[发明专利]一种改性ZSM-22分子筛的制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种改性ZSM‑22分子筛的制备方法和应用，选用合适的硅源、铝源及模板剂，在不加晶种的情况下，调试制备参数，在静态水热合成法下制备出了较纯的ZSM‑22分子筛，通过将ZSM‑22分子筛分散于钛酸丁酯中并进行干燥后的焙烧，制得了钛负载的改性ZSM‑22分子筛；本发明改性后的ZSM‑22分子筛具有比未改性的ZSM‑22分子筛更强的吸附作用，对低、中、高浓度的甲苯都具有较强的吸附效果，对甲苯的吸附率高达98％以上。

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，具体涉及一种改性ZSM-22分子筛的制备方法和应用。

背景技术

ZSM-22分子筛是美国Mobil公司在水热体系下合成的一种高硅沸石分子筛，属于TON结构的拓扑框架，ZSM-22的骨架拓扑结构中同时包括五元环、六元环和十元环，它孔道结构为一维线性十元环椭圆孔道，无交叉孔道，其孔径为47nm×0.55nm，略比ZSM-5十元环通道孔(0.53nm×0.56nm)小，由于其独特的结构，具有中等强度的表面酸性和较高的分子选择性，使其在直链烃类异构化方面有较强的催化性能，如催化脱蜡等。

ZSM-22分子筛的合成方法可以分为：(1)水热体系与非水热体系的合成；(2)碱性与非碱性体系的合成；(3)有机胺与无胺体系的合成；(4)在负载物上合成沸石。还可分为静态合成法和动态合成法，静态合成法需要加入少量晶种，否则会得不到ZSM-22分子筛，动态合成法需要相应的动态实验设备，操作上不如静态合成法方便，只适用于少量制备。ZSM-22是一种亚稳态结构的晶体，合成条件较为苛刻，晶化过程中易生成白硅石和ZSM-5杂晶相。ZSM-22分子筛合成受诸多因素影响，如硅铝比、模板剂种类等，并且这些因素之间相互联系与制约，要得到预期产物，必须了解和掌握以上因素在分子筛合成过程的影响。

目前，ZSM-22分子筛大多应用于直链烃类异构化方面的催化，而在VOCs吸附领域应用很少。

发明内容

为了解决ZSM-22分子筛如何适用于VOCs吸附领域特别是对甲苯吸附的技术问题，而提供一种改性ZSM-22分子筛的制备方法和应用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种改性ZSM-22分子筛的制备方法，包括如下步骤：

(1)将以SiO₂计的硅源、以Al₂O₃计的铝源、模板剂、以OH–计的碱源和水按照摩尔比SiO₂:Al₂O₃:模板剂:OH–:蒸馏水＝1:(0.01～0.03):(0.2～0.8):(0.2～0.6):(10～40)混合搅拌，待形成凝胶状混合物后，密闭晶化反应后得到前驱体，分离出前驱体并清洗、干燥，然后焙烧，得到ZSM-22分子筛；

(2)将制得的ZSM-22分子筛分散于钛酸丁酯中，干燥后进行焙烧，制得改性ZSM-22分子筛，所述改性ZSM-22分子筛为钛负载改性ZSM-22分子筛。

进一步地，步骤(2)中所述ZSM-22分子筛与钛酸丁酯的质量比为1:(4.8-20)。

进一步地，步骤(1)中所述晶化反应的温度为160-180℃，晶化反应的时间为24-96h。

进一步地，步骤(1)中所述焙烧的过程是以3-5℃·min^-1的升温速度在室温升至500-650℃下进行恒温焙烧8-10h。

进一步地，步骤(2)中所述焙烧的过程是以2℃·min^-1的升温速度在室温升至500℃下进行恒温焙烧3h。

进一步地，所述铝源为硝酸铝，所述硅源为六甲基二硅氧烷，所述模板剂为中的溴代十六烷基吡啶，所述碱源为氢氧化钾或氢氧化钙。