CN105883849A - 形貌可控的zsm-5分子筛的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形貌可控的ZSM‑5分子筛的合成方法,采用复合模板剂,一种模板剂为四丙基氢氧化铵,第二种模板剂记为R,R为有机胺;首先将氢氧化钾或氢氧化钠与铝源溶于水,搅拌均匀后分别加入四丙基氢氧化铵和第二种模板剂,室温下搅拌,再加入硅源形成溶胶;然后将上述溶胶在100‑200℃晶化0.5‑5天,晶化完成后,过滤、洗涤、烘干即得产物。在合成配比一定的条件下,仅改变模板剂的类型和用量,可控合成不同晶粒大小和形状的ZSM‑5分子筛。该方法操作简单、合成产物形状规整,粒径分布均匀。此外,该方法的重复性好。该方法不仅可以做为研究ZSM‑5分子筛晶化过程的模型,还在催化领域有重要应用。

Description

形貌可控的ZSM-5分子筛的合成方法
技术领域
本发明属于无机多孔材料制备技术领域,特别涉及一种形貌可控的ZSM-5分子筛的合成方法。
背景技术
分子筛形貌(形状和大小)通常对分子筛催化剂的理化性能有显著影响。分子筛合成原料(硅源、铝源、碱源、水用量和模板剂)、陈化温度与陈化时间和晶化条件(晶化温度和晶化时间)对合成ZSM-5分子筛的形貌都有影响。模板剂通常指的是在分子筛合成过程中加入的有机物、季铵碱和季铵盐,其作用通常分为四个方面,即:真实模板剂、结构导向剂、填充剂和电荷平衡。模板剂结构(模板剂分子的电荷分布、大小和空间形状)对分子筛的形貌有重要影响,也是其具有导向性能的原因。另外,模板剂分子通过影响胶凝和成核过程,降低形成分子筛晶格的化学势,从而在热力学和动力学两方面都有利于促进分子筛晶格的形成。模板剂用量与晶核形成与生长有关,用量较少时,分子筛晶粒大,结晶度高。目前合成ZSM-5分子筛的模板剂有很多,涉及胺、醇、醇胺、季铵盐和季铵碱等,四烷基氢氧化铵的价格高,易提高ZSM-5分子筛的合成成本。不同有机胺模板剂合成ZSM - 5分子筛晶粒大小的顺序为:正丁胺>己二胺>乙二胺。(孙书红,王宁生,闫伟建,ZSM - 5沸石合成与改性技术进展,工业催化,2007,15(6):6-10)。然而,模板剂与分子筛结构之间的关系,现在还不是很清楚,模板剂对ZSM-5分子筛形貌的影响,目前还侧重于单模板剂,且不同形貌ZSM-5分子筛的制备,存在诸多问题。
Li等(Xianming Li,Yushan Yan,and Zhengbao Wang,Continuity Control ofb-Oriented MFI Zeolite Films by Microwave Synthesis,Ind. Eng. Chem. Res.2010, 49, 5933–5938)通过控制陈化条件和晶化条件,调变合成体系晶核浓度和晶体生长速率,合成b-轴取向ZSM-5分子筛膜。室温陈化20小时,超声波438K加热可以生成连续b轴生长ZSM-5分子筛膜。陈化温度升高到353K,陈化时间可以缩短到30分钟。此外,常规加入晶化时间需要2小时,微波加热需要的晶化时间缩短到35分钟。
Armaroli等(T. Armaroli, L.J. Simon, M. Digne, T. Montanari, M.Bevilacqua,V. Valtchev, J. Patarin, G. Busca,Effects of crystal size and Si/Al ratio on the surface properties of H-ZSM-5 zeolites, Applied Catalysis A:General 306 (2006) 78–84)合成不同硅铝比和晶粒大小为0.5-5um的ZSM-5分子筛。其中小晶粒ZSM-5分子筛(0.5um)的合成包括以下主要内容:(1)模板剂为四丙基氢氧化铵,铝源为异丙醇铝,硅源为正硅酸乙酯;(2)反应物溶胶在晶化前,在剧烈搅拌下,室温陈化24h;(3)澄清溶胶组成为:25SiO2: 0.5Al2O3:4.5(TPA) 2O:480H2O (TPA =tetrapropylammonium);(4)晶化条件为:晶化温度373K,晶化时间5天。微米级ZSM-5分子筛合成的主要内容有:(1)模板剂为四丙基溴化铵,铝源为偏铝酸钠,硅源为气相二氧化硅(Aerosil 130 (Degussa));碱源为氢氧化钠;(2)澄清溶胶组成为: 1.0SiO2:xAl2O3:0.1Na2O:0.05(TPA)2O:40H2O,其中 x的取值为0.0065、0.01和 0.02;(3)反应溶胶在室温陈化45分钟,然后在473K晶化2天。
Mohamed等(R.M. Mohamed, O.A. Fouad, A.A. Ismail, I.A. Ibrahim,Influence of crystallization times on the synthesis of nanosized ZSM-5,Materials Letters 59 (2005) 3441 – 3444)分别以偏铝酸钠为铝源,白炭黑为硅源,氢氧化钠为碱源,四丙基氢氧化铵为模板剂,固定合成体系各物种物质的量,考察了晶化时间对合成ZSM-5分子筛产物和结晶度的影响。结果发现,晶化时间为12小时,合成ZSM-5分子筛为针形和正交形状;晶化时间为24小时,合成ZSM-5分子筛为球形和正交形状;晶化时间为45小时和55小时,合成ZSM-5分子筛产物为正交形状。
