[发明专利]一种导向合成纳米片层结构ZSM-5分子筛的模板剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种导向合成纳米片层结构ZSM‑5分子筛的模板剂，该模板剂分子式结构如下：CH₃[Br^‑]₂‑(CH₂)_m‑1‑N⁺(CH₃)₂‑(CH₂)_j‑N⁺(CH₃)₂‑(CH₂)_n‑O‑C₆H₄‑C₆H₄‑O(或O‑C₆H₃‑C₄H₃‑O)‑(CH₂)_n‑N⁺(CH₃)₂‑(CH₂)_j‑N⁺(CH₃)₂‑(CH₂)_m‑1‑CH₃[Br^‑]₂，其中‑C₆H₄‑C₆H₄‑为4,4’‑联苯基，‑C₆H₃‑C₄H₃‑为2,7‑萘基，n＝6、8、10或12，j＝4、5或6，m＝16、18、20或22；还公开了上述模板剂的制备方法，以及该模板剂在制备纳米片层状ZSM‑5构型多级孔结构分子筛方面的应用。

技术领域

本发明属于分子筛合成技术领域，具体涉及一种导向合成纳米片层结构ZSM-5分子筛的模板剂及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs的治理方法有很多种，如吸收法、催化燃烧法、光催化降解法、吸附法等。其中吸附法因操作简单、成本低、并且可有效去除低浓度污染物而成为目前应用较广的一种方法。吸附处理技术的关键在于对环境友好、性能优良的吸附剂的选择。常用吸附剂有活性炭、分子筛等，活性炭在气体吸附领域研究应用较多，其具有大量的微孔结构，比表面积大，孔体积大，但其再生性、稳定性差、孔易堵塞、具有可燃性、存在一定的安全问题，因而应用受到一定限制。而分子筛稳定性好，比表面积大，在吸附领域具有较好的应用前景。

传统分子筛孔道直径一般小于2nm，属于微孔范围，在传质过程中，扩散系数较小，且需要更大激活能，会阻碍对分子直径较大的VOCs分子的吸附。同时，对于在孔道内部催化反应的过程也会因生成物无法及时扩散出去而堵塞孔道，限制了其使用寿命。为克服上述问题，研究人员进行了系统的研究，开发出来了一系列制备微孔-介孔双孔分子筛，介孔孔径通常为2-50nm，这大大提升了分子筛对含有大分子直径得VOCs气体得吸附、催化效果。