[发明专利]一种氧化石墨烯改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法，该方法以微孔分子筛MCM‑22和ZSM‑5为基体，通过液相超声分散的方法将氧化石墨烯分散于微孔分子筛的外表面。本发明得到的择形催化剂对甲苯歧化合成对二甲苯过程有很好的择形催化性能。

技术领域

本发明涉及择形催化剂的制备领域，特别涉及一种用于甲苯歧化合成对二甲苯过程的改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法。

背景技术

对二甲苯是重要的化工原料，其传统的合成方法主要是通过甲苯歧化过程得到。甲苯歧化过程中常用的催化剂为ZSM-5或MCM-22等微孔分子筛，烷基化反应可以同时得到邻、间、对三种二甲苯的异构体，这主要是由于反应过程中生成的对二甲苯很容易在催化剂的外表面发生异构化反应而生成邻二甲苯和间二甲苯。因此，要想提高歧化过程中对二甲苯的选择性，也就是提高催化剂的择形性能，就必须对分子筛进行改性。改性的目的主要有两点：一是降低催化剂外表面的酸性位数量，减少产物对二甲苯在分子筛外表面的异构化反应；二是调变分子筛孔口尺寸，增大邻二甲苯和间二甲苯的扩散阻力。

通常改性的方法有化学气相硅沉积、化学液相硅沉积、预积碳和金属氧化物改性。硅沉积的方法虽然可以有效提高分子筛催化剂的择形性能，但由于分子筛表面羟基和沉积物之间的作用力很弱，往往需要3～4次的沉积才能达到较好的效果，因此操作比较繁琐，能耗较高。预积碳也可以提高分子筛催化剂的择形性能，但是由于再生后的催化剂还必须进行再次预积碳，因此操作烦琐，而且目前也仅限于实验室研究。采用金属氧化物改性来覆盖分子筛外表面酸性位操作非常简单，而且一次就可以完成较好的覆盖效果，但该方法在降低外表面酸性的同时也会引起孔道内酸性的降低，因此也未能大规模使用。

因此迫切需要开发一种操作简单，成本低廉而且择形性能高的微孔分子筛改性方法应用于对二甲苯的合成过程中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对甲苯歧化合成对二甲苯过程中择形催化剂的制备操作繁琐，成本高、催化效率低等问题，提供一种合成方法简单，成本低廉，择形性能高的择形催化剂制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种氧化石墨烯改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法，其特征在于该方法是按照下述步骤进行的：

(1)将微孔分子筛加入到去离子水中，室温超声分散30min，其中微孔分子筛与去离子水的质量比为1:20-1:50；

(2)将氧化石墨烯加入到去离子水中，室温超声分散30min，其中氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:50-1:100；

(3)在超声条件下将步骤(2)所得的混合物逐滴加入到步骤(1)所得的混合物中，每次加入完成后再超声处理30min；其中混合物(2)与混合物(1)的质量比为1:10-1:20；

(4)将步骤(3)所得的混合物过滤，将滤饼在80℃下干燥12h，再升温至120℃，并在此温度下保持2h，随后降至室温，即得到所需的氧化石墨烯改性微孔分子筛择形催化剂。

作为对本发明的限定，本发明所述的微孔分子筛为ZSM-5或MCM-22。

作为对本发明的再次限定，本发明所述的催化剂可用于甲苯歧化合成对二甲苯过程中。

本发明所述的氧化石墨烯的制备方法如下：