[发明专利]一种磁性ZSM-5沸石分子筛及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磁性ZSM‑5沸石分子筛及其制备方法，所述磁性ZSM‑5沸石分子筛具有以Fe₂O₃为核、ZSM‑5沸石分子筛为壳的核壳结构；该制备方法为：先取ZSM‑5沸石分子筛进行碱刻蚀处理，得到具有空腔的空心ZSM‑5沸石分子筛；再将铁盐灌注到所得的空心ZSM‑5沸石分子筛的空腔中，即获得具有磁性的ZSM‑5沸石分子筛。所述磁性ZSM‑5沸石分子筛具有核壳结构，在实际应用中，磁性颗粒不会从沸石分子筛催化剂中流失。该沸石分子筛具有多级孔结构，便于沸石分子筛的表面活性位得到充分暴露，从而提高催化剂的催化活性以及延长催化剂的寿命。本发明的磁性ZSM‑5沸石分子筛的制备方法步骤简单，方法可控，克服了目前磁性沸石分子筛磁性易流失、制备过程繁杂、制备方法不可控的技术缺陷。

技术领域

本发明属于无机合成及催化剂制备领域，具体涉及一种可用于磁分离的磁性ZSM-5沸石分子筛及其制备方法。

背景技术

沸石分子筛由于具有发达而规整的孔道结构，被广泛应用于吸附、催化等领域。沸石分子筛在工业应用时，为了便于分离，常被制备成条形、球形等形貌。然而成型过程中，由于粘结剂的加入，使得部分沸石分子筛的活性位被覆盖而在应用中得不到有效利用。将粉末状的沸石分子筛直接应用于反应中，尤其是液固两相反应或气液固三相反应中，将会使沸石分子筛的活性中心得到最大程度的暴露。然而，在液固或气液固反应后，粉末状沸石分子筛催化剂与反应液难以分离，限制了粉末状沸石分子筛在上述反应中的应用。而赋予沸石分子筛以磁性可克服该缺陷。

CN202010582447.X公开了一种磁性沸石的制备方法，其制备方法是：首先将FeCl₃水溶液中放入钠型沸石颗粒，搅拌制得物料A；然后加入FeSO₄水溶液，加热，制得料液B；在料液B中快速加入浓氨水，搅拌制得料液C；最后洗涤、烘干得到磁性沸石成品。CN201910644452.6公开了一种磁性沸石臭氧氧化催化剂及其制备方法，其制备方法为：将沸石分散于亚铁离子和铁离子的混合溶液中，滴加碱液至pH值为9～11，然后经陈化，得到磁性沸石。CN201510222596.4公开了一种磁性沸石的制备方法，包括以下步骤：将FeCl₃、NaAc溶于乙二醇，然后加入乙二胺和沸石粉末，得黄褐色悬浊液；将悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在180-200℃条件下反应8h以上，取黑色固体，经洗涤、磁分离、烘干、研磨、过筛，得到磁性沸石。CN201510157695.9公开一种磁性斜发沸石的制备方法，具体方法为：将斜发沸石粉与可溶性三价铁盐、可溶性二价铁盐、水搅拌混合均匀，加热至65-70℃，随后冷却至10-40℃，之后加入氢氧化钠溶液调节pH值为10-11，过滤，滤饼用无水甲醇或无水乙醇洗涤一次，在65-80℃条件下烘干，将烘干后的固体研碎，置于去离子水中浸泡，用磁铁吸出磁性成分，将磁性成分在65-80℃条件下烘干，即得到磁性沸石。上述制备方法均为将沸石分子筛直接与铁盐混合得到，在实际应用中会不可避免地造成磁性的流失。

CN200810034541.0公开了一种磁性无机纳米粒子/沸石核壳型复合微球及其制备方法，其核为磁性纳米粒子，壳为沸石，制备方法为：在水和烷基醇混合溶剂中，无定形二氧化硅前驱体在碱性催化剂的作用下，通过溶胶-凝胶法在磁性无机纳米粒子(磁性颗粒)外面包裹一层无定形二氧化硅；然后利用逐层自组装技术在带有负电荷二氧化硅层表面吸附一层带正电荷的聚电解质，从而使复合微球表面带正电荷；接着吸附表面为负电荷的沸石纳米颗粒；最后利用气固相转晶技术使沸石纳米粒子作为晶种在复合微球表面晶化，得到磁性无机纳米粒子/沸石核壳微球。该方法步骤较多，且制备过程需要精确调节表面性质才可得到均匀包裹的磁性微球。

因此，开发一种简便的磁性沸石分子筛的制备方法，便于磁性沸石分子筛的工业化生产，从而使得磁性沸石分子筛生产技术得到推广，对磁性沸石分子筛的广泛应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种磁性ZSM-5沸石分子筛，以解决现有技术中磁性沸石分子筛磁性易流失、制备过程繁杂和制备方法不可控等缺陷。