Ramsharan等(Ramsharan Singh and Prabir K. Dutta,MFI: A Case Study ofZeolite Synthesis)总结了碱金属离子、晶化温度和水用量对ZSM-5分子筛形貌的影响。以TPA(四丙基氢氧化铵或四丙基卤化铵)为模板剂,加入碱金属离子,在成核期碱金属离子和TPA+与铝硅阴离子发生竞争性吸附,会影响合成ZSM-5分子筛的硅铝比和ZSM-5分子筛的形貌。加入生成ZSM-5分子筛结构破坏离子如K+、 Rb+和Cs+,易生成大单晶或孪晶ZSM-5分子筛,分子筛晶粒大小为15-25um。在给定合成体系(0.099TPABr/0.026Na2O/SiO2/24.8H2O)晶化温度对Silicalite-1分子筛形貌有显著影响。升高温度有利于六方形状的ZSM-5分子筛晶体向长度方向定向生长。对于Na2O/60SiO2/ 3TPABr/1500H2O/240EtOH体系,测定发现其长度生长的活化能为80± 3 kJ/mol,宽度生长的活化能为62–81 kJ/mol。升高温度有利于活化能高的长度方向生长,也就是说,高温容易合成长/宽比高的ZSM-5分子筛晶体。对于9TPAOH/0.1Na2O/25SiO2/480H2O/100EtOH体系,虽然晶体生长速率与晶化温度成线性关系,但晶体生长的速率更依赖合成体系初始溶胶的PH值。一级表面反应控制晶体生长机理,其表面活化能为42 kJ/mol。在Na+-TPA、Li+-TPA和NH4 +-TPA体系可以合成大单晶ZSM-5分子筛。特别是不加碱金属离子给定8TPA/123 (NH4)2O/Al2O3/59SiO2/2280H2O合成体系,可以合成长度为350um的ZSM-5分子筛,且晶粒大小和收率由合成体系水用量和铝源决定。
Reza Karimi等(Reza Karimi, Behruz Bayati, Nanzanin Charchi Aghdam,Mahbobeh Ejtemaee, Ali Akbar Babaluo,Studies of the effect of synthesisparameters on ZSM-5 nanocrystalline material during template-hydrothermalsynthesis in the presence of chelating agent,Powder Technology 229 (2012)229–236)在1Al2O3:46SiO2: xTPA: 5Na2O: 1.3Trien: 2500H2O (x=0–5.5)合成体系下,研究了晶化时间、晶化温度、模板剂类型(四丙基氢氧化铵和四丙基溴化铵)和浓度对合成ZSM-5分子筛结晶度和形貌的影响。
硅源对ZSM-5分子筛的形貌也有明显影响。Mohamed等(Reda M. Mohamed, HishamM. Aly, Mohamed F. El-Shahat, Ibrahim A. Ibrahim,Effect of the silica sourceson the crystallinity of nanosized ZSM-5 zeolite, Microporous and MesoporousMaterials 79 (2005) 7–12)研究了硅源(正硅酸乙酯、Ludox LS 30、硅酸钠和白炭黑)对合成ZSM-5分子筛结晶度、晶粒大小和形貌的影响。结果发现,合成ZSM-5分子筛的晶粒大小按白炭黑、正硅酸乙酯、硅溶胶和硅酸钠依次增大。此外,白炭黑合成ZSM-5分子筛的形状为立方体;正硅酸乙酯和硅溶胶合成ZSM-5分子筛的形状为孪晶和共晶生长;硅酸钠为硅源合成ZSM-5分子筛的形状为针形。
Sang等(Shiyun Sang, Fuxiang Chang, Zhongmin Liu, Changqing He, YanliHe, Lei Xu,Difference of ZSM-5 zeolites synthesized with various templates,Catalysis Today 93–95 (2004) 729–734)以水玻璃为硅源,硫酸铝为铝源,分别以正丁胺、乙胺、异丙胺、乙二胺、乙醇和乙醇胺为模板剂,合成硅铝比相近、不同形状和晶粒大小的ZSM-5分子筛。合成过程简述如下:将硫酸铝溶于水,然后加入硫酸,形成A溶液;依次将模板剂和水玻璃加入水中,形成B溶液。在搅拌下将A溶液加入B溶液,加完后最少搅拌30分钟,得到均匀溶胶。将溶胶转移到高压反应釜中,448K晶化特定时间,晶化完全后,经后处理得ZSM-5分子筛。正丁胺和乙二胺为模板剂,合成ZSM-5分子筛的形貌为立方;乙胺和异丙胺为模板剂合成ZSM-5分子筛的形貌为板条状;乙醇胺为模板剂合成ZSM-5分子筛的形貌为船型;不加模板剂合成ZSM-5分子筛的形貌为椭球形。
Wang等(Kunyuan Wang, Xiangsheng Wang, Gang Li,A study on acid sitesrelated to activity of nanoscale ZSM-5 in toluene disproportionation,Catalysis Communications 8 (2007) 324–328)以正丁胺为模板机,水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源、氢氧化钠为碱源和氯化钠为成核促进剂,合成低硅铝比(14.6)晶粒大小在70–100 nm的聚合状纳米ZSM-5分子筛。
