[发明专利]纳米低硅ZSM-5分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米低硅ZSM‑5分子筛的制备方法。该方法包括：a)按摩尔比为SiOsubgt;2/subgt;：0.1～0.3TPAOH：8～15Hsubgt;2/subgt;O，将硅溶胶、四丙基氢氧化铵和水的混合物于100～140℃晶化处理2～12h，得到晶种；b)将铝源加入水中搅拌，再加入无机酸进行解聚处理；c)步骤b)所得的物料与碱源M、硅源、晶种和助剂A混合，搅拌陈化2～8h，使胶液摩尔组成为SiOsubgt;2/subgt;：0.017～0.04Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;：0.05～0.25Msubgt;2/subgt;O：0.0001～0.3A：8～30Hsubgt;2/subgt;O，经水热晶化，得到纳米低硅ZSM‑5分子筛。本发明制备的纳米低硅ZSM‑5分子筛的SiOsubgt;2/subgt;/Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;摩尔比为20～50，平均晶粒尺寸在20～50nm。本发明方法合成时间短、有机物用量少，颗粒分散性好，特别适用于二甲苯异构化制对二甲苯反应中。

技术领域

本发明涉及一种纳米低硅ZSM-5分子筛的制备方法。

背景技术

ZSM-5分子筛是工业上广泛应用的一种催化材料。尤其是低硅ZSM-5分子筛工业上需求量大，具体为硅铝比25-30范围适用于渣油催化裂化反应；硅铝比在36-38范围适用于催化裂化装置降低汽油烯烃或者增产烯烃助催化剂；硅铝比在40-50范围内则适用于催化裂化催化剂添加，提高汽油辛烷值，增加气体烯烃含量等。

纳米分子筛由于具有外表面大、扩散限制小、吸附能力强、抗积碳能力强、反应活性高等特点，一直是沸石分子筛合成领域关注的重点。纳米低硅ZSM-5分子筛更是重中之重。目前纳米分子筛的合成方法主要是水热合成法、清液合成法以及空间限定法。

CN109694085A公开了一种铵型ZSM-5纳米片的无模板剂合成方法。该方法在微量钠和晶种存在的条件下合成了常规板状的ZSM-5分子筛，且硅铝比为高硅。

CN103626203B公开了一种纳米ZSM-5分子筛的制备方法。该方法添加大量有机模板剂和有机分散剂，且分步添加原料，合成时间不少于4天，最终仅得到200nm左右的ZSM-5分子筛。

CN106430235B公开了一种纳米ZSM-5分子筛及其制备方法。该方法在合成过程中使用大量的醇、氨水、有机模板剂和阳离子表面活性剂，且晶化时间较长，需4天以上，最终仅能得到200-500nm左右的ZSM-5分子筛。

CN107487777A公开了一种纳米HZSM-5分子筛催化剂的合成方法。该方法采用昂贵的有机硅做硅源，添加了多种有机模板剂，经过24-36h得到晶粒大小在50-70nm的ZSM-5分子筛。

由上可知，合成纳米低硅ZSM-5分子筛主要存在晶化时间长、有机模板剂和助剂用量大、颗粒团聚严重等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术合成纳米低硅ZSM-5分子筛时间长、需要大量模板剂、颗粒团聚严重的问题，提供一种新的纳米低硅ZSM-5分子筛的制备方法。该方法制备ZSM-5分子筛，合成时间短，有机物用量少，颗粒分散性好，特别适用于二甲苯异构化制对二甲苯反应中，具有良好的催化性能。

本发明第一方面提供了一种纳米低硅ZSM-5分子筛的制备方法，包括：

a)按摩尔比为SiO₂：0.1～0.3TPAOH(四丙基氢氧化铵)：8～15H₂O，将硅溶胶、四丙基氢氧化铵和水的混合物于100～140℃晶化处理2～12h，得到晶种；

b)将铝源加入水(优选为去离子水)中搅拌，再加入无机酸进行解聚处理；