[发明专利]一种疏水改性ZSM-5分子筛及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种疏水改性ZSM‑5分子筛及其制备方法与应用。本发明的疏水改性ZSM‑5分子筛的制备方法包括以下步骤：1)对ZSM‑5分子筛进行焙烧活化，得到活化的ZSM‑5分子筛；2)将活化的ZSM‑5分子筛加入乙醇中，再加入硅烷偶联剂，进行回流反应，得到疏水改性ZSM‑5分子筛。本发明用乙醇作为反应溶剂，可以在低温条件下对ZSM‑5分子筛进行疏水改性，方法简单易行、安全环保，得到的疏水改性ZSM‑5分子筛的结晶度高、孔容大、比表面积大、疏水性能优异、在高湿环境下对有机物的吸附能力强。

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，具体涉及一种疏水改性ZSM-5分子筛及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着经济高速发展，环境污染问题也日益严重，工业企业有机废气的排放造成了严重的空气污染。有机废气所带来的空气污染问题越来越受重视，必须加大对有机废气的处理力度。目前，常见的处理有机废气的方法有热处理法、吸附法、吸收法和冷凝法。吸附法适用于大部分的工业企业，特别适用于排放量大、浓度低的可挥发性有机物的处理。分子筛是一种传统的高效吸附材料，被广泛应用于吸附法处理有机废气。然而，在废气的排放过程中，除了有机污染物的排放，往往还伴随着大量水汽的排放，而水汽会直接影响分子筛对污染物的吸附效果。因此，传统的分子筛难以完全满足吸附法除废气的实际应用要求，需要进行改性处理。

CN 102320621 A、CN 111302354 A、CN 104477933 A和CN 102992341 A均公开了对分子筛进行疏水改性的方法，这些方法都可以在一定程度上提高分子筛的疏水性，但是在疏水改性的过程中需要采用甲苯、苯、乙醚、丙酮等有机溶剂，毒性大，对人体及环境危害大，而且得到的疏水改性分子筛的性能仍然难以完全满足实际应用的要求。

因此，亟需开发一种比表面积和孔容大、疏水性好、在高湿环境下对有机物的吸附能力强的改性分子筛，以及一种简单、经济和环保的分子筛疏水改性方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏水改性ZSM-5分子筛及其制备方法与应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种疏水改性ZSM-5分子筛的制备方法，包括以下步骤：

1)对ZSM-5分子筛进行焙烧活化，得到活化的ZSM-5分子筛；

2)将活化的ZSM-5分子筛加入乙醇中，再加入硅烷偶联剂，进行回流反应，得到疏水改性ZSM-5分子筛。

优选的，一种疏水改性ZSM-5分子筛的制备方法，包括以下步骤：

1)将ZSM-5分子筛80℃～100℃干燥12h～24h，再450℃～550℃焙烧2h～6h，得到活化的ZSM-5分子筛；

2)将活化的ZSM-5分子筛加入乙醇中，再加入硅烷偶联剂，40℃～60℃冷凝回流反应5h～24h，过滤，对滤得的固体进行洗涤和干燥，得到疏水改性ZSM-5分子筛。

进一步优选的，一种疏水改性ZSM-5分子筛的制备方法，包括以下步骤：

1)将ZSM-5分子筛80℃～100℃干燥12h～24h，再480℃～520℃焙烧3h～5h，得到活化的ZSM-5分子筛；

2)将活化的ZSM-5分子筛加入无水乙醇中，再加入硅烷偶联剂，40℃～60℃回流反应15h～24h，过滤，对滤得的固体进行洗涤，再80℃～100℃干燥10h～15h，得到疏水改性ZSM-5分子筛。

优选的，步骤1)所述ZSM-5分子筛中SiO₂和Al₂O₃的摩尔比(即硅铝比)为5:1～200:1。