一种海绵状ZSM-5分子筛及其制备方法与流程

本发明属于吸附材料，具体涉及一种海绵状zsm-5分子筛及其制备方法。

背景技术：

1、沸石是具有三维骨架结构的晶体材料，由si-o四面体和al-o四面体组成。由于沸石有序的孔道和结构，使其在吸附、催化、离子交换等方面发挥着重要作用。

2、zsm-5沸石在化学组成、晶体结构及物化性质方面具有许多独特性,因此在很多有机催化反应中显示出了优异的催化效能，在工业上得到了越来越广泛的应用，成为石油化工的一种颇有前途的新型催化剂。

3、为了提高沸石作为吸附剂或催化剂的效率，将改变沸石形貌、增大比表面积、引入介孔和大孔是有效的方式之一。通常制备高比表面积的多级孔沸石需要引入特定的软模板(如：阳离子表面活性剂)或硬模板(如：碳纳米粒子)，且涉及复杂的操作和额外的成本。

4、目前，已经有文献报道采用乙酸乙酯为添加剂，在沸石晶化过程中起到了特殊作用，制备了具有特殊形貌的mcm-41和suz-4沸石。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种海绵状zsm-5分子筛及其制备方法，以乙酸乙酯作为添加剂成功的制备得到海绵状zsm-5分子筛，分子筛具有高比表面积，丰富的多级孔结构特点，在大分子吸附和催化领域有较好的应用前景。

2、本发明提供了一种海绵状zsm-5分子筛的制备方法，包括以下步骤：

3、a)将铝源、硅源、碱性物质、四丙基氢氧化铵与水中混合进行反应，得到凝胶；

4、b)将凝胶在低温条件下进行预晶化，得到初级凝胶；

5、c)将初级凝胶与乙酸乙酯混合，在高温条件下进行晶化后，经过洗涤、干燥和煅烧，得到海绵状zsm-5分子筛。

6、优选的，所述铝源为氢氧化铝、铝酸钠和硫酸铝中的一种或多种。

7、优选的，所述硅源为硅胶、正硅酸乙酯、硅溶胶中的一种或多种。

8、优选的，所述碱性物质包括有机碱和无机碱中的一种或多种。

9、优选的，硅源用量以二氧化硅计，铝源用量以氧化铝计，所述硅源和铝源的摩尔比为80～150：1。

10、优选的，铝源用量以氧化铝计，铝源、四丙基氢氧化铵、水、碱性物质和乙酸乙酯的摩尔比为1：8～15：4000～8000：9～15：5～10。

11、优选的，所述预晶化温度为70-90℃，时间为12-24h。

12、优选的，所述晶化温度为120-150℃，时间为12-24h。

13、优选的，所述煅烧的温度为500-700℃，时间为3-5h。

14、本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的海绵状zsm-5分子筛。

15、与现有技术相比，本发明提供了一种海绵状zsm-5分子筛的制备方法，包括以下步骤：a)将铝源、硅源、碱性物质、四丙基氢氧化铵在水中混合进行反应，得到凝胶；b)将凝胶在低温条件下进行预晶化，得到初级凝胶；c)将初级凝胶与乙酸乙酯混合，在高温条件下进行晶化后，经过洗涤、干燥和煅烧，得到海绵状zsm-5分子筛。本发明采用乙酸乙酯作为添加剂，在合成zsm-5分子筛的过程中，引入该添加剂，制备了一种具有海绵状形貌的zsm-5分子筛。但由于乙酸乙酯作为酯类，会与碱性的有机结构导向剂四丙基氢氧化铵发生酯交换反应，使得四丙基氢氧化铵失去原本结构导向剂的作用。因此，在合成过程中需要额外的预晶化阶段，在预晶化阶段生成mfi相结构单元片段，这些片段起到了晶种的作用，且比一般晶种分散更均匀，更有利于导向稳定的zsm-5分子筛的生成。同时，预晶化阶段也避免乙酸乙酯存在下，影响有机结构导向剂的作用。所制备的zsm-5分子筛具有海绵状形貌，其比表面积高，微介孔丰富，特别适合大分子底物吸附分离和催化反应。

技术特征：

1.一种海绵状zsm-5分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝源为氢氧化铝、铝酸钠和硫酸铝中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅源为硅胶、正硅酸乙酯、硅溶胶中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性物质包括有机碱和无机碱中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，硅源用量以二氧化硅计，铝源用量以氧化铝计，所述硅源和铝源的摩尔比为80～150：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铝源用量以氧化铝计，铝源、四丙基氢氧化铵、水、碱性物质和乙酸乙酯的摩尔比为1：8～15：4000～8000：9～15：5～10；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预晶化温度为70-90℃，时间为12-24h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述晶化温度为120-150℃，时间为12-24h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为500-700℃，时间为3-5h。

10.一种如权利要求1～9任意一项所述的制备方法制备得到的海绵状zsm-5分子筛。

技术总结
本发明提供了一种海绵状ZSM‑5分子筛的制备方法，包括以下步骤：A)将铝源、硅源、碱性物质、四丙基氢氧化铵在水中混合进行反应，得到凝胶；B)将凝胶在低温条件下进行预晶化，得到初级凝胶；C)将初级凝胶与乙酸乙酯混合，在高温条件下进行晶化后，经过洗涤、干燥和煅烧，得到海绵状ZSM‑5分子筛。本发明采用乙酸乙酯作为添加剂，在合成ZSM‑5分子筛的过程中，引入该添加剂，制备了一种具有海绵状形貌的ZSM‑5分子筛。所制备的ZSM‑5分子筛具有海绵状形貌，其比表面积高，微介孔丰富，特别适合大分子底物吸附分离和催化反应。

技术研发人员：栾波,李晓,马庆鲁,姜海英,王龙,王凯,刘瑞云,高天宇,赵德明,史会兵,王耀伟,张凤岐
受保护的技术使用者：山东京博石油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23