Wu等(Leilei Wu, Pieter C.M.M. Magusin, Volkan Degirmenci, Meiqin Li,Sami M.T. Almutairi, Xiaochun Zhu,Brahim Mezari, Emiel J.M. Hensen,Acidicproperties of nanolayered ZSM-5 zeolites,Microporous and Mesoporous Materials189 (2014) 144–157)分别以C22-6-6Br2、C22-6-6Br3、C22-6-6Br4、C22-6-6(OH)2、C22-6-6(OH)3和C22-6-6(OH)4为模板剂,正硅酸乙酯为硅源、硫酸铝为铝源、氢氧化钠为碱源和30%的硫酸调节溶液的PH值。通过调节模板剂、氢氧化钠和水的用量合成硅铝比为30-50的单层或多层纳米片ZSM-5分子筛。具体合成过程如下:依次将0.48g氢氧化钠和0.13g硫酸铝溶于13.6g二次蒸馏水;然后加入表面活性剂在333K搅拌1小时(可能在回流条件下进行,加快表面活性剂的溶解速率);冷却到室温后,加入1.17g 30%的硫酸调节溶胶的PH值;接着快速加入4.16g正硅酸乙酯,上述溶胶在333K搅拌30分钟(可能在回流条件下进行,加速硅源的水解和减聚)。均匀溶胶转移到高压反应釜中,在423K动态晶化5-12天。
Fereydoon Yaripour等(Fereydoon Yaripour, Zahra Shariatinia, SaeedSahebdelfar, Akbar Irandoukht,Conventional hydrothermal synthesis ofnanostructured H-ZSM-5 catalysts using various templates for light olefinsproduction from methanol,Journal of Natural Gas Science and Engineering 22(2015) 260-269)以硅溶胶(Ludox, 40 wt.%)、偏铝酸钠、氢氧化钠和硫酸为原料,分别以吗啉、正丁胺、四丙基氢氧化铵和四丙基溴化铵为模板剂,合成硅铝比为200,晶粒大小和形状不同的ZSM-5分子筛。合成过程如下:首先配制A溶液(依次将氢氧化钠、偏铝酸钠和模板剂溶于水)和B溶液(硅溶胶溶于适量水),然后在搅拌下将A溶液逐滴加入B溶液且用浓硫酸调节溶液的PH值,合成溶胶的物质的量的配比为:20SiO2: 0.05Al2O3:1template:1.5Na2O:200H2O。上述溶胶转移到高压反应釜中在453K晶化48小时,晶化完全后经后处理得到ZSM-5分子筛。模板剂影响ZSM-5分子筛的形状和晶粒大小。四丙基氢氧化铵和四丙基溴化铵为模板剂,合成六方和球形ZSM-5分子筛;吗啉为模板剂合成片状ZSM-5/MOR复合分子筛;正丁胺为模板剂合成聚合体ZSM-5分子筛。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种形貌可控的ZSM-5分子筛的合成方法。
为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种形貌可控的ZSM-5分子筛的合成方法,其特征在于 :采用复合模板剂,一种模板剂为四丙基氢氧化铵,第二种模板剂记为R,R为有机胺;合成步骤如下:首先将氢氧化钾或氢氧化钠与铝源溶于水,搅拌均匀后分别加入四丙基氢氧化铵和第二种模板剂,室温下搅拌,再加入硅源形成溶胶;然后将上述溶胶在100-200℃晶化0.5-5天,晶化完成后,过滤、洗涤、烘干即得产物。
作为优选的技术方案,所述的第二种模板剂选自异丙胺、三乙胺、乙二胺、1,6-己二胺和正丁胺中的一种。
作为优选的技术方案,所述的碱源是KOH或NaOH。
作为优选的技术方案,溶胶的物质的量配比为:
n(K2O或Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O):n(TPAOH):n(R)
=(3.56-21.90):1.00:(333.60-410.49):(3070.88-4470.82):(65.52-253.11):(94.62-358.65)。
作为优选的技术方案,所述的铝源选自硫酸铝、氢氧化铝、硝酸铝和偏铝酸钠中的一种、两种或多种混合。
作为优选的技术方案,硅源选自硅溶胶、M-5、HS-40和HS-30中的一种、两种或多种混合。
作为优选的技术方案,所述的晶化温度为160-180℃。
本发明采用复合模板剂,其中一种模板剂为四丙基氢氧化铵,另一种模板剂有机胺,在合成配比一定的条件下,改变四丙基氢氧化铵用量和改变第二种模板剂的类型和用量,可控合成不同晶粒大小和形状的ZSM-5分子筛。其中四丙基氢氧化铵为结构导向剂,第二种有机胺模板剂主要起填充剂作用,但有机胺可以降低四丙基氢氧化铵的用量,不仅可以降低ZSM-5分子筛的合成成本,还可以抑制生成其他类型的分子筛。
本发明提供的方法,只改变模板剂用量和类型,不需要改变硅源、铝源和水的用量,即可合成不同形貌的ZSM-5分子筛。该方法操作简单、合成产物形状规整,粒径分布均匀。此外,该方法的重复性好。该方法不仅可以做为研究ZSM-5分子筛晶化过程的模型,还在催化领域有重要应用,便于考察ZSM-5分子筛催化剂晶粒大小和形貌对不同催化反应的催化性能的影响,特别是扩散性能对催化剂催化性能的影响。
附图说明
图1 不同实施例合成ZSM-5分子筛的X射线衍射(XRD)图,其编号分别对应实施例编号。
图2 不同实施例合成ZSM-5分子筛的SEM图,其编号分别对应实施例编号。
具体实施方式
实施例1
