CN113184875B - 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法 - Google Patents

一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113184875B
CN113184875B CN202110643101.0A CN202110643101A CN113184875B CN 113184875 B CN113184875 B CN 113184875B CN 202110643101 A CN202110643101 A CN 202110643101A CN 113184875 B CN113184875 B CN 113184875B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
axis
zsm
molecular sieve
zeolite molecular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110643101.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113184875A (zh
Inventor
陈敏东
崔岩
郭爽
徐磊磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Information Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Information Science and Technology filed Critical Nanjing University of Information Science and Technology
Priority to CN202110643101.0A priority Critical patent/CN113184875B/zh
Publication of CN113184875A publication Critical patent/CN113184875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113184875B publication Critical patent/CN113184875B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/36—Pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
    • C01B39/38—Type ZSM-5
    • C01B39/40—Type ZSM-5 using at least one organic template directing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/06—Preparation of isomorphous zeolites characterised by measures to replace the aluminium or silicon atoms in the lattice framework by atoms of other elements, i.e. by direct or secondary synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/12—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon dioxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全硅型短b轴ZSM‑5沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：（1）预制反应液：在氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇和尿素的超纯水混合溶液中，逐滴滴加正硅酸乙酯后，充分搅拌；（2）均相反应：将步骤（1）中搅拌后的反应液进行均相反应；（3）将步骤（2）反应后的溶液洗涤后，取沉淀物干燥；（4）煅烧：取步骤（3）中干燥后的产物，进行煅烧，即得所述全硅型短b轴ZSM‑5沸石分子筛。本发明能够在较低温度下制备出全硅型短b轴ZSM‑5沸石分子筛，避免在高温过程中的聚集。制备过程简单，制备的材料为全硅型、且具有短b轴，具有进一步的研究前景。

Description

一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法
技术领域
本发明涉及催化材料领域，具体涉及一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法。
背景技术
分子筛具有独特的孔结构和可调节的酸位，在形状选择和催化反应中得到了广泛的应用。ZSM-5分子筛由于其特殊的MFI结构和酸位，在工业的研究领域被选用为催化有机物反应的沸石材料之一。然而，传统的ZSM-5微孔通道又长又小，限制了反应物和产物分子在孔结构内的扩散效率，导致重烃难以扩散出沸石的微孔。此外，这些碳氢化合物在传统ZSM-5的长微孔孔道内进一步发生聚合反应，最终沉积成焦炭堵塞微孔孔道，导致沸石失活。从而，反应物和产物在微孔通道内有限的扩散容易发生重复裂化。因此，设计改造传统的ZSM-5分子筛使其成为新型催化材料是非常具有挑战性的。
已知ZSM-5分子筛具有独特的骨架结构，两组10元环通道相交，即一组平行于b轴的直线通道，另一组平行于a轴的锯齿形通道。一般认为，客体分子在直通道中的扩散速度要快于在锯齿通道中的扩散速度。因此，为了通过控制分子扩散来控制产物的选择性，应该合成具有特定形貌的ZSM-5。此外，与铝硅酸盐沸石相比，硅酸盐沸石具有较高的热稳定性和疏水性。铝相关的酸性中心的缺乏也抑制了不希望发生的反应，如结焦反应。因此，研究制备一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛具有重要的意义，未来将有非常好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种新型催化材料，拓宽催化材料的范围，同时该催化材料具有短b轴、并作为一种全硅型分子筛，在后续进行选择性控制及结焦反应抑制上具有更佳的研究前景。
为了达到上述目的，本发明提供了一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：
(1)预制反应液：在氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇和尿素的超纯水混合溶液中，逐滴滴加正硅酸乙酯后，充分搅拌；
(2)均相反应：将步骤(1)中搅拌后的反应液进行均相反应；
(3)将步骤(2)反应后的溶液洗涤后，取沉淀物干燥；
(4)煅烧：取步骤(3)中干燥后的产物，进行煅烧，即得所述全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛。
其中，步骤(1)中氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇、尿素和正硅酸乙酯的加入量为0.05g：7.785～9.575mmol：0.0636ml：1.0g：5.957ml。
进一步的，氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇、尿素、正硅酸乙酯和纯水的加入量为0.05g：7.785～9.575mmol：0.0636ml：1.0g：5.957ml：6.06～7.85mmol。
步骤(2)中均相反应的反应温度为140-190℃，反应时间为48小时。
步骤(4)中煅烧温度为500-650℃，反应时间为6小时。
步骤(3)中洗涤采用超纯水和无水乙醇交叉离心洗涤6次。
步骤(2)中将反应液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置在均相反应器中进行均相反应；所述步骤(4)中煅烧于马弗炉内完成。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明能够在较低温度下制备出全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛，避免在高温过程中的聚集。制备过程简单，制备的材料为全硅型、且具有短b轴，具有进一步的研究前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备所得产品的XRD谱图；
图2为本发明实施例1中制备所得产品的高分辨透射电镜图。
具体实施方式
实施例1
室温下，取7.85ml的纯水，倒入容器中，在搅拌的条件下加入0.05g氢氧化钠、7.785ml四丙基氢氧化铵溶液(浓度1.23M)、0.0636ml异丙醇和1.0g尿素，最后再逐滴滴加5.957ml正硅酸乙酯。然后充分搅拌6小时，之后将均匀的溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置在均相反应器中，在180℃下反应48小时。再用超纯水和无水乙醇交叉离心洗涤6次，随后转移至马弗炉内在550℃下煅烧6小时，即得本发明产品。
如图1所示，制备得到的产品呈现出ZSM-5的XRD衍射峰，说明成功合成了ZSM-5沸石分子筛。
如图2所示为所得的产品的高分辨透射电镜图，可以从图中清晰的观察到合成的ZSM-5分子筛材料具有高达552.26nm和146.14nm的a轴和c轴，同时也具有低至43.06nm的b轴。
实施例2
室温下，取6.06ml的纯水，倒入容器中，在搅拌的条件下加入0.05g氢氧化钠、9.575ml四丙基氢氧化铵溶液(浓度1.0M)、0.0636ml异丙醇和1.0g尿素，最后再逐滴滴加5.957ml正硅酸乙酯。然后充分搅拌6小时，之后将均匀的溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置在均相反应器中，在180℃下反应48小时。再用超纯水和无水乙醇交叉离心洗涤6次，随后转移至马弗炉内在550℃下煅烧6小时，得到全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛。
效果实施例
对实施例二中合成的材料进行二氧化碳甲烷化反应的研究。
反应条件为：取0.1g样品，从200℃升温至450℃，在80vol％H2-20vol％CO2的混合气中进行反应。结果表明，该材料具有16-30％的二氧化碳转化率，说明合成的材料可以直接被作为催化剂来进行反应。

