[发明专利]一种杂原子ZSM-5分子筛的合成方法及其应用

权利要求书

1.一种杂原子ZSM-5分子筛的合成方法，其特征在于，包括步骤：

(1)以正硅酸乙酯、硅酸、水玻璃或硅溶胶中的一种或多种为硅源；硫酸铝、拟薄水铝石、异丙醇铝或氢氧化铝中的一种或多种为铝源；以硫酸镓或硝酸镓为镓源；以氯化钠或氢氧化钠为矿化剂；以四丙基氢氧化铵为有机模板剂；

合成分子筛溶胶凝胶的原料按照摩尔配比SiO₂:Al₂O₃:Ga₂O₃:NaOH:TPAOH:H₂O为25：x：_y：1：(3-10)：(1000-3000)，且x+y＝0.5-3，x/y＝0-5；

将镓源、铝源加入模板剂中，再加入氢氧化钠，然后与硅源混合，形成溶胶凝胶体系；

(2)将步骤(1)所得溶胶凝胶体系在160-200℃下晶化48-80小时，晶化后得到分子筛原粉；

(3)分子筛原粉洗涤、过滤并烘干，在500-600℃温度下焙烧4-8小时除去有机模板剂，得到分子筛粉末；

(4)分子筛粉末用氢氧化铵溶液进行离子交换，再经110℃烘干，在500-600℃温度下焙烧4-8小时得到氢型杂原子ZSM-5分子筛。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，合成分子筛溶胶凝胶的原料配比中x+y＝0.625-1.5，x/y＝0.5-1。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中将镓源、铝源加入浓度为1-2mol/L的模板剂溶液中，搅拌20-40分钟；再加入氢氧化钠，搅拌20-40分钟；将上述溶液移至硅源的水溶液中，继续搅拌100-150分钟，形成均一的溶胶凝胶体系。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将晶化后的物料取出后，离心分离出分子筛原粉，加入去离子水洗涤、过滤2-5次。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(4)中，分子筛粉末用0.5-3M的氢氧化铵溶液离子交换1-2小时，过滤后重复交换2-3次。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(5)还包括：将所得氢型ZSM-5杂原子分子筛过筛40-140目备用。

7.权利要求1-6任一所述的合成方法得到的杂原子ZSM-5分子筛。

8.权利要求7所述的杂原子ZSM-5分子筛的应用，其特征在于，是在催化快速热解制备液体燃料和液化石油气中的应用；

所述催化快速热解的反应原料为木质纤维素生物质，和/或废塑料；

所述催化快速热解的反应使用杂原子ZSM-5分子筛作为催化剂；所述催化快速热解的产物主要包括芳烃和液化石油气。

9.根据权利要求8所述的分子筛的应用，其特征在于，所述催化快速热解的反应在一个反应器中进行。