燥6-10h，再在温度为500-700℃的条件下煅烧4-8h，得到HZSM-5分子筛。

在本发明中，优选地，所述偏铝酸钠溶液的浓度为0.5-2g／ml。

在本发明中，优选地，所述硝酸铵溶液的浓度为0.2-1mol／L。

有益效果：本发明制备的HZSM-5分子筛该样品具有与常规的ZSM-5相类似的结晶度、比表面积和孔体积和酸性，但在催化裂化反应中，表现出比常规ZSM-5更高的丙烯的选择性和总的轻烯烃产率，这与它的独特氧化还原性能有关。

具体实施方式

实施例1

制备浓度为0.8g／ml的偏铝酸钠溶液，取30ml，向其中加入聚四氟乙烯继续搅拌30min，然后加入硅源水玻璃4g，搅拌5h；将溶液移到晶化釜中在200℃的条件下晶化30h，静置过滤并用蒸馏水洗涤，在120℃条件下，干燥8h，在600℃的条件下煅烧6h得到ZSM-5分子筛；将2gZSM-5分子筛加入到硝酸铵溶液中，在80℃的条件下交换15h，然后再静置过滤并用蒸馏水洗涤，在120℃条件下，干燥8h，在600℃的条件下煅烧6h得到HZSM-5分子筛。

实施例2

制备浓度为1.2g／ml的偏铝酸钠溶液，取50ml，向其中加入聚四氟乙烯继续搅拌50min，然后加入硅源水玻璃5g，搅拌6h；将溶液移到晶化釜中在180℃的条件下晶化24h，静置过滤并用蒸馏水洗涤，在100℃条件下，干燥8h，在550℃的条件下煅烧8h得到ZSM-5分子筛；将3gZSM-5分子筛加入到硝酸铵溶液中，在80℃的条件下交换12h，然后再静置过滤并用蒸馏水洗涤，在120℃条件下，干燥8h，在550℃的条件下煅烧8h得到HZSM-5分子筛。

实施例3

制备浓度为1.5g／ml的偏铝酸钠溶液，取60ml，向其中加入聚四氟乙烯继续搅拌50min，然后加入硅源水玻璃6g，搅拌4h；将溶液移到晶化釜中在200℃的条件下晶化36h，静置过滤并用蒸馏水洗涤，在100℃条件下，干燥8h，在650℃的条件下煅烧6h得到ZSM-5分子筛；将4gZSM-5分子筛加入到硝酸铵溶液中，在90℃的条件下交换20h，然后再静置过滤并用蒸馏水洗涤，在120℃条件下，干燥8h，在600℃的条件下煅烧6h得到HZSM-5分子筛。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。