[发明专利]薄片状形貌ZSM-5分子筛及合成方法

说明书

本发明属于沸石分子筛合成技术领域，具体为一种薄片状形貌ZSM‑5沸石分子筛的合成方法。形貌控制是分子筛合成领域重要方面，不同晶体形貌的MFI沸石分子筛催化剂在催化反应中的产物选择性、反应活性及稳定性等方面均可能随着形貌的不同而有明显的差异。本发明主要使用一锅法制备ZSM‑5沸石，合成步骤简便，易于工业化。同时应用有效添加剂，可以有效的控制产物结晶度及最终形貌。样品XRD显示所得产物为ZSM‑5分子筛，结晶度良好。SEM显示沸石呈现薄片状形貌，可用于烯烃裂解的工业应用中。

技术领域

本发明属于沸石分子筛合成技术领域，具体为一种薄片状形貌ZSM-5沸石分子筛的合成方法。

背景技术

形貌不同，ZSM-5催化剂表现出不同的催化效果。其中片状形貌ZSM-5沸石(沿a轴方向生长相对较快，即(010)晶面较大，而沿b轴方向生长较慢，(100)晶面较小，截面呈长方形)相比于常规形貌沸石，表现出良好的催化性能和优异的抗积碳能力。可以说，分子筛形貌及其取向的调控对其实际应用效果有着重要的影响。

CN201310020530.8介绍了一种ZSM-5沸石合成方法，该方法使用极性分子即十六烷基三甲基溴化铵对层状硅酸盐Na-kenyaite进行插层，得到Na-kenyaite-CTAB插层复合物，再以四烷基氢氧化铵为模板剂合成ZSM-5型分子筛，将产物进行剥层处理后得到薄片状的ZSM-5分子筛晶体。插层过程使得层间距扩大并保持一定的距离避免相互融合，在晶化过程中，控制生长速度，使分子筛能沿着层状物的层板成核生长，反应结束后，除去模板剂和极性分子，最终在得到分子筛的同时，层状物的二维结构也得以保留，大大提高了大分子反应物与活性酸中心的可接触性，改善反应性能。CN97100145.6提供了一种合成ZSM-5分子筛的方法，将原料水玻璃加热至40℃至沸腾温度，再将酸化的铝盐溶液加入到该已加热的水玻璃中，加或不加分子筛晶种，所得反应混合物的总组成符合(3～11)Na₂O∶Al₂O₃∶(20～100)SiO₂∶(500～1500)H₂O的摩尔配比，然后将该反应混合物按常规方法水热晶化；该方法可使ZSM-5分子筛合成时的单釜产率提高100％以上，而且所得产品的结晶度和比表面高于常规无机法产品而接近于有机模板剂方法获得的产品。CN200910169617.5介绍了一种ZSM-5沸石的合成方法，包括将无定形二氧化硅固体硅源、铝酸盐铝源、水以及ZSM-5合成母液混合，然后于温度110～200℃下晶化8～24小时，晶化后的混合物经过滤、洗涤、干燥后得ZSM-5沸石，该方法工艺简单，单釜产率高、晶化时间短，可减少母液排放或实现母液零排放，合成及操作成本较低；所得到的ZSM-5沸石B酸量高，L酸量低。

以上专利所述方法中，很少用到本发明所用添加剂R2，且基本为静态晶化，晶化过程没有搅拌，或者合成过程趋于复杂，不易于工业化，得不到均一薄片状ZSM-5沸石。本发明通过使用添加剂R2，控制其与模板剂T1的比例，在晶化过程中加以搅拌，得到特殊薄片状形貌ZSM-5沸石。

发明内容

本发明所要解决的关键技术问题是现有技术得到薄片状ZSM-5的制备过程及其繁琐且不易于工业化。本发明提供一种新的ZSM-5分子筛制备方法，该方法用于ZSM-5制备时，具有合成步骤简便，易于工业化，且可以得到均匀片状ZSM-5的特点。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

一种薄片状形貌ZSM-5沸石分子筛，尺寸长X宽X高为(0.2-12)μm X(0.1～4)μmX(0.05-3)μm，其特征在于长与高的比例为：2～20，宽与高的比例为：2～50。

上述技术方案中，尺寸中长定义为晶体最长边，大小范围优选为0.5～10μm。

尺寸中宽定义为晶体次长边，大小范围优选为0.2～2μm。

尺寸中高定义为晶体最短边，大小范围优选为0.07～2μm。