[发明专利]一种采用双模板剂的HZSM-5分子筛的合成方法

说明书

本发明公开了一种采用双模板剂的HZSM‑5分子筛的合成方法，将硅源、铝源、模板剂、晶种和水按比例混合，搅拌均匀形成凝胶，将凝胶干燥并研磨成粉末，然后将粉末置于底部含有水的反应釜中晶化，晶化产物干燥、焙烧制得产品；本发明的方法不使用含钠离子原料，省去了传统的铵交换、洗涤、焙烧过程，并且避免了传统晶化工艺中产品与母液的分离，且不使用昂贵的有机胺作为模板剂，具有成本低、废液量少、产率高等特点。

技术领域

本发明属于ZSM-5分子筛催化剂制备领域，特别涉及一种采用双模板剂的HZSM-5分子筛的合成方法。

背景技术

HZSM-5分子筛具有独特的孔道结构和可调变的酸性，可用作催化剂或吸附分离材料。传统方法通过将NaZSM-5与铵进行交换，然后焙烧获得HZSM-5，因此，可以理解，如果在制备过程不引入碱金属离子而直接合成HZSM-5，则可以省去离子交换步骤，从而简化制备过程。Bibby首次在文献(D.M.Bibby,N.B.Milestone,L.P.Aldridge.NH₄⁺-tetraalkyllammonium systems in the synthesis of zeolites.Nature.1980,285:30-31)中报道了以硅酸、氢氧化铝、四丙基氢氧化铵(TPAOH)、氨水为原料，经160℃水热晶化3天，直接合成了硅铝比为320的HZSM-5。Ghamami等在文献(M.Ghamami,L.B.Sand.Synthesisand crystal growth of zeolite(NH₄,TPA)-ZSM-5[J].Zeolites,1983,3:155-162.)中介绍了以硅溶胶为硅源、四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂、氨水为碱源，经180℃水热晶化72h得到了硅铝比为59的HZSM-5。上述报道中均以昂贵的TPA⁺为模板剂，成本高且晶化时间较长。

CN102874843A公开了一种纳米ZSM-5分子筛的快速合成方法。是将异丙醇铝、正硅酸乙酯、TPAOH和水均匀混合，将混合好的溶胶凝胶烘干成干胶、研磨制得晶种。然后将水、硅源和铝源搅拌混合成均匀溶液，加入制得的晶种，再搅拌均匀，放入反应釜晶化、水洗、烘干、焙烧得到产品。该方法在合成中避免了使用含钠离子的原料，省去了铵交换步骤，但是模板剂昂贵且制备过程繁琐，耗时长，不利于工业化生产。

CN1715186A公开了一种小晶粒ZSM-5沸石的制备方法。首先通过搅拌、水洗、离子交换、干燥、焙烧制得硅铝胶，然后将硅铝胶颗粒与有机模板剂水溶液混合物进行水热晶化，再经过滤、水洗、干燥、焙烧制得产品。由于制备硅铝胶的成本较高，时间较长不利于工业加工。

CN1935652A公开了一种ZSM-5分子筛的合成方法。通过导向剂溶液合成、反应混合液制备、水热晶化、过滤、水洗、干燥、焙烧制得产品。导向剂溶液以TPABr或TPAOH为第一模板剂，反应混合液以环状分子胺-六亚甲基亚胺或哌啶或二者的混合物为第二模板剂。虽省掉了离子交换步骤，但第二模板剂对人体具有一定危害性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采用双模板剂的HZSM-5分子筛的合成方法，其合成过程简单、快速。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：