[发明专利]一种ZSM-5分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛的合成方法，尤其涉及一种ZSM-5分子筛的合成方法。

背景技术

ZSM-5分子筛自1972年被MOBIL公司发明以来，已广泛应用于石油化工的很多领域，其制备技术也成为研究的重点。从制备ZSM-5分子筛所使用的原料来看，主要包括硅源、铝源、有机模板剂、碱、水等，其中有机模板剂在ZSM-5分子筛的合成成本中占了很大的比例。

β分子筛是美国莫比尔公司于1967年首次用水热晶化法合成出来的，该分子筛具有独特的三维或二维孔道结构，具有很高的加氢裂化及临氢异构催化活性。所述β分子筛的制备方法通常包括将含有钠源、硅源、铝源、有机碱和/或碱性氧化物的反应混合物在高压釜中在80-140℃下水热晶化，然后过滤、洗涤、干燥、焙烧。其中，所述硅源可以是硅溶胶，所述有机碱可以是四乙基氢氧化铵，所述钠源可以是氢氧化钠或偏铝酸钠。

β分子筛作为一种固体酸性催化材料已应用于很多催化领域，因此其合成也达到了工业化生产的规模。由于β分子筛的合成是在强碱性条件下，同时还必须在有机胺做模板剂的情况下进行的，因此在生产过程中，在过滤工序之后，存在过滤得到的具有含氮有机物及高碱性的母液的排放的问题。随着近年来人们环保意识的增强，尤其是减少含铵氮高碱性污水的排放成为日益关注的问题，解决β分子筛合成过程中产生的母液排放是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法有效地对制备β分子筛过程中产生的母液进行处理的问题，提供一种可以有效地对制备β分子筛过程中产生的母液进行利用的ZSM-5分子筛的合成方法。

本发明的发明人经研究发现，制备β分子筛过程中产生的母液可以直接用于ZSM-5分子筛的制备。

本发明提供了ZSM-5分子筛的合成方法，该方法包括将硅源、铝源、碱和水混合，得到反应混合物，将该反应混合物水热晶化，其中，所述硅源、碱和水的部分或全部来源于制备β分子筛时所产生的母液。

本发明提供的ZSM-5分子筛的合成方法能对制备β分子筛产生的母液进行有效利用，减少了因母液排放而对环境造成的污染，同时使得ZSM-5分子筛的合成成本降低。

附图说明

图1表示标样的X射线衍射(XRD)晶相图。

具体实施方式

本发明的ZSM-5分子筛的合成方法包括将硅源、铝源、碱和水混合，得到反应混合物，将该反应混合物水热晶化，其中，所述硅源、碱和水的部分或全部来源于制备β分子筛时所产生的母液。

本发明所述母液是指在制备β分子筛时，在将制备β分子筛的反应原料进行水热晶化后，通过过滤产生的液体。所述制备β分子筛的方法为本领域常规的各种制备β分子筛的方法，该方法为本领域技术人员所公知。

本发明所述反应混合物中，所述硅源、铝源、碱和水的用量为本领域技术人员所公知。所述硅源、铝源、碱和水的用量只要使得所述反应混合物中，SiO₂/Al₂O₃摩尔比为20-1000、Na₂O/SiO₂摩尔比为0.03-0.5、H₂O/SiO₂摩尔比为5-20即可。

由于按照不同的方法制备β分子筛时，原料用量以及反应条件各不相同，因此最终得到的母液中所含的各种成分也是不同的。当母液中含有的硅源、碱和水的量满足Na₂O/SiO₂摩尔比为0.03-0.5、H₂O/SiO₂摩尔比为5-20时，则只需在母液中加入铝源来调整硅铝比，使得反应混合物满足SiO₂/Al₂O₃摩尔比为20-1000即可。当母液中含有的硅源、碱和水的量不满足Na₂O/SiO₂摩尔比为0.03-0.5、H₂O/SiO₂摩尔比为5-20时，则可以加入外加硅源、碱以及水来进行调整。另外，需要说明的是，当母液中碱度(Na₂O)过高的情况下，也可以加入酸来调节所述碱度。