[发明专利]一种微介孔ZSM-5分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种微介孔ZSM‑5分子筛的制备方法，以碱酸预处理后的凹凸棒土为硅源，氨水为模板剂，氢氧化钠为后处理造孔剂，十八水合硫酸铝为补充铝源，采用水热晶化法合成。本发明的微介孔ZSM‑5分子筛的制备方法，能够合成晶形均一、形状规则，孔径分布均匀，比表面积与孔体积大的ZSM‑5分子筛；操作简单，原料廉价易得，经济成本低，合成效率高；条件温和，无毒环保。

技术领域

本发明属于分子筛制备技术领域，涉及一种微介孔ZSM-5分子筛的制备方法。

背景技术

ZSM-5沸石分子筛是典型的高硅五元环型沸石，是典型的具有五元环结构单元的分子筛，其最基本的结构单元为硅氧四面体和铝氧四面体，形貌通常为板状。由于其具有独特的孔道结构，比表面积较大、吸附性能良好等众多优点，目前是人工合成沸石中最重要的吸附催化材料之一。但ZSM-5分子筛的微孔孔径单一且尺寸较小，使分子的扩散受到限制，对大分子有机物的吸附效果较差，严重影响其吸附催化性能。

目前在制备微介孔ZSM-5分子筛的时，通常会以溶液态的正硅酸乙酯为硅源，以有机氨为模板剂。但是在制备过程中，正硅酸乙酯和有机氨的价格不仅昂贵，而且过量使用有机氨会造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种微介孔ZSM-5分子筛的制备方法，能够制得纯度较高的ZSM-5分子筛。

本发明所采用的技术方案是，一种微介孔ZSM-5分子筛的制备方法，以碱酸预处理后的凹凸棒土为硅源，氨水为模板剂，氢氧化钠为后处理造孔剂，十八水合硫酸铝为补充铝源，采用水热晶化法合成。

本发明的特点还在于：

一种微介孔ZSM-5分子筛的制备方法，具体按照下述步骤进行：

步骤1,将凹凸棒土进行碱酸预处理，得到硅源粉末；

步骤2，将十八水合硫酸铝加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，得到混合溶液，向所述混和溶液中加入硅源粉末，搅拌均匀，得到凝胶；

步骤3，向所述凝胶中加入硫酸溶液和浓氨水，充分反应，反应结束后抽滤，干燥，焙烧，得到微孔ZSM-5分子筛；

步骤4，向所述微孔ZSM-5分子筛中加入氢氧化钠溶液，搅拌均匀后加热，然后取出洗涤至中性，干燥、焙烧，得到微介孔ZSM-5分子筛。

步骤1中将凹凸棒土进行碱酸预处理具体按照下述方法进行：

步骤1.1，将粉末状凹凸棒土和氢氧化钠混合均匀，高温煅烧，待冷却后取出研磨，得到混合物，向入混合物中加水后搅拌均匀，烘干并冷却后，加入氯化钠溶液混合均匀，抽滤，调节pH至6～7，然后将所得产物烘干、研磨为均匀粉末状，得到改性后凹凸棒土粉末；

步骤1.2，将步骤1得到的改性后凹凸棒土粉末与盐酸混合，加热后抽滤直至Cl^-除净，将所得产物烘干、研磨，得到硅源粉末。

步骤1.1中，凹凸棒土与氢氧化钠质量比为1:1，所述高温煅烧的温度为550℃，高温煅烧的时间为2h，所述氯化钠溶液的浓度为1mol/L，混合物与氯化钠溶液的质量体积比为1g：10mL，使用盐酸调节所述PH。

步骤1.2中，盐酸的体积浓度为9％～12％，改性后凹凸棒土粉末与盐酸质量体积比为1g:8mL～10mL；所述加热采用微波加热，加热的温度为180℃，加热的时间为20min～30min，所述烘干的温度为105℃～110℃。

步骤2中，氢氧化钠溶液的质量浓度为3.84％，所述硅源粉末与十八水合硫酸铝的摩尔比为100～200：0.5～0.1，所述硅源粉末与氢氧化钠的摩尔比为100～200：1～2；所述步骤2中搅拌采用磁力搅拌，搅拌时混合溶液的温度为50℃～60℃，搅拌时间为0.5h～1h。