Claims (4)

1.一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）预制反应液：在氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇和尿素的超纯水混合溶液中，逐滴滴加正硅酸乙酯后，充分搅拌；所述氢氧化钠、四丙基氢氧化铵、异丙醇、尿素和正硅酸乙酯的加入量为0.05g：7.785～9.575mmol：0.0636ml：1.0g：5.957ml；
（2）均相反应：将步骤（1）中搅拌后的反应液进行均相反应；所述均相反应的反应温度为140-190℃，反应时间为48小时；
（3）将步骤（2）反应后的溶液洗涤后，取沉淀物干燥；
（4）煅烧：取步骤（3）中干燥后的产物，进行煅烧，即得所述全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中煅烧温度为500-650℃，反应时间为6小时。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中洗涤采用超纯水和无水乙醇交叉离心洗涤6次。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中将反应液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置在均相反应器中进行均相反应；所述步骤（4）中煅烧于马弗炉内完成。
CN202110643101.0A 2021-06-09 2021-06-09 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法 Active CN113184875B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110643101.0A CN113184875B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110643101.0A CN113184875B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113184875A CN113184875A (zh) 2021-07-30
CN113184875B true CN113184875B (zh) 2022-03-11

Family

ID=76976293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110643101.0A Active CN113184875B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113184875B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102602959A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 北京化工大学 一种纳米纯硅zsm-5沸石的制备方法
CN102671692A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 江苏扬农化工集团有限公司 一种h-zsm-5沸石分子筛及其制备和应用
CN104941695A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 清华大学 一种纳米zsm-5分子筛催化剂及制备、使用方法
CN108975352A (zh) * 2018-10-23 2018-12-11 福州大学 一种纳米纯硅zsm-5沸石的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102602959A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 北京化工大学 一种纳米纯硅zsm-5沸石的制备方法
CN102671692A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 江苏扬农化工集团有限公司 一种h-zsm-5沸石分子筛及其制备和应用
CN104941695A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 清华大学 一种纳米zsm-5分子筛催化剂及制备、使用方法
CN108975352A (zh) * 2018-10-23 2018-12-11 福州大学 一种纳米纯硅zsm-5沸石的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113184875A (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101885493B (zh) ZSM-5/β核壳型分子筛的合成方法
CN111068760B (zh) Ssz-13沸石的快速可控制备方法及h-ssz-13沸石和甲醇制烯烃催化剂
CN103539152B (zh) 硅改性的核壳分子筛及其制备方法
CN101508446B (zh) 一种调控sapo-11分子筛孔径的制备方法
US11434183B2 (en) Catalyst for preparing ethylbenzene from ethanol and benzene, preparation therefor and use thereof
US10301184B2 (en) Zeolitic materials having a distinctive single crystal macroporosity and method for the production thereof
CN111589467A (zh) 一种中空zsm-5分子筛催化剂的制备及应用
JPH0859223A (ja) 微小−中間細孔ゲルおよびその製造方法
CN111377460A (zh) 一种多级孔hzsm-5分子筛
CN113353954A (zh) 一种基于天然矿物绿色合成梯级孔sapo-11分子筛及其制备方法
CN113184875B (zh) 一种全硅型短b轴ZSM-5沸石分子筛的制备方法
CN113135578A (zh) 一种硅锗isv沸石分子筛的制备方法
CN114751426A (zh) B-Al-ZSM-5分子筛的制备方法与应用
CN109569702A (zh) 一种氮化碳改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法及应用
CN113104860B (zh) 一种仿生孔道结构sapo-34分子筛的制备方法
WO2018218736A1 (zh) 具有bog结构的硅铝沸石分子筛及其制备方法
CN115475654B (zh) 一种微胶囊状改性Zn@ZSM-5催化剂及其制备方法和应用
CN209815705U (zh) 一种高硅沸石分子筛的合成装置
CN108187736B (zh) 具有核壳结构的三水铝石@sapo分子筛复合物及制备方法和在催化甲醇制烯烃中的应用
CN115646538B (zh) 一种封装双金属构筑b轴向ZSM-5分子筛及其催化MTA反应的应用
CN113120922B (zh) 一种纳米片状形貌的La-SAPO-34分子筛的合成方法及应用
CN112121850B (zh) 流化床催化剂和二甲苯的生产方法
CN107570208B (zh) 一种环氧化反应催化剂的制备方法及应用
WO2024067765A1 (zh) 一种mfi分子筛催化剂及其制备方法和应用
CN115990513A (zh) 烯烃催化裂解生产丙烯催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant