[发明专利]一种同晶相复合分子筛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分子筛合成领域，具体地说是涉及一种以低硅铝比ZSM-5分子筛为核，高硅铝比ZSM-5分子筛为壳的复合分子筛及其制备方法。

背景技术

目前，复合分子筛得到越来越多的研究者的关注。各种复合分子筛不断地被合成出来。如CN98110934.9公开的MCM-41/ZSM-5复合分子筛，CN200410012548.4公开的微孔分子筛（ZSM-5、β沸石、丝光沸石、L型沸石、MCM-22、ZSM-35）与介孔分子筛（MCM-41）复合分子筛，CN200510066975.5公开的ZSM-22/ZSM-23复合分子筛，CN200610011231.8公开的ZSM-35/MCM-22复合分子筛，CN200610027909.1公开的ZSM-5/丝光沸石复合分子筛，CN200810105646.0公开的ZSM-5/SAPO-5（或AlPO₄-5）复合分子筛，(Chem Mater 2006,18,4959-4966)报道的核壳结构的复合分子筛Silicalite-1/MFI等。不同的复合分子筛具有不同的性质和使用性能，其合成方法也不相同。

D.Van Vu等（Journal of Cataiysis 243(2006)389-394）报道了一种制备Silicalite-1/H-ZSM-5复合分子筛方法：首先合成了ZSM-5分子筛，然后通过离子交换将分子筛转化为HZSM-5分子筛。然后将HZSM-5分子筛加入到TEOS-TPAOH-EtOH-H₂O体系中（TEOS为正硅酸乙酯，TPAOH为四丙基氢氧化铵，EtOH为乙醇），加入的分子筛与体系的质量比为1：15，通过二次水热合成得到了Silicalite-1覆盖的Silicalite-1/H-ZSM-5复合分子筛，该分子筛可以提高择形性能。

2004年李瑞丰等成功地制备了Y-β和β-Y复合沸石分子筛催化材料，先后公开了两篇专利，专利申请号：CN200410012333.2和CN200410012336.6。CN200610048273.9公开了一种采用高硅Y型分子筛合成了高硅的复合沸石分子筛，该复合沸石分子筛有机结合Y型分子筛和β沸石的特点，所制备的复合材料不仅具有高硅Y型分子筛良好的水热稳定性和酸稳定性，同时也具有β沸石良好的热和水热稳定性，适度的酸性和酸稳定性及疏水性性能。

宗保宁等也在2004年采用均相法成功合成了Mor/β沸石混晶材料(石油化工，2004，33（11），1046-1050)。结果表明：Mor沸石和β沸石不是呈现纯粹的物理混合状态，总酸量、强酸酸量、弱酸酸量均大于Mor分子筛、β沸石以及机械混合物的酸量。甲苯烷基化性能考察结果表明，Mor/β沸石混晶材料催化甲苯烷基化反应产物中的二甲苯收率较β沸石、机械混合物和Mor为催化剂分别高27.2%，25.4%和13.6%，且Mor/β沸石混晶材料催化的甲苯烷基化反应产物中苯的含量最少。

由于这些复合材料同时具有两种分子筛的结构，双孔结构的存在，酸性，水热稳定性和对水吸附性能的调和，可以改善催化性能，因而可使多步反应同时在一个催化剂上进行，大大降低成本。复合分子筛的合成应用已经得到了大家的广泛认可，复合分子筛的确体现出了与众不同的效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有核壳结构的同晶ZSM-5复合分子筛及其制备方法。通过高硅铝比的ZSM-5分子筛完全包裹低硅铝比的ZSM-5，在不影响择形性能的条件下，提高了催化剂的活性，为异构化、烷基化等择形催化过程提供一种良好的催化材料。

本发明同晶相复合分子筛中两种组分具有相同的ZSM-5分子筛孔道拓扑结构，是一种以低硅铝比的ZSM-5分子筛为核，高硅铝比的ZSM-5分子筛为壳的核壳结构复合分子筛。为核的低硅铝比的ZSM-5分子筛的氧化硅/氧化铝摩尔比为25-50，为壳的高硅铝比ZSM-5分子筛的氧化硅/氧化铝摩尔比为80到300。低硅铝比的ZSM-5分子筛与高硅铝比的ZSM-5分子筛的重量比为2:1~1:5。

本发明同晶ZSM-5复合分子筛的制备方法如下：首先将氢氧化钠溶解于去离子水中，然后加入所需量的模板剂四丙基溴化铵和/或四丙基氢氧化铵，再加入所需量的铝源，最后加入ZSM-5分子筛，搅拌加入所需量的硅源，装入反应釜晶化，最后，洗涤、干燥、焙烧得到的晶化产物，制得同晶ZSM-5复合分子筛。