[发明专利]金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种金属改性的中空ZSM‑5多级孔分子筛复合材料及其制备方法和应用，所述金属改性的中空ZSM‑5多级孔分子筛复合材料含有分子筛和负载于所述分子筛上的磷和金属组分。本发明的金属改性的中空ZSM‑5多级孔分子筛复合材料中含有活性金属组分，可以有效地修饰活性位点，适用于催化大分子烃类的裂化/裂解反应。

技术领域

本发明涉及一种金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

沸石分子筛广泛地应用于石油炼制与加工的过程，其中具有MFI拓扑结构的中空ZSM-5多级孔分子筛是工业上应用广泛的分子筛之一。ZSM-5属于正交晶系，晶胞参数为晶胞中Al原子数可以从0到27变化，硅铝比可以在较大范围内改变；ZSM-5骨架中含有两种相互交叉的10元环孔道体系，其中孔道呈S形弯曲，孔径为孔道呈直线形，孔径为中空ZSM-5多级孔分子筛本证的微孔结构，对于催化裂化/裂解反应而言，存在扩散限制，降低分子筛活性中心可接近性，为了克服ZSM-5的分子扩散问题同时提高分子筛的催化性能，在ZSM-5中引入多级孔道是一种有效的解决途径。中空材料具有特殊的囊内微环境和独特的空间限域效应，在非均相催化、生物医学、吸附分离和能量储存等方面表现出优异的性能。中空ZSM-5多级孔分子筛具有纳米级多级孔外壳和相对封闭的内部结构，具有酸性强、扩散性能优异和封装能力突出等优势，是工业催化及吸附分离等领域极富潜力的高价值材料。但需要根据反应原料和工艺的不同，对中空ZSM-5多级孔分子筛进行特定的元素修饰，改善其催化性能，使之成为优良的催化裂解材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料及其制备方法和应用，本发明的金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料中含有活性金属组分，可以有效地修饰活性位点，适用于催化大分子烃类的裂化/裂解反应。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料，所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料含有分子筛和负载于所述分子筛上的磷和金属组分；

所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的磷铝摩尔比为0.1-1.5；以金属组分的氧化物计并以金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的干基重量为基准，所述金属组分的含量为0.5-5重量％；

所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料具有封闭的空心结构，所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料晶粒的平均晶粒尺寸为0.2-3.0μm，体相硅铝摩尔比与表面硅铝摩尔比的比值为1.0-1.5；

所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的总比表面积为250-350m²/g，介孔比表面积为20-100m²/g，所述介孔比表面积占所述总比表面积的15-40％，N₂吸脱附曲线呈现H4型滞后环，强B酸酸量占总B酸酸量的比例为65-80％，强L酸酸量占总L酸酸量的比例为50-75％。

可选地，所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的磷铝摩尔比是0.2-1.3；

以金属组分的氧化物计并以金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的干基重量为基准，所述金属组分的含量为0.5-4重量％。

可选地，所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料晶粒的平均晶粒尺寸为0.5-3.0μm，所述体相硅铝摩尔比与所述表面硅铝摩尔比的比值是1.0-1.3，相对结晶度为80-90％。

可选地，所述金属改性的中空ZSM-5多级孔分子筛复合材料的总比表面积为250-350m²/g，介孔比表面积为40-100m²/g，所述介孔比表面积占所述总比表面积的18-35％。

可选地，所述强B酸酸量占总B酸酸量的比例为55-70％，所述强L酸酸量占总L酸酸量的比例为50-70％。