[发明专利]一种ZSM-5分子筛及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种ZSM-5分子筛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将脱硅液、铝源、模板剂和ZSM-5分子筛晶种加入至水中并混合，得到前驱体；

其中，脱硅液中含有SiO₂和Na₂O，所述前驱体包括SiO₂、Na₂O、Al₂O₃、模板剂和水，所述Na₂O和SiO₂的摩尔比为(0.05～0.4):1；

(2)将所述前驱体采用微波辐射的方式进行晶化，微波辐射的温度大于等于140℃，然后烧结，得到ZSM-5分子筛。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述前驱体中，SiO₂、Al₂O₃、水、Na₂O和模板剂的摩尔比为1:(0.001～0.05):(25～50):(0.05～0.4):(0.05～0.4)；

优选地，步骤(1)所述前驱体中，所述ZSM-5分子筛晶种的质量为所述ZSM-5分子筛质量的0～10％，且不含0％；

优选地，步骤(1)所述脱硅液中包括Si元素和Na元素；

优选地，步骤(1)所述脱硅液中还包括Al元素；

优选地，步骤(1)所述脱硅液中的Si元素的含量为30～40g/L，Na元素的含量为15～20g/L；

优选地，步骤(1)中所述混合的原料还有硅源；

优选地，所述硅源包括硅溶胶、水玻璃、二氧化硅和硅胶中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中所述混合的原料还有钠源；

优选地，所述钠源包括氢氧化钠；

优选地，步骤(1)中所述铝源包括NaAlO₂、Al₂(SO₄)₃·18H₂O、Al(NO₃)₃和AlCl₃中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中所述模板剂包括正丁胺、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、二乙醇胺和乙二胺中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的混合按照如下方式进行：

a)将脱硅液与硅源混合，搅拌均匀后加入钠源和模板剂，搅拌，得到硅溶液；

b)将铝源溶于水中，得到铝溶液；

c)将所述铝溶液加入到所述硅溶液中，搅拌后加入ZSM-5分子筛晶种；

优选地，步骤c)所述铝溶液的加入方式为逐滴加入。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述微波辐射的温度为140～190℃，优选为150～180℃；

优选地，步骤(2)中所述微波辐射的输出功率为500～1000W；

优选地，步骤(2)中所述微波辐射的时间为1～10h，优选为2～8h。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烧结的温度为400～600℃；

优选地，步骤(2)中所述烧结的时间为4～8h。

6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中在晶化之后、烧结之前，所述制备方法还包括将晶化后的产物依次进行过滤、洗涤和干燥的步骤；

优选地，对所述晶化后的产物进行洗涤的步骤中，洗涤至产物呈中性后再干燥；

优选地，对所述晶化后的产物进行干燥的步骤中，干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为6～24h。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)结束后，所述制备方法还包括以下步骤：

将所述ZSM-5分子筛进行压片、研磨、过筛，得到40～60目的ZSM-5分子筛。