[发明专利]一种改性复合分子筛催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性复合分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、分子筛前处理；步骤S2、分子筛复合；步骤S3、复合分子筛负载；步骤S4、表面改性。本发明还公开了采用上述改性复合分子筛催化剂的制备方法制备得到的改性复合分子筛催化剂。本发明公开的改性复合分子筛催化剂光催化活性高、可见光响应范围宽、稳定性好、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种改性复合分子筛催化剂及其制备方法。

背景技术

分子筛材料由于其拓扑学结构的丰富多样性和内部孔腔尺寸分布范围广，广泛应用于吸附、离子交换、非均相催化和各类客体分子的载体等领域。该材料具有高的化学稳定性和可调的吸附能力，可透过大部分的可见及紫外光，丰富规整的微孔和笼结构又使它拥有大比表面，在高效负载型光催化剂领域具有较高的应用前景。

分子筛主要包括微孔分子筛和介孔分子筛，它们都有其利弊，为了结合它们的优点，复合分子筛应运而生，且受到了人们的普遍关注。复合分子筛是指由两种或多种分子筛形成的共结晶，或具有两种或多种分子筛结构特征的复合晶体，其往往具有不同于单一分子筛的性质，在催化反应过程中表现出协同效应和特殊的催化性能。然而，现有的复合分子筛催化剂活性、稳定性、选择性和抗中毒性能均有待进一步提高。可见，对复合分子筛催化剂进行改性显得尤为重要。

目前常用的光催化剂为TiO₂，该类光催化剂具有较高的光催化活性，但其存在禁带宽度宽，不能充分利用可见光，量子效率低等缺点，其它市面上的光催化剂也还或多或少存在电子-空穴的复合率较高、对大范围的可见光响应不好、光催化活性、稳定性、选择性和抗中毒性有待进一步提高的缺陷。

为了解决上述问题，专利CN108273545B公开了一种光催化活性高且易于分离回收并重复使用的介微孔复合分子筛负载Ag-ZnFe₂O₄复合光催化剂及其制备方法。该发明所制备的介微孔复合分子筛负载Ag-ZnFe₂O₄复合光催化剂，既具有开阔的孔道结构、适宜的酸性位数量和活性组分分散度，在Zn离子和Fe离子的共同作用下，复合分子筛的形貌由柱状变为片状，缩短了孔道的长度，继而可以调变催化剂的形貌和孔道结构来提高光催化反应活性和效率，以及通过铝修饰可以改善SBA-15水热稳定性，并通过Ag-ZnFe₂O₄复合作用，提高了Ag的催化活性，并可利用磁性技术来分离回收光催化剂，简化分离过程，降低操作费用。然而，其中加入的Ag使得成本较好，不适合广泛应用于普遍场合。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光催化活性高、可见光响应范围宽、稳定性好、使用寿命长的改性复合分子筛催化剂，同时还提供一种所述改性复合分子筛催化剂的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，对设备依赖性低，性价比高。

为达到以上目的，本发明提供一种改性复合分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、分子筛前处理：将HZSM-5分子筛、ZSM-23分子筛、MCM-41分子筛分别经焙烧除去其物理吸附的杂质，粉碎，备用；

步骤S2、分子筛复合：将HZSM-5分子筛、ZSM-23分子筛、MCM-41分子筛进行机械混合，加入拟薄水铝，在挤条机上挤条成型，自然风干，在120-160℃下干燥至恒重，后于450-620℃下培烧3-5小时，得到复合分子筛；

步骤S3、复合分子筛负载：将经过步骤S2制成的复合分子筛、硼酸铵、磷酸二铵、铪源、镓源、钛源、M源加入乙醇中，搅拌0.6～1.2h，之后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌2～3h，接着转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200～250℃下反应15～24h；冷却后经洗涤、真空干燥处理、煅烧后得到负载型复合分子筛；