[发明专利]一种改性MFI型分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及分子筛合成技术领域，具体涉及一种改性MFI型分子筛的制备方法，采用石墨烯对ZSM‑5沸石分子筛进行处理时，合成多级孔ZSM‑5分子筛，较好地改善分子筛的扩散性能。本发明通过石墨烯处理调变ZSM‑5的表面形貌，考察改性ZSM‑5分子筛催化剂的物理化学性质。

技术领域

本发明涉及分子筛合成技术领域，具体涉及一种改性MFI型分子筛的制备 方法。

背景技术

MFI型的硅铝分子筛ZSM-5在提高汽油油品中的辛烷产量以及作为石油化工 产品原料的丙烯的产量方面表现出优异的性能。作为酸催化剂，在甲醇转化制 烃反应上逐渐展现出了巨大的优势。随着对ZSM-5分子筛催化应用的深入研究， 人们发现ZSM-5分子筛材料的微孔孔道的大小限制了客体分子在催化剂中的物 质传输性能，尤其是对有机大分子的催化应用上。而且降低了客体分子与微孔 孔道内活性中心的相互作用。同时，由于其相对较低的流通扩散性能，常常引 起微孔孔道内积碳现象，最终导致催化性能降低，分子筛失活。而通过后处理 的方法在合成好的沸石分子筛上可以创造出新的介孔或者大孔是非模板合成多 级孔沸石分子筛的主要形式。

近年来，因为石墨烯的潜在实用价值，使得石墨烯改性分子筛材料的开发 与研究成为当下最受关注的化学材料研究热点之一。如何能够通过石墨烯来改 性MFI型分子筛以期提高其扩散性能是个值得研究的问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的分子筛的扩散性能较差的问题，提供了一 种石墨烯改性MFI型分子筛的制备方法，尤其涉及一种改性ZSM-5的制备方法。

石墨烯是一种带氧的亲水材料，可以在许多溶剂中剥落，而且在水中的分 散性特别好。值得注意的是，石墨烯可以通过简单的超声处理完全剥落，形成 石墨烯片状的亲水性胶体悬浮液。通过添加石墨烯来加强并改进固-液不均匀系 统的化学反应，加强传质过程，使反应体系实现微观或微观均匀混合，使晶体 生长和颗粒有效地控制附聚，从而可以获得具有窄粒度分布的超微粒子。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种改性MFI型分子筛的制备方法，所述的分子筛为ZSM-5，包括以下步骤：

1)取石墨烯溶解在1-2L的去离子水中，再加入氨水调节溶液的pH值为7-8， 用超声波清洗器超声分散，形成棕褐色的溶胶状悬浮液，直至没有明显的石墨 烯颗粒，得石墨烯悬浊液；

2)将硅源、铝源、四丙基氢氧化铵(TPAOH)和蒸馏水，按照一定的比例， 室温下混合搅拌，再加入步骤1)中的石墨烯悬浊液，混合均匀得到晶种凝胶前 驱体，其中石墨烯与硅源的质量比为1～10％；

3)将步骤2)中的前驱体放入水热反应釜中，在一定晶化温度条件下，晶 化反应得到晶化产物；

4)将步骤3)的晶化产物经过离心、洗涤、烘干和焙烧后得到改性MFI型 分子筛。

进一步地说，步骤1)中所述的石墨烯的加入量为0.1～1g。

进一步地说，步骤1)中所述的超声分散的时间为15～60min。

进一步地说，步骤2)中所述的硅源为正硅酸四乙酯、硅溶胶、白炭黑、硅 胶中的至少一种。

进一步地说，步骤2)中所述的铝源为异丙醇铝、偏铝酸钠、硝酸铝中的至 少一种。

进一步地说，步骤2)中的硅源、铝源、四丙基氢氧化铵(TPAOH)和蒸馏 水的比例是按照摩尔计为1:0.02:0.2:30。

进一步地说，步骤3)中所述的晶化反应的温度为100～180℃。

进一步地说，步骤3)中所述的晶化反应的时间为12～48h。

进一步地说，步骤3)中所述的焙烧温度为350～550℃，时间4～6h。