[发明专利]一种金属改性ZSM-5分子筛催化剂及其应用

权利要求书

1.一种金属改性ZSM-5分子筛催化剂，其通过如下方法制备：

a、将市售的硅铝摩尔比20～200：1的ZSM-5原粉在高温下预处理：在400～650℃下焙烧3～8h；

b、控制交换度Mⁿ⁺/Na⁺摩尔比率为20％～100％，将预处理后的ZSM-5分子筛用配好的0.05～3mol/L的金属盐MX_n/m的水溶液在30～120℃下进行离子交换，搅拌3～18h；搅拌结束，静置0.5～3h，过滤、洗涤，然后在100～140℃下干燥3～18h，最后将干燥后的催化剂在马弗炉中300～600℃下焙烧3～10h，得到金属改性ZSM-5分子筛催化剂；其中m、n分别是金属盐中阴阳离子的价态绝对值，所述的金属盐MX_n/m是下列金属离子中的一种或多种的可溶性盐：Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、La³⁺、Ce³⁺、Cu²⁺。

2.如权利要求1所述的金属改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征在于：ZSM-5的硅铝摩尔比为30～180：1。

3.如权利要求1所述的金属改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征在于：步骤a中的预处理条件为：在500～600℃焙烧4～6小时。

4.如权利要求1所述的金属改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征在于：金属盐中含有的金属离子Mⁿ⁺选自下列之一：Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、La³⁺。

5.如权利要求1所述的金属改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征在于：步骤b中，焙烧温度为450～600℃，焙烧时间为3～6小时。

6.如权利要求1所述金属改性ZSM-5分子筛催化剂在乳酸脱水制备丙烯酸中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述的应用具体为：将浓度10～90wt％的乳酸水溶液泵入汽化室汽化，在载气N₂或CO₂的带动下进入固定床反应器中的催化剂床层进行反应，得到丙烯酸；其中液体空速0.2～4h^-1，载气气体流速20～150ml/min，反应温度270～500℃。