[发明专利]一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂及制备和应用

权利要求书

1.一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂为由粒径20-100nm的小晶粒聚集为粒径大小为200-2000nm的聚集态，所述聚集态形成所述催化剂，优选所述催化剂比表面积350～420m²/g，孔体积0.25～0.35cm³/g。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂硅铝比为100-1000。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备包括：先用碱的水溶液对硅源进行处理，再将处理后的硅源和铝源、模板剂在水的存在下混匀，晶化后经过后处理得到所述催化剂；

优选碱为氢氧化钠；

优选硅源为无机硅源；更优选为硅酸钠、白炭黑、粗孔硅胶、硅酸中的一种或多种；

优选铝源选自氢氧化铝、硫酸铝、偏铝酸钠、异丙醇铝和拟薄水铝石中一种或几种；

优选模板剂为四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和正丁胺中的一种或几种；

优选所述后处理包括过滤、洗涤和干燥中的一种或多种；

优选混匀为在0-30℃下混匀；更优选为在10-20℃下混匀；

优选混匀为搅拌2-48h混匀；更优选搅拌12-24h；

优选将处理后的硅源和铝源、模板剂在水的存在下混匀后，其中碱、铝源、硅源、水和模板剂摩尔比以OH^-：Al₂O₃：SiO₂：H₂O：TPA⁺计为(0.05～0.3)：(0.001～0.01)：1：(5～25)：(0.01～0.5)。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于，所述用碱的水溶液对硅源进行处理包括将硅源在碱的水溶液中搅拌处理；

其中优选所述搅拌处理的搅拌时间为1-24h；更优选为2-20h；

其中优选所述搅拌处理是在10-20℃下搅拌。

5.根据权利要求3或4所述的催化剂，其特征在于，所述将处理后的硅源和铝源、模板剂在水的存在下混匀是将铝源、模板剂和部分水混合均匀后，将其加入到硅源的碱的水溶液中，搅拌混匀；

其中优选将铝源、模板剂和水混合均匀是在10～20℃下搅拌混合均匀；

其中优选将铝源、模板剂和水混合均匀是搅拌1-24h混合均匀；更优选搅拌2-4h；

其中优选所述碱的水溶液中碱和水的摩尔比为0.0001-0.1；更优选为0.001-0.1。

6.根据权利要求3～5任意一项所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备包括：先用碱的水溶液对硅源进行处理，再将处理后的硅源和铝源、模板剂和钠盐在水的存在下混匀，晶化后经过后处理得到所述催化剂；

其中优选将处理后的硅源和铝源、模板剂、钠盐在水的存在下混匀后，其中碱、铝源、硅源、水、钠盐和模板剂摩尔比以OH^-：Al₂O₃：SiO₂：H₂O：Na⁺：TPA⁺计为(0.05～0.3)：(0.001～0.01)：1：(5～25)：(0.05～0.2)：(0.01～0.5)；

还优选所述钠盐为氯化钠、溴化钠、硫酸钠和硝酸钠中的一种或几种；

还优选所述钠盐是在将铝源和模板剂混合均匀时加入其中。

7.根据权利要求3～6任意一项所述的催化剂，其特征在于，所述晶化为在80-200℃下晶化1-6天；

优选所述晶化为100～150℃下晶化2～5天；或者为

先在80～140℃下晶化1～3天，再在140～200℃下晶化1～3天。

8.权利要求3-7任意一项所述纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂的制备方法。

9.权利要求1～7任意一项所述纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂在甲醇制丙烯中的应用；优选为甲醇/二甲醚制丙烯。

10.一种甲醇制丙烯方法，其特征在于，所述方法包括以甲醇为原料，在权利要求1～7任意一项所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂存在下制备甲醇；

其中优选所述方法还包括二甲醚的存在；还优选包括水的存在；更优选水与甲醇/二甲醚的摩尔比为1:3-3:1；

其中优选制备甲醇的反应温度为450-500℃；

其中优选制备甲醇的反应压力为1atm；

其中优选制备甲醇的反应的液时空速为1-6h^-1。