[发明专利]一种双功能多级孔分子筛催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种双功能多级孔分子筛催化剂及其制备方法，其特征在于该催化剂由ZSM-5分子筛颗粒在纳米尺度上并列排布，形成结构规整的晶体结构，颗粒之间的空隙形成尺寸不一的中孔，颗粒内部保持了ZSM-5的微孔结构，形成了多级孔结构，其微孔孔径为0.55~0.65 nm，其介孔尺寸为1~100 nm，分子筛结构上含有路易斯酸点和布朗斯特酸点，路易斯酸点强度和布朗斯特酸点的强度比可调；所述双功能多级孔分子筛催化剂的制备按照以下步骤进行：

（1）按照各组分比例配制溶液，具体过程为：将一定量的浓度为10 M的NaOH溶液和去离子水加入浓度为1 M的TPAOH溶液中充分混合，之后将一定量的Ludox HS-40逐滴加入上述混合溶液中，并搅拌1 h形成透明溶液，最后将一定量的Aluminum isopropoxide加入上述混合溶液中，并搅拌30min，最后配制的溶液中各成分的比例为：SiO₂ : 0.25 TPAOH : (0.006~0.02) Al₂O₃ : 0.014 Na₂O : 16.44 H₂O；

（2）利用水热法进行结晶，具体过程为：将上述配制的混合溶液置入特氟龙内衬的金属反应器中，在90~135 ^oC的条件下处理48~72 h，将得到的固体物质使用蒸馏水清洗后在100 ^oC 的温度下过夜干燥，干燥后置于管式炉内煅烧12 h，煅烧温度为550 ^oC；

（3）采用原子植入的方法引入路易斯酸点，具体方法是将上述得到的固体物质先进行脱铝，再在加入金属离子溶液，在水热环境下处理12~120 h，这些金属离子包括Al, Ga, Sn, Ti, Zr或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的ZSM-5分子筛催化剂颗粒是球形，颗粒粒径范围为10~100 nm。

3.根据权利要求1所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的路易斯酸点强度和布朗斯特酸点的强度为0.1~100。

4.根据权利要求1所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的ZSM-5分子筛的Si/Al为15~300。

5.根据权利要求1所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于该催化剂应用于农林废弃物、废旧塑料、食品废物、碳水化合物或其组合物等大分子反应体系，并将其转化生成芳香类及烯烃类产物。

6.根据权利要求5所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的农林废弃物包括各种木材、藤条、竹材、纤维素、半纤维素、木质素、玉米秸秆、其它农林废弃物或它们的组合。

7.根据权利要求5所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的芳香类产物包括苯、甲基苯、乙基苯、萘、甲基萘、茚、甲基茚及它们的同分异构体。

8.根据权利要求5所述的一种双功能多级孔分子筛催化剂，其特征在于所述的烯烃类产物包括乙烯、丙烯、丁烯及它们的同分异构体。