[发明专利]整体式负载型碳分子筛催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种整体式负载型碳分子筛催化剂，其特征是它由整体式蜂窝堇青石和碳纳米管，HZSM-5型分子筛组成，其中碳纳米管占7～20份，HZSM-5占10～30份，堇青石占60～80份。

2.根据权利要求1所述的整体式负载型碳分子筛催化剂，其特征是其中所述碳纳米管10份，HZSM-5占19份，堇青石占71份。

3.一种整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是首先用化学气相沉积法在整体式蜂窝堇青石上原位生长碳纳米管，并以此为载体，将ZSM-5分子筛采用二次生长法生长到载体上。

4.根据权利要求3所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是它包括以下步骤：(1)堇青石载体预处理；(2)碳纳米管的生长以及预处理；(3)预涂HZSM-5分子筛；(4)二次生长分子筛。

5.根据权利要求4所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是所述堇青石载体预处理是指取市售的400cpsi的整体式蜂窝堇青石，去离子水洗净烘干。

6.根据权利要求4所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是所述碳纳米管的生长以及预处理是指以经过预处理的堇青石为基体，在温度750～800℃用铁催化裂解乙炔在其表面上生长多壁碳纳米管制备碳纳米管-堇青石整体式复合催化剂载体；置于30％稀硝酸溶液中沸煮1.5h后，用去离子水洗涤至滤液呈中性，烘干，550℃焙烧4h。

7.根据权利要求4所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是所述预涂HZSM-5分子筛是指取碳纳米管-堇青石复合催化剂载体置于预先超声分散好的1％HZSM-5分子筛悬浮液中，30s后取出吹除孔中残液，阴干；

重复此步骤2～3次后，置于马弗炉中500℃焙烧3h。

8.根据权利要求4所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的制备方法，其特征是所述二次生长分子筛是指将一定配比的氢氧化钠、偏铝酸钠、四丙基溴化氨、正硅酸乙酯和去离子水放入高压釜中，合成液摩尔组成为：Al₂O₃∶aSiO₂∶bNa₂O∶cH₂O∶dTPABr，a＝20～100，b＝2～30，c＝3000～10000，d＝5～20；将预涂有HZSM-5分子筛晶种的碳纳米管-堇青石复合载体置于釜内清液中，在170℃晶化48h，取出水洗，烘干；重复上述步骤2次后，550℃焙烧4h；用1.0mol/L的NH₃NO₃溶液进行离子交换2～4次，用去离子水洗涤后，烘干，缓慢升温至540℃焙烧6h，得到负载量为10％～25％的整体式负载型碳分子筛催化剂。

9.一种整体式负载型碳分子筛催化剂的应用，其特征是将整体式负载型碳分子筛催化剂应用在甲醇脱水合成二甲醚反应中。

10.根据权利要求9所述的整体式负载型碳分子筛催化剂的应用，其特征在于所采用的反应温度为170～240℃，空速6～12h^-1。