[发明专利]甘油脱水制备丙烯醛用的多级孔ZSM-5催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种甘油脱水制备丙烯醛用的多级孔ZSM-5催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（a）一次性投料，将硅源、铝源、模板剂、水，按照一定配比混合；

（b）对步骤（a）得到的混合体系进行超声处理，得到前躯体溶液，超声温度为70-80℃，超声功率为30-80KHz，超声处理时间在10-20min；之后将温度降至40-45℃；添加小分子醇，然后在搅拌状态下滴加无机酸或无机碱，调节pH至8-10之间，形成凝胶，其中搅拌转速为180-200 r/min；

（c）将得到的凝胶经过充分的机械搅拌，其中，搅拌转速为250-350 r/min，搅拌时间为24-48h，搅拌时环境温度控制在40-45℃；搅拌结束后，在140-180℃下晶化24-80h；然后过滤得到沉淀，洗涤，干燥；再在400-600℃温度下焙烧4-10h，除去有机模板剂，得到钠型ZSM-5；

（d）在0.1-0.3M硝酸铵或氯化铵溶液中离子交换3-5次，离子交换温度为75-95℃，每次4-6小时；

（e）于80-120℃温度下在烘箱中干燥12-24 h；

（f）将催化剂置于400-600℃下焙烧4-10 h，即得到多级孔ZSM-5催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（a）中所述硅源为水玻璃、硅酸钠晶体、硅溶胶、正硅酸乙酯、硅藻土、白炭黑中任一种或其中几种；所述铝源为偏铝酸钠、硫酸铝、硝酸铝、三氯化铝、铝溶胶、异丙醇铝中任一种或其中几种；所述模板剂为碳原子数为1-4的烷基季铵盐或碱。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（b）所述小分子醇为碳原子数为1-4的醇类；所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸；所述无机碱为氨水或氢氧化钠。

4.如权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂的Si/Al=100-300，模板剂/Si=0.1-0.3，小分子醇/Si=0.1-0.6，H₂O/Si =30-60；所述的催化剂和铵溶液的比为每克10-30 ml。

5.由权利要求1-4之一所述制备方法制备得到的甘油脱水制备丙烯醛用的多级孔ZSM-5催化剂。

6.如权利要求5所述的甘油脱水制备丙烯醛用的多级孔ZSM-5催化剂在甘油脱水制丙烯醛催化反应中的应用，原料为甘油水溶液或醇溶液，甘油质量浓度为5-60wt%，质量空速为1.0-12.0h^-1，反应温度为280-380℃。