首先依次将0.05g偏铝酸钠和0.51g氢氧化钠溶于二次蒸馏水中,然后加入15.7ml四丙基氢氧化铵,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(Na2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH)=21.90: 1.00:410.49: 4470.82: 253.11。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化12小时,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例2
首先依次将0.25g硫酸铝和0.15g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和9ml乙二胺,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O):n(TPAOH):n(乙二胺)=3.56: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 358.65。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化3天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例3
首先依次将0.25g硫酸铝和0.15g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和5ml异丙胺,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH): n(异丙胺)=3.56: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 155.53。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化3天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例4
首先依次将0.25g硫酸铝和0.15g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和9ml三乙胺,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH): n(三乙胺)=3.56: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 173.01。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化3天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例5
首先依次将0.25g硫酸铝和0.15g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和5ml 1,6-己二胺,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH):n(1,6-己二胺)=3.56: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 97.44。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化3天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例6
首先依次将0.05g偏铝酸钠和0.51g氢氧化钠溶于二次蒸馏水中,然后加入15.7ml四丙基氢氧化铵和4ml三乙胺,搅拌均匀后再加入21.5ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(Na2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH): n(三乙胺)=21.90: 1.00: 410.49: 4470.82: 253.11: 94.62。将上述反应溶胶密封于150ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化24小时,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例7
首先依次将0.05g偏铝酸钠和0.51g氢氧化钠溶于二次蒸馏水中,然后加入15.5ml四丙基氢氧化铵和4ml异丙胺,搅拌均匀后再加入20.8ml硅溶胶,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(Na2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH): n(异丙胺)=21.90: 1.00: 410.49: 4470.82: 253.11: 153.08。将上述反应溶胶密封于150ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在170℃下晶化24小时,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品,经X射线衍射(XRD)检验为纯相ZSM-5分子筛的晶相结构,样品的X射线衍射(XRD)图见附图1。
实施例8
