CN109384247A - 一种zsm-5沸石分子筛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZSM‑5沸石分子筛的制备方法，将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，将溶解液放置冷藏室内冷却15分钟后取出，再高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2‑3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用，本发明涉及沸石分子筛技术领域。该ZSM‑5沸石分子筛的制备方法，降低导向剂在老化过程中的失活率，提高ZSM‑5分子筛制备质量，提高了ZSM‑5分子筛的结晶度，颗粒均匀程度高的目的。
Description
技术领域
本发明涉及沸石分子筛技术领域，具体为一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法。
背景技术
分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，其孔径与一般分子大小相当，据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。沸石分子筛由于其特有的结构和性能，已成为一门独立的学科，沸石分子筛的应用已遍及石油化工、环保、生物工程、食品工业、医药化工等领域。随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。
沸石分子筛是一种无机晶体材料，因具有规整的孔道结构、较强的酸性和高的水热稳定性而广泛应用于催化、吸附和离子交换等领域中，并起着不可替代的作用。沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表阳离子，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔(也称“窗口”)相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。
目前ZSM-5沸石分子筛制备方法，得到的晶粒大小不均匀，并且出晶度低，制备成本较高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，解决了目前ZSM-5沸石分子筛制备方法，得到的晶粒大小不均匀，并且出晶度低，制备成本较高的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，将溶解液放置冷藏室内冷却15分钟后取出，再高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化12h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，再经过两次晶化后，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤三、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
优选的，所述步骤一中溶解液放置冷藏室内冷却至20℃即可取出。
优选的，所述步骤一中加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯后搅拌时间设置为30min。
优选的，所述所述步骤二中导向剂的用量设置为混合物总重的10％。
优选的，所述步骤二中，第一次晶化时间设置为12h，温度设置为120℃-150℃。
优选的，所述步骤二中，第一次晶化时间设置为20h，温度设置为180℃-200℃。
优选的，所述步骤二中，干燥环境温度设置为150℃-190℃。
本发明的有益效果是：导向剂制备过程中，将初步溶解液冷却15分钟至20℃，增加ZSM-5分子筛的透过性和流动性，降低导向剂在老化过程中的失活率，提高ZSM-5分子筛制备质量，老化时间设置为12h，并且采用两次结晶法，提高了ZSM-5分子筛的结晶度，颗粒均匀程度高。
具体实施方式
了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一
一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，将溶解液放置冷藏室内冷却15分钟后取出，再高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化12h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，再经过两次晶化后，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤二、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
实施例二
一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，不对其冷却处理，高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化12h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，再经过两次晶化后，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤三、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
实施例三
一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，将溶解液放置冷藏室内冷却15分钟后取出，再高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化24h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，采用一次结晶，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤三、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
实施例四
一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，不做冷却处理，高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化24h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，采用一次结晶，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤二、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
本发明实施例对照表
| 通过滤 | 颗粒均匀程度 | 晶粒尺寸 | |
| 实施例一 | 极好 | 高 | 200-1000nm |
| 实施例二 | 较差 | 较高 | 600-1500nm |
| 实施例三 | 极好 | 低 | 750-1600nm |
| 实施例四 | 较差 | 极低 | 2000-6000nm |
从以上表格可以看出，与传统ZSM-5沸石分子筛制备相比较，制备得到的ZSM-5沸石分子筛颗粒均匀度高，晶粒尺寸小，从而制备质量高的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
步骤一、导向剂的制备
将称量好的氢氧化钠、硫酸铝和蒸馏水依次加入制备容器中，通过专用搅拌器进行搅拌至完全溶解，将溶解液放置冷藏室内冷却15分钟后取出，再高速对其搅拌，同时缓慢加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯，加入时间为2-3min，再持续搅拌，在温室中老化12h，悬浊液产物即为结构导向剂，提取备用；
步骤二、ZSM-5分子筛制备
将煅烧预处理的高岭土、氢氧化钠、水玻璃、蒸馏水、导向剂xNa2O、yAl2O3、zSiO2、rH2O混合加入专用容器，其中x:y:z:r为5.5:1.0:6.1:136.2，通过专用店里搅拌器进行高速搅拌30min，然后放入温室中老化12h，老化后的晶化溶液通过水域加热，同时进行强力搅拌30min，再经过两次晶化后，将晶化液水洗，过滤，干燥，即可得到ZSM-5分子筛；
步骤三、样品检测
去ZSM-5分子筛样本，通过可见光光度计观察导向剂的透过率，通过X射线衍射仪分析ZSM-5分子筛产物，通过扫描电子显微镜观察ZSM-5分子筛晶体的形貌。
2.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述步骤一中溶解液放置冷藏室内冷却至20℃即可取出。
3.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述步骤一中加入四丙基氢氧化铵和正硅酸四乙酯后搅拌时间设置为30min。
4.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述所述步骤二中导向剂的用量设置为混合物总重的10％。
5.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，第一次晶化时间设置为12h，温度设置为120℃-150℃。
6.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，第一次晶化时间设置为20h，温度设置为180℃-200℃。
7.根据权利要求1所述的一种ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，干燥环境温度设置为150℃-190℃。
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