[发明专利]一种棒状ZSM-5分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种棒状ZSM‑5分子筛的制备方法，包括下述步骤：将模板剂分散于酸碱调节剂中，得到模板剂分散液A，然后将铝源溶解于分散液A中，得到混合均匀的溶液B，最后再加入硅源，得到凝胶C，其摩尔配比为Al₂O₃:(8‑200)SiO₂:(20‑60)M₂O:(10‑20)R:(200‑1000)H₂O，M表示Na或K，R表示模板剂，模板剂的结构式为：X(C₂H₅)(CH₃)₂N(CH₂)_n N(CH₃)₂(C₂H₅)X，其中n的取值为1‑6，X为Br^‑或Cl^‑；将凝胶C蒸发浓缩制得凝胶D，使凝胶D质量为凝胶C质量的50%~60%；将凝胶D于180℃~220℃温度范围内晶化1~3d，冷却至室温；将步骤(3)中的产物过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到棒状ZSM‑5分子筛。

技术领域

本发明属于ZSM-5分子筛领域，具体涉及一种棒状ZSM-5分子筛的制备方法。

背景技术

沸石分子筛是一类被广泛应用在催化、吸附、分离等现代化工领域的重要无机材料；美国Mobil公司于1972年首次合成出了ZSM-5分子筛(US3702886)；自问世以来，ZSM-5分子筛因其有序的三维孔道结构、较大的比表面积、较高的水热稳定性、可调变酸中心和可交换阳离子等优异性能，成为工业上应用最多的催化剂分子筛原粉之一。

不同形貌的ZSM-5分子筛会表现出不同的催化效果；其中，薄片状ZSM-5分子筛合成过程中晶核沿a轴和c轴方向生长速率较快，沿b轴方向生长速率较慢，最终长成(100)晶面和(101)晶面较小、(010)晶面较大的片状形貌；相对于常规形貌的ZSM-5分子筛，反应物分子可以通过很短的b轴直线孔道快速扩散，因而具有优异的催化性能和抗积碳性能。

现有技术中，薄片状ZSM-5分子筛的合成大多借助有机大分子季铵盐模板剂来辅助完成；专利文献CN102372283B中，采用选自草酸铵、乙酸铵、烷基苯磺酸钠、碳酸氢铵、磷酸氢铵和磷酸氢二钠中的至少一种作为阴离子表面活性剂合成出薄片状ZSM-5分子筛；专利文献CN103043681B 中，采用十六烷基三甲基溴化铵或聚氧乙烯辛基苯酚醚作为表面活性剂、正丁醇或正戊醇作为助表面活性剂合成出30nm厚的层状ZSM-5分子筛；专利文献CN103183358B 中，采用十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵插层合成出薄片状ZSM-5分子筛；专利文献CN103288100B中，采用十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂合成出片层结构堆积的ZSM-5分子筛；专利文献CN106006666A、CN106006667A和CN106006669A中，采用选自十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基溴化铵的一种作为双亲性阳离子表面活性剂合成出纳米片层ZSM-5分子筛；专利文献CN105523569A中，采用含氮化合物哌啶、咪唑、二乙醇胺、乙酸铵、正丁胺、正己胺、甲胺、乙胺、尿素、三乙胺和乙二胺中至少一种作为添加剂合成出薄片状形貌ZSM-5分子筛；专利文献CN106587100A中，采用模板剂3,5 二甲基 N 丁基碘化吡啶合成出薄层片状ZSM-5分子筛；专利文献CN106006668A 中，摒弃对环境有污染的季铵盐，采用添加预处理晶种的方法合成出薄层片状ZSM-5分子筛。

通常， 这些合成ZSM-5沸石的成本非常高，这对工业应用是不利的；因此，如何发展一种新型的廉价有机模板剂来合成具有不同于现有技术形貌的ZSM-5沸石具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种棒状ZSM-5分子筛的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：提供一种棒状ZSM-5分子筛的制备方法，包括下述步骤：