[发明专利]一种外加磁场作用下的c-轴取向型Zn-ZSM-5分子筛的合成方法

摘要

一种外加磁场作用下的c‑轴取向型Zn‑ZSM‑5分子筛的合成方法，属于Zn‑ZSM‑5分子筛的合成方法。通过特定的外加磁场作用，解决ZSM‑5在晶体生长过程中形貌结构取向性择优生长的问题。合成方法是：将预制的silicalite‑1晶种加入到掺杂Zn²⁺的混合凝胶中，在特定强度的外加磁场作用下陈化，然后进行晶化、干燥、焙烧，制得c‑轴取向型Zn‑ZSM‑5。该技术的特点是特定强度的外加磁场对分子筛晶粒生长的导向作用明显，将其放置水平磁感线位置合成分子筛单体具有c‑轴取向结构，同时通过一次掺杂就可以成功合成c‑轴方向择优生长的锌型ZSM‑5分子筛新材料，合成工艺简单，重复性好，且新材料比表面积较大，应用于甲醇芳构化反应中表现出优异的甲醇转化率和芳烃收率、抗积碳性能和稳定性。

主权项

1.一种外加磁场作用下的c‑轴取向型Zn‑ZSM‑5分子筛的合成方法，其特征是：一、silicalite‑1晶种制备：a、将硅源、模板剂和去离子水混合均匀，形成具有如下摩尔配比的混合物，模板剂：SiO₂：H₂O＝1：(20～40)：(70～100)，对混合物进行老化；b、将步骤a中老化后的凝胶转入晶化釜进行晶化，得到预制晶种悬浮液；晶化条件，晶化温度为80～120℃，晶化时间为4～8h，晶化温度为不能高于120℃，晶化温度选取较高时其晶化时间应缩短，以控制得到的晶种悬浮液中的晶种粒度小于30nm；二、混合凝胶制备：将硅源、铝源、碱源、锌源和去离子水混合均匀，形成具有如下摩尔配比的初始凝胶混合物，SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：ZnO：H₂O＝(100～150)：(2～4)：6：1：(900～1500)；向初始凝胶混合物中添加预制晶种悬浮液，搅拌均匀；三、老化：将步骤二得到的混合物玻璃容器置于恒温浴槽中，向混合物中加入模板剂，恒温浴槽外加外加磁场，并连续缓慢搅拌下老化24‑36h；四、晶化：将老化后的混合物转入晶化釜中进行晶化，自然冷却至室温，然后进行过滤、洗涤，干燥、煅烧得到具有c‑轴向结构的Zn‑ZSM‑5分子筛；所述硅源为硅溶胶、硅凝胶、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中一种或几种；所述模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、1,6‑己二胺、正丁胺中一种或几种；所述铝源为异丙醇铝、硝酸铝、偏铝酸钠和硫酸铝中一种或几种；所述锌源为硝酸锌、氯化锌或硫酸锌中的一种；所述预制晶种悬浮液添加量为1％～10％，晶种悬浮液质量与初始凝胶混合物中SiO₂的质量比；步骤三中，外加磁场的强度为30mT～60mT；以20‑60转/分钟连续缓慢搅拌；步骤四中，晶化条件为晶化温度为140～170℃，晶化时间为10～24h。