[发明专利]一种ZSM-5分子筛的制备方法

说明书

一种ZSM‑5分子筛的制备方法，包括：将凹凸棒土分散于盐酸溶液，配置成凹凸棒土悬浮液，然后在微波条件下反应，再将悬浮液过滤，洗涤至中性，得到活化的凹凸棒土；将步骤一得到的活化后的凹凸棒土与白炭黑、25％TPAOH水溶液、氢氧化钠、去离子水混合均匀，得到混合物；将混合物转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入恒温烘箱中反应后取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液倒入离心管中离心分离干燥，得到干燥的固体产物；将干燥后的固体产物置于马弗炉中，恒温焙烧，得到ZSM‑5分子筛；本发明具有降低成本，结晶度高和及收率高的优点。

技术领域

本发明属于分子筛合成技术领域，具体涉及一种ZSM-5分子筛的制备方法。

背景技术

ZSM-5沸石是美国Mobile公司于上个世纪六十年代末合成出来的一种新型的沸石分子筛。由于它在择形催化、酸催化及热稳定性等方面的独特性能，在工业上得到了越来越广泛的应用，特别是在石油化工领域具有广泛的应用前景。目前，合成ZSM-5分子筛主要采用的硅溶胶、水玻璃、正硅酸乙酯以及盐酸铝、偏铝酸钠等化工产品为原料，导致ZSM-5合成成本偏高。凹凸棒土在我国储量非常丰富，是一种廉价易得的含硅铝的无机粘土矿物。但是，目前的开发与科研方面基本上处于卖资源的初级阶段，主要用于生产外墙涂料、复合肥料粘结剂及饲料添加剂等技术含量较低的初级产品，每吨价格只有十几到几十元。以凹凸棒土为原料来提供合成ZSM-5的部分硅源和铝源，可以有效降低ZSM-5分子筛的合成成本，拓展凹凸棒土的利用途径。目前，文献和专利中已经报道了采用凹凸棒土为原料来合成A型分子筛。CN103170304B公开了一种采用凹凸棒土制备5A分子筛的方法，不仅降低了5A分子筛的成本，且该分子筛对直链烷烃具有良好的饱和吸附量。张磊等报道了采用凹凸棒土合成4A分子筛的工艺(非金属矿，2009，32(6)：39-41)；赵秋萍等报道了采用不同产地的凹凸棒土均可合成4A分子筛(应用化工，2010，39(3)：333-336)。黄石在硕士学位论文中报道了采用凹凸棒土原位晶化合成Y型分子筛，表现出优异的原料油催化裂化性能。文献和专利中未见采用凹凸棒土为原料合成ZSM-5分子筛的公开报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种ZSM-5分子筛的制备方法，通过微波辅助活化凹凸棒土，不需要高温焙烧、活化条件温和，有效降低了ZSM-5的合成成本，拓展了天然矿物资源凹凸棒土的利用途径；合成工艺简单可控，ZSM-5分子筛收率高，结晶度高。

为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案为；

一种ZSM-5分子筛的制备方法，其步骤为：

步骤一：将凹凸棒土分散于盐酸溶液，配置成质量分数5％～15％的凹凸棒土悬浮液，搅拌使其充分分散；然后在微波条件下控制反应温度60～90℃条件下，反应5～12小时；反应结束后，将悬浮液过滤，洗涤至中性，80℃干燥12小时，得到活化的凹凸棒土；

步骤二：将步骤一得到的活化后的凹凸棒土与白炭黑、25％TPAOH水溶液、氢氧化钠、去离子水混合均匀，60℃搅拌4-10小时，得到混合物；使得混合物中的摩尔比为SiO₂/Al₂O₃＝30～100、Na₂O/SiO₂＝0.1～0.15、四丙基氢氧化铵(TPAOH)/SiO₂＝0.05～0.15、H₂O/SiO₂＝20～50；

步骤三：将步骤二中的所得混合物转移到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，并将水热反应釜放入恒温烘箱中，在140～180℃条件下反应2～5天，反应结束后，取出水热反应釜放入冷水中骤冷，将反应液倒入离心管中离心分离，水洗至中性，80℃干燥12小时，得到干燥的固体产物；

步骤四：将步骤三干燥后的固体产物置于马弗炉中以1～5℃/分钟的升温速率升温至500～600℃，恒温焙烧6～10小时，得到ZSM-5分子筛。