首先依次将0.058g氢氧化铝和0.30g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和7.2ml正丁胺,搅拌均匀后再加入7.8mlHS-40和10.4ml HS-30的混合物,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O): n(Al2O3): n(SiO2):n(H2O): n(TPAOH): n(正丁胺)=7.12: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 97.44。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在160℃下晶化5天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品。
实施例9
首先依次将0.14g硝酸铝和0.12g硫酸铝的混合物和0.45g氢氧化钾溶于二次蒸馏水中,然后加入5.0ml四丙基氢氧化铵和10ml乙二胺,搅拌均匀后再加入6.24gM-5,加完后继续搅拌特定时间使之混合均匀。溶胶的物质的量组成为:n(K2O): n(Al2O3): n(SiO2): n(H2O): n(TPAOH): n(乙二胺)=10.68: 1.00: 333.60: 3070.88: 65.52: 200。将上述反应溶胶密封于150 ml带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,在180℃下晶化2天,反应釜取出后迅速降至室温,离心分离出固体产物,并用去离子水洗涤至中性,100℃干燥过夜,即得产品。

Claims (7)

1.一种形貌可控的ZSM-5分子筛的合成方法,其特征在于 :采用复合模板剂,一种模板剂为四丙基氢氧化铵,第二种模板剂记为R,R为有机胺;合成步骤如下:首先碱源与铝源溶于水,搅拌均匀后分别加入四丙基氢氧化铵和第二种模板剂,室温下搅拌,再加入硅源形成溶胶;然后将上述溶胶在100-200℃晶化0.5-5天,晶化完成后,过滤、洗涤、烘干即得产物。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于 :所述的第二种模板剂选自异丙胺、三乙胺、乙二胺、1,6-己二胺和正丁胺中的一种。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:所述的碱源是KOH或NaOH。
4.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于:溶胶的物质的量配比为:
n(K2O或Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O):n(TPAOH):n(R)
=(3.56-21.90):1.00: (333.60- 410.49):(3070.88-4470.82):(65.52-253.11):(94.62-358.65)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的合成方法,其特征在于:所述的铝源选自硫酸铝、氢氧化铝、硝酸铝和偏铝酸钠中的一种、两种或多种混合。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于:硅源选自硅溶胶、M-5、HS-40和HS-30中的一种、两种或多种混合。
7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的合成方法,其特征在于:所述的晶化温度为160-180℃。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106629769A (zh) * 2016-12-12 2017-05-10 湖南大学 一种微米级hzsm‑5分子筛的制备方法与应用
CN106348312B (zh) * 2016-11-04 2018-09-28 中国科学院上海高等研究院 一种调控zsm-5分子筛形貌的无机合成方法
CN112473726A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 国家能源投资集团有限责任公司 复合zsm-5分子筛及其制备方法、催化剂和它们的应用
CN112645350A (zh) * 2020-12-23 2021-04-13 中触媒新材料股份有限公司 一种纳米zsm-5沸石的合成方法
CN113198518A (zh) * 2021-05-08 2021-08-03 天津大学 一种外延晶粒分子筛封装亚纳米金属催化剂、其制备方法及用途
CN114229865A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 成都理工大学 一种zsm-5微介孔分子筛的无晶种快速老化晶化的合成方法
CN115304079A (zh) * 2022-07-18 2022-11-08 江苏国瓷新材料科技股份有限公司 一种形貌可调的zsm-5分子筛的制备方法及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1230466A (zh) * 1998-03-30 1999-10-06 中国石油化工总公司 分子筛制备工艺
CN102897791A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 中国石油化工股份有限公司 Zsm-5分子筛的制备方法
CN102897790A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 中国石油化工股份有限公司 一种zsm-5分子筛的合成方法
CN103848440A (zh) * 2013-10-24 2014-06-11 碗海鹰 高比表面积zsm-5分子筛及制备方法
