[发明专利]ZSM-5系沸石的制造方法

说明书

本发明涉及一种ZSM‑5系沸石的制造方法，包括：加热包括二氧化硅源、氧化铝源、中和剂和结晶性ZSM‑5晶核的混合物以制造溶液状态的第一溶液的步骤；在上述第一溶液中混合包括盐的第二溶液以制造反应母液的步骤；以及，将上述反应母液连续供给到水热合成反应器中以进行连续结晶化的步骤；上述ZSM‑5系沸石满足下述式1：[式1]0.20≤Wsubgt;a/subgt;/Wsubgt;b/subgt;≤0.40。

技术领域

本发明涉及一种ZSM-5系沸石的制造方法。

背景技术

沸石具有铝硅酸盐(alumino-silicate)的三维独特结构，相比于其他铝硅酸盐晶体，细孔大，离子交换性优异，因此被广泛用作催化剂，吸附剂，分子筛和离子交换剂等。

由于天然沸石的结构限制等，其用途受到限制，但是合成沸石的用途目前正在逐渐扩大。为了使沸石的用途多样化，不仅要求经济实惠的合成方法，还要求任意调整沸石的晶体尺寸，粒径分布和形状等。

ZSM-5系沸石形成有由10个四面体环(tetrahedron ring)构成的三维气孔，其尺寸介于A和X沸石与Y沸石之间。另外，ZSM-5系沸石是作为具有特定吸附和扩散特性的形状选择性催化剂的pentasil沸石的一种，SiO₂/Al₂O₃比例高，通常热稳定性良好，具有疏水性，并且路易斯酸位点大，但布朗斯台德酸位点小。

现有ZSM-5系沸石(zeolite)的制造利用了间歇反应器。即，利用一种将包括二氧化硅源和氧化铝源的原料和包括碱性水溶液的反应物浆料供给到配备有搅拌叶片的间歇反应器中并注入饱和蒸汽以在加压和加热条件下由接触混合诱导沸石化反应的方法。

但是，在利用间歇反应器的制造方法中，无法在反应物浆料的沸石化反应完成之前执行下一个工艺。因此，存在生产量由间歇反应器的体积决定，并且总生产率下降的问题。

因此，为了克服现有的利用间歇反应器的制造方法的局限性，要求研发一种通过连续式合成来制造ZSM-5系沸石的方法。

发明内容

技术问题

作为本发明的一实施方式，提供一种可通过连续式合成来制造的ZSM-5系沸石的制造方法。

解决问题的技术手段

作为本发明的一实施方式，提供一种ZSM-5系沸石的制造方法，包括：加热包括二氧化硅源，氧化铝源，中和剂和结晶性ZSM-5晶核的混合物以制造溶液状态的第一溶液的步骤；在上述第一溶液中混合包括盐的第二溶液以制造反应母液的步骤；以及，将上述反应母液连续供给到水热合成反应器中以进行连续结晶化的步骤；上述ZSM-5系沸石满足下述式1：

[式1]

0.20≤W_a/W_b≤0.40

在上述式1中，W_a为上述反应母液中的盐的含量，W_b为上述反应母液中的二氧化硅的含量。

在上述制造第一溶液的步骤中，加热温度可以为30至60℃，加热时间可以为1至3小时。

上述盐可以包括硫酸钠(Na₂SO₄)、硝酸钠(NaNO₃)、磷酸三钠(Na₃PO₄)或其组合。

上述水热合成反应器可以是连续搅拌釜式反应器(Continuous Stirred-TankReactor,CSTR)或塞流式反应器(Plug Flow Reactor,PFR)。

上述第二溶液可以是水热合成反应器的未反应余液。