[发明专利]一种金属负载型多级孔ZSM-5分子筛及制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属负载型多级孔ZSM-5分子筛，其特征在于，所述金属负载型多级孔ZSM-5分子筛含有介孔；

所述介孔的平均孔径为2～20nm，介孔孔容为0.2～0.6mL/g；

所述金属负载型多级孔ZSM-5分子筛中的金属元素选自Sn、Mg、Zn中的至少一种，金属元素负载量为0.1wt％～10wt％；

所述金属负载量以金属元素的负载量计算。

2.根据权利要求1所述的金属负载型多级孔ZSM-5分子筛，其特征在于，所述多级孔ZSM-5分子筛的粒径为100～400nm，比表面积为400～700m²/g，硅铝原子比为10～500。

3.一种制备金属负载型多级孔ZSM-5分子筛的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)将含有硅源、铝源、模板剂和醇类化合物的原料制成干凝胶；

2)在密闭条件下，将干凝胶在含有水蒸气的气氛下晶化，得到多级孔ZSM-5分子筛；

3)将多级孔ZSM-5分子筛浸渍于含有金属元素前驱体的溶液中，然后经干燥、焙烧，得到所述金属负载型多级孔ZSM-5分子筛。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)所述原料中硅源、铝源、模板剂和醇类化合物的摩尔比为：

硅源：铝源：模板剂：醇类化合物＝1.01～1.1：0.002～0.1：0.1～0.3：10～1000；

其中，硅源的摩尔数以SiO₂计，铝源的摩尔数以Al₂O₃计，模板剂的摩尔数以模板剂本身的摩尔数计，醇类化合物的摩尔数以醇类化合物本身的摩尔数计；

优选地，步骤1)中所述干凝胶由包含以下步骤的方法制备：

将硅源、铝源、模板剂和醇类化合物混合，得到原料凝胶；

将所得原料凝胶置于20～40℃下干燥不少于24小时，得到所述干凝胶。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中所述晶化的时间为48～120h，晶化的温度为150℃～200℃；

优选地，所述步骤2)中所述晶化的时间为60～96h；

优选地，所述步骤2)中所述晶化的温度为160℃～190℃。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中所述金属元素选自Sn、Mg、Zn中的至少一种；

优选地，所述金属元素前驱体选自Sn的氯化物、Sn的硫酸盐、Sn的硝酸盐、Mg的氯化物、Mg的硫酸盐、Mg的硝酸盐、Zn的氯化物、Zn的硫酸盐、Zn的硝酸盐中的至少一种；

步骤3)中所述浸渍为等体积浸渍法，金属负载量为0.1wt％～10wt％；

优选地，步骤3)中金属负载量为1wt％～5wt％；

所述金属负载量以金属元素的负载量计算。

7.一种催化剂，其特征在于，包括金属负载型多级孔ZSM-5分子筛；

所述金属负载型多级孔ZSM-5分子筛选自权利要求1或2所述的金属负载型多级孔ZSM-5分子筛、根据权利要求3至6任一项所述方法制备得到的金属负载型多级孔ZSM-5分子筛中的至少一种。

8.一种2,5-呋喃二甲醇二烷基醚的合成方法，其特征在于，将含有2,5-呋喃二甲醇和烷基醇的反应原料通入装有催化剂的固定床反应器，反应原料与催化剂接触反应，制备2,5-呋喃二甲醇二烷基醚；

所述烷基醇具有如式I所示的结构式：R-OH式I；其中，R为C₂～C₁₀的烷基；

所述催化剂选自权利要求1或2所述的金属负载型多级孔ZSM-5分子筛、根据权利要求3至6任一项所述方法制备得到的金属负载型多级孔ZSM-5分子筛、权利要求7所述催化剂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的2,5-呋喃二甲醇二烷基醚的合成方法，其特征在于，所述烷基醇为乙醇。

10.根据权利要求8所述的2,5-呋喃二甲醇二烷基醚的合成方法，其特征在于，所述反应原料中2,5-呋喃二甲醇的浓度为1～50g/L；

优选地，所述2,5-呋喃二甲醇的质量空速为0.1～3h^-1；

优选地，所述含有2,5-呋喃二甲醇和烷基醇的反应原料与催化剂接触反应的反应温度为100～160℃；

优选地，所述含有2,5-呋喃二甲醇和烷基醇的反应原料与催化剂接触反应的反应压力为0.1～3MPa。