[发明专利]一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法

权利要求书

1.一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）煤矸石经过二级破碎，制成煤矸石粉末；

（2）煤矸石粉末置于马弗炉中600~900 ℃ 煅烧2~4 h，自然冷却后，将碳酸钠与煅烧后的煤矸石粉末混合均匀，再次置于马弗炉中800~850 ℃ 煅烧2 h；

（3）将煅烧后的混合煤矸石粉末放入去离子水中95~100℃ 浸取1 h，去离子水与混合煤矸石粉末的质量比为1~3：1，过滤并烘干，滤出液作为硅源添加液，将水浸干燥后的煤矸石滤渣放入3.5~5.0 mol/L碱液中50 ℃ 浸取2 h，碱液与煤矸石滤渣的质量比为2~5：1，过滤并烘干，滤出液作为合成前驱液；

（4）将碱浸干燥后的煤矸石滤渣与一定量粘结剂混合并搅拌均匀，放入压片机，在1Mpa的压力下压制成厚度为1.5~2.5 mm基片，然后将基片置于马弗炉中1000~1300 ℃ 煅烧2 h，制成具有一定孔径的载体；

（5）将TiO₂氧化物溶胶涂覆在载体表面，先在40~60 ℃ 下干燥6 h，然后在100℃ 下煅烧2~4 h，制成催化剂载体；

（6）通过加入硅源添加液调节合成前驱液中的硅铝比，模板剂加入去离子水中充分溶解后再加入合成前驱液，制成n（模板剂）：n（硅源）：n（铝源）：n（去离子水）=0.32：1：0.02：100~165的合成母液，加水调节合成母液pH值至10~11，室温下搅拌老化24 h；

（7）将催化剂载体水平置于带有聚四氟乙烯内衬的水热晶化釜中，合成母液加入晶化釜中并浸没催化剂载体，在恒温箱中进行晶化，所述晶化温度为150~200 ℃ ，晶化时间为1.5~2 h；晶化结束后，经洗涤、干燥、煅烧，所述煅烧温度为500~600℃ ，煅烧时间为2 h，得到煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述煤矸石粉末粒度为60~80目。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述碳酸钠与煤矸石粉末混合比例为n（Na₂CO₃）：n（SiO₂）=1。

4.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述煤矸石滤渣与粘结剂的质量比为20~50：1，粘结剂为磷酸二氢铝。

6.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述TiO₂氧化物溶胶中TiO₂质量分数为10 wt%，涂覆次数为3~5次。

7.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（6）中所述模板剂为四丙基氢氧化铵和/或四丙基溴化铵。