[发明专利]稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛催化氯代甲烷反应制备丙烯的方法

说明书

本发明公开了一种稀土金属Sm掺杂H‑ZSM‑34分子筛催化氯代甲烷反应制备丙烯的方法，属于氯代甲烷催化合成丙烯技术领域。所述稀土金属Sm掺杂H‑ZSM‑34分子筛作为催化剂用于催化氯代甲烷制备丙烯的反应，其中氯代甲烷在反应中的转化率达到79.9%，丙烯的选择性达到35.4%，丙烯的收率达到28.3%，并且在7h内催化剂没有失活现象。本发明制得的稀土金属Sm掺杂H‑ZSM‑34分子筛具有独特的孔道结构、适宜的酸性、良好的稳定性以及较大的比表面积等优点。

技术领域

本发明属于氯代甲烷催化合成丙烯技术领域，具体涉及一种稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛催化氯代甲烷反应制备丙烯的方法。

背景技术

丙烯可用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙酮、异丙醇、苯酚、甘油等重要化工产品，是现代社会经济发展不可或缺的化工生产原料，然而目前制备丙烯的效率较低，导致供不应求，因此需要开发高效的生产丙烯的方法。

目前卤代甲烷制备丙烯的生产路径已经成熟，卤代甲烷制备丙烯的反应需要分子筛催化剂，这种方法虽然提高了丙烯的产率，但由于分子筛催化剂的孔道结构、酸性等原因，使其容易失活，因此制备催化寿命长、稳定性好、催化性能高的分子筛催化剂尤为重要。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛催化氯代甲烷反应制备丙烯的方法，该方法中催化剂具有独特的孔道结构、适宜的酸性、良好的稳定性以及较大的比表面积，反应过程中氯代甲烷的转化率和丙烯的收率均较高。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛催化氯代甲烷反应制备丙烯的方法，其特征在于：所述稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛作为催化剂用于催化氯代甲烷制备丙烯的反应，其中氯代甲烷在反应中的转化率达到79.9%，丙烯的选择性达到35.4%，丙烯的收率达到28.3%，并且在7h内催化剂没有失活现象；

所述催化剂稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛的具体制备过程为：

步骤S1：将3.5g NaAlO₂、7g NaOH、22g KOH和67.5g水溶硅胶依次加入到100mL水中，搅拌0.5h后将混合物陈化3天得到澄清的晶种溶液即混合物A；将5.54g NaOH和28.85g水溶硅胶依次加入到83mL水中，搅拌5h，再依次加入2.71g晶体Al₂(SO4)₃·18H₂O和10mL混合物A得到前驱液；

步骤S2：将前驱液搅拌0.5h，按摩尔比Sm/Al=0.08:1的比例向前驱液中加入Sm(NO₃)₃·6H₂O固体，于室温下搅拌13h，入釜，于120℃晶化7d，出釜，抽滤洗涤，于100℃干燥，再在空气气氛中于550℃焙烧6h得到Sm掺杂的Na-ZSM-34；

步骤S3：将2g Sm掺杂的Na-ZSM-34加入到40mL 1mol/L硝酸铵溶液中，于80℃搅拌3h，抽滤洗涤，将得到的固体于100℃干燥5h；

步骤S4：重复操作步骤S3四次后得到Sm掺杂的NH₄-ZSM-34；

步骤S5：将得到的Sm掺杂的NH₄-ZSM-34在空气气氛中于550℃焙烧6h得到目标产物稀土金属Sm掺杂H-ZSM-34分子筛。