[发明专利]Cu-SSZ-13/ZSM-5复合结构分子筛及其合成方法

说明书

本发明涉及Cu‑SSZ‑13/ZSM‑5复合结构分子筛及其合成方法，主要解决现有技术中分子筛多孔材料结构特征单一、强弱酸中心总量较少、催化活性不高的技术问题，本发明通过采用一种Cu‑SSZ‑13/ZSM‑5复合结构分子筛，其特征在于所述Cu‑SSZ‑13/ZSM‑5复合结构分子筛具有Cu‑SSZ‑13与ZSM‑5两种物相，其XRD衍射图谱在2θ为7.82±0.05，8.75±0.1,9.68±0.02,13.09±0.2,14.66±0.05,17.71±0.05,18.93±0.05,20.23±0.01,21.59±0.01,23.42±0.1,24.29±0.05,25.65±0.02,26.29±0.02,29.6±0.05，30.71±0.05，34.15±0.1,35.57±0.01，43.05±0.01，44.85±0.05处出现衍射峰的技术方案，较好地解决了上述问题，该复合结构分子筛可用于甲醇下游产品的工业生产中。

技术领域

本发明涉及Cu-SSZ-13/ZSM-5复合结构分子筛及其合成方法。

背景技术

由于内部孔腔尺寸分布范围广和拓扑学结构的丰富多样性，沸石分子筛材料被广泛地应用在吸附、非均相催化、各类客体分子的载体和离子交换等领域。它们以选择性吸附为主要特征，其独特的孔道体系使其具有筛分不同尺寸分子的能力，这也是这类材料被称之为“分子筛”的原因。按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料可以按它们的孔直径分为以下三类：孔径小于2nm的材料为微孔材料(micropore materials)；孔径在2至50nm之间的材料为介孔材料(mesopore materials)；孔径大于50nm的材料为大孔材料(macropore materials)，沸石分子筛孔道直径一般在2nm以下，因此被归类为微孔材料。

早期沸石是指硅铝酸盐，它是由SiO₄四面体和AlO₄四面体为基本结构单元，通过桥氧连接构成的一类具有笼形或孔道结构的微孔化合物。上世纪40年代，Barrer等首次在实验室中合成了自然界中不存在的人工沸石，在此后的进十余年里，Milton、Breck和Sand等人采用水热技术在硅铝酸盐凝胶中加入碱金属或碱土金属氢氧化物，合成了A型、X型、L型和Y型沸石以及丝光沸石等；

二十世纪六十年代，随着有机碱阳离子的引入，一系列全新结构沸石分子筛被制备出来，如ZSM-n系列(ZSM-1、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-48等)沸石分子筛，这类分子筛具有较好的催化活性、水热稳定性以及较高的抗腐蚀性等优点，被广泛应用于石油加工、精细化工等领域，多年来一直是人们研究的热点。在众多的ZSM-n系列分子筛中，ZSM-5是应用最为广泛的，它是Pentasil型二维孔道体系的沸石分子筛，由椭圆形十元环直孔道(0.54nm×0.56nm)和正弦形孔道(0.51nm×0.54nm)组成。ZSM-5沸石有优异的催化性能，广泛用于催化裂化、芳构化、烷基化、歧化等非常重要的工业化工过程。

基于ZSM-5良好的催化性能，大量以ZSM-5作为参与基元的复合型沸石分子筛被合成报道出来，特别是ZSM-5分子筛和丝光沸石MOR多孔材料的共生沸石材料，含有多级孔道结构，强酸弱酸分布范围较广，可以处理分子直径大小不一的复杂组分，并能发挥它们的协同催化效应。

中国专利CN 1565967报道了一种制备丝光沸石/ZSM-5混晶材料的方法，将丝光沸石作为晶种加入到ZSM-5的合成反应混合物中，待搅拌均匀后，水热晶化既得产物。该材料具有较机械混合的丝光/ZSM-5更好的性能。但合成过程中需要加入不同的晶种作为诱导剂，另外还需要加入氟化物。