CN103936026A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 南京工业大学 一种合成zsm-5分子筛的方法
CN103964467A (zh) * 2013-01-24 2014-08-06 中国石油化工股份有限公司 一种zsm-5分子筛的制备方法
CN105000574A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 中科合成油技术有限公司 一种特殊形貌的hzsm-5分子筛及其制备方法与应用
CN105523569A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 中国石油化工股份有限公司 薄片状形貌zsm-5分子筛及合成方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1230466A (zh) * 1998-03-30 1999-10-06 中国石油化工总公司 分子筛制备工艺
CN102897791A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 中国石油化工股份有限公司 Zsm-5分子筛的制备方法
CN102897790A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 中国石油化工股份有限公司 一种zsm-5分子筛的合成方法
CN103964467A (zh) * 2013-01-24 2014-08-06 中国石油化工股份有限公司 一种zsm-5分子筛的制备方法
CN103848440A (zh) * 2013-10-24 2014-06-11 碗海鹰 高比表面积zsm-5分子筛及制备方法
CN103936026A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 南京工业大学 一种合成zsm-5分子筛的方法
CN105523569A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 中国石油化工股份有限公司 薄片状形貌zsm-5分子筛及合成方法
CN105000574A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 中科合成油技术有限公司 一种特殊形貌的hzsm-5分子筛及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHIYUN SANG ETC.: "Difference of ZSM-5 zeolites synthesized with various templates", 《CATALYSIS TODAY》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106348312B (zh) * 2016-11-04 2018-09-28 中国科学院上海高等研究院 一种调控zsm-5分子筛形貌的无机合成方法
CN106629769A (zh) * 2016-12-12 2017-05-10 湖南大学 一种微米级hzsm‑5分子筛的制备方法与应用
CN112473726A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 国家能源投资集团有限责任公司 复合zsm-5分子筛及其制备方法、催化剂和它们的应用
WO2021047171A1 (zh) * 2019-09-11 2021-03-18 国家能源投资集团有限责任公司 复合zsm-5分子筛及其制备方法、催化剂和应用
CN112473726B (zh) * 2019-09-11 2022-01-28 国家能源投资集团有限责任公司 复合zsm-5分子筛及其制备方法、催化剂和它们的应用
JP2022547991A (ja) * 2019-09-11 2022-11-16 国家能源投資集団有限責任公司 複合zsm-5分子篩、その製造方法、触媒、及び使用
US20230132229A1 (en) * 2019-09-11 2023-04-27 China Energy Investment Corporation Limited Composite zsm-5 molecular sieve, preparation method therefor, catalyst and use thereof
JP7394972B2 (ja) 2019-09-11 2023-12-08 国家能源投資集団有限責任公司 複合zsm-5分子篩、その製造方法、触媒、及び使用
CN112645350A (zh) * 2020-12-23 2021-04-13 中触媒新材料股份有限公司 一种纳米zsm-5沸石的合成方法
CN113198518A (zh) * 2021-05-08 2021-08-03 天津大学 一种外延晶粒分子筛封装亚纳米金属催化剂、其制备方法及用途
CN114229865A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 成都理工大学 一种zsm-5微介孔分子筛的无晶种快速老化晶化的合成方法
CN115304079A (zh) * 2022-07-18 2022-11-08 江苏国瓷新材料科技股份有限公司 一种形貌可调的zsm-5分子筛的制备方法及其应用

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