[发明专利]一种纳米棒状ZSM-5分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米棒状ZSM‑5分子筛的制备方法，包括以下步骤：(1)制备晶种溶液：将TEOS、TPAOH和H₂O混和配成溶胶，20‑150℃老化1‑80h；(2)制备硅硼溶液或硅铝溶液：将乙胺与硅溶胶混合得到溶液A，将硼酸/硝酸铝水溶液加入到溶液A中得到硅硼/硅铝溶液；(3)制备分子筛原粉：将晶种溶液加入到硅硼/硅铝溶液中，然后转移至带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中170℃静态晶化72h，晶化后的固体经过冷却、离心过滤、洗涤和干燥处理后得到分子筛原粉；(4)焙烧分子筛原粉：将分子筛原粉放入马弗炉中，于450‑600℃焙烧3‑6h。本发明的有益之处在于：既不需要使用模板剂，又比较容易控制形貌，得到的ZSM‑5分子筛呈粒度均一的棒状，并且分散性较好。

技术领域

本发明涉及一种ZSM-5分子筛的制备方法，具体涉及一种纳米棒状ZSM-5分子筛的制备方法，属于分子筛制备技术领域。

背景技术

ZSM-5沸石分子筛由于具有独特的孔道结构、良好的热稳定性和强酸性等特征，被广泛应用于吸附、分离、催化等领域。分子筛晶粒大小和形貌会影响反应物分子在分子筛晶体内的扩散和反应活性。因此，分子筛晶粒尺寸和形貌是影响ZSM-5沸石分子筛催化性能的重要物化性质之一。合成特定尺寸和形貌的ZSM-5分子筛(例如纳米棒状ZSM-5分子筛)一直都是科研工作者的主要目标。

现有的合成ZSM-5分子筛的方法主要是模板法，具体的：

以纳米沸石颗粒作为纳米工程的构筑基元，以具有一定的形貌或孔道结构的材料作为模板(如表面活性剂胶束、高聚物微球等)，利用层叠层或电泳沉积等组装方法，将目标材料的前体覆盖于模板的表面或填入模板内部形成主客体复合材料，形成连续相后去除模板，从而获得具有复刻模板的形貌或孔道结构的目标材料。

这种方法不仅需要大量使用价格昂贵的有机结构模板剂，而且对ZSM-5分子筛进行形貌控制也比较困难。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种既不需要使用模板剂又比较容易控制形貌的纳米棒状ZSM-5分子筛的制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种纳米棒状ZSM-5分子筛的制备方法，其特征在于，不使用模板剂，通过特定的晶种来诱导纳米棒状ZSM-5分子筛成型，具体包括以下步骤：

Step1：制备晶种溶液

将正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和去离子水混和搅拌配成溶胶，于20-150℃下老化1-80h，得到晶种溶液，通过调节正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和去离子水的比例将晶种的粒径分布控制在10-100nm；

Step2：制备硅硼溶液或硅铝溶液

将乙胺水溶液缓慢的加入到硅溶胶中，于20-100℃下充分搅拌，得到均匀的溶液A；

将硼酸水溶液或硝酸铝水溶液缓慢的加入到溶液A中，于室温下充分搅拌，得到均匀的硅硼溶液或硅铝溶液；

Step3：制备分子筛原粉

将Step1制得的晶种溶液缓慢的加入到Step2制得的硅硼溶液或硅铝溶液中，于室温下充分搅拌，搅拌均匀后将所得溶液转移至带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后将该不锈钢反应釜放入烘箱中进行水热晶化，170℃静态晶化72h，晶化后的固体经过冷却、离心过滤、洗涤和干燥处理后得到B-ZSM-5分子筛原粉或ZSM-5分子筛原粉；

Step4：焙烧分子筛原粉

将Step3制得的B-ZSM-5分子筛原粉或ZSM-5分子筛原粉放入马弗炉中，于450-600℃焙烧3-6h。