一种高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛的制备方法技术

技术编号:20086451 阅读:23 留言:0更新日期:2019-01-15 05:42
本发明专利技术公开了一种高铜含量的介孔Cu‑ZSM‑5分子筛的制备方法。设计引入铜氨络合物和季铵阳离子与合适的硅源、碱源、铝源充分混合,采用水热合成法,恒温晶化得到骨架含有铜的介孔Cu‑ZSM‑5分子筛浆液,该浆液经过蒸馏水充分洗涤后得到Cu‑ZSM‑5,然后在经过干燥和焙烧最终得到高铜含量介孔Cu‑ZSM‑5分子筛。本申请设计引入铜氨络合物和季铵阳离子使得分子筛骨架内的铜元素分布均匀且不易脱落,其孔径和比表面积相对得到了极大的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛的制备方法
本专利技术公开了一种高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛的制备方法。设计引入铜氨络合物和季铵阳离子与合适的硅源、碱源、铝源充分混合,采用水热合成法,恒温晶化得到骨架含有铜的介孔Cu-ZSM-5分子筛浆液,该浆液经过蒸馏水充分洗涤后得到Cu-ZSM-5,然后经过干燥和焙烧最终得到高铜含量介孔Cu-ZSM-5分子筛。本申请设计引入铜氨络合物和季铵阳离子使得分子筛骨架内的铜元素分布均匀且不易脱落,其孔径和比表面积相对得到了大幅的提高。
技术介绍
酚类化合物(苯酚及其衍生物)的用途相当广泛,主要来源于煤化工、石油化工、制药厂、苯酚生产及酚醛树脂生产厂等。它是一种原生质高毒物质,对一切生物个体都有毒害作用,可通过皮肤、粘膜、口腔进入生物体内,与细胞原浆中的蛋白质接触后形成不溶性蛋白质而使细胞失去活性,尤其对神经系统有较大的亲和力,使神经系统发生病变。酚类化合物是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物,不但危害人体健康安全,而且严重破坏自然生态平衡,造成严重的环境污染.其用量与日俱增,含酚废水污染环境的程度日益严重,对人类所造成的危害也日渐加深。因此,找到一种简便、有效且安全的对含酚废水处理变得非常的重要。传统的Fenton氧化技术采用均相铜盐催化剂,能够催化过氧化氢氧化污染物,具有很强的氧化能力,在去除难降解的有机污染方面有较好的效果。但均相铜盐催化剂常常引入铜离子,其对废水造成了二次污染,这给废水的后续处理及循环利用增加了难度,同时造成了催化剂流失,加大了处理成本。采用非均相催化剂代替均相催化剂是目前的研究热点之一,应用改性ZSM-5负载金属离子是其中的一个方向。铜离子参杂的Cu-ZSM-5分子筛是一种重要的催化剂,它不仅拥有传统分子筛比表面积大、孔道均匀、吸附能力强等诸多优点,同时在分子筛的骨架中引入了铜离子从而大量增加了分子筛的催化活性位点,使其具有了更加高效的催化活性。并且在在化学工业、环境保护等领域取得了广泛的应用。然而,目前常用的Cu-ZSM-5分子筛的合成方法主要有以下问题:第一,不管是目前采用的直接原位合成法还是后处理方法例如浸渍法所合成的Cu-ZSM-5分子筛的铜含量不高,并且在合成过程中需要多次重复其中的一些步骤,不仅繁琐耗时而且提高了合成的成本。第二,ZSM-5分子筛孔径较小,在降解一些大分子污染物的时候不能使其进入到分子筛的孔道中,这大大限制了其催化和吸附性能。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术的目的是提供一种高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛的制备方法。专利技术提供的制备合成高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛的方法,包括如下步骤:第一步:原料的混合一定量的铜源、硅源、铝源和有机胺和季铵阳离子加入水中,在磁力搅拌器下搅拌一定时间得到混合物,并将此混合物倒入聚四氟乙烯内衬中,放入高压反应釜。第二步:高温高压的水热合成将高压反应釜置于烘箱内,设置在一定温度下,从温度达到指定温度开始计时,反应一定的时间,完成水热反应后,待高压反应釜冷却至室温做进一步处理。第三步:反应物的后处理待高压反应釜冷却至室温后,将分子筛用去离子水进行冲洗、抽滤,直至pH至中性。并将处理过的分子筛放入烘箱中干燥数小时。最后将干燥后的分子筛放入马弗炉中焙烧数小时。具体实施方式:以下是本专利技术的具体实施例,是对本专利技术的进一步描述。但具体实施例不限制本专利技术权利要求。第一步:量取20ml的蒸馏水于100ml的烧杯中,加入0.5g的Cu(NO3)2·3H2O,在磁力搅拌器上进行充分搅拌,确保Cu(NO3)2·3H2O完全溶解。第二步:称取0.3g~0.5g的四乙烯五胺溶液加入到上述溶液中,在室温下充分搅拌,使铜离子和四乙烯五胺结合形成铜氨络离子。第三步:在上述溶液中,分别加入8ml的四丙基氢氧化铵溶液(质量分数25%)和0.05g的NaAlO2,在室温下充分搅拌2小时以上。第四步:量取7ml正硅酸四乙酯溶液加入到上述溶液中,在室温下搅拌12小时以上。第五步:称取0.025g的十六烷基三甲基溴化铵加入到上述溶液中,在室温下搅拌4小时。第六步:将上述烧杯中的混合物转移至聚四氟乙烯内衬中,放入高压反应釜,在180℃的加热烘箱中连续反应3~7天。第七步:将第六步反应所得到的浆液进行过滤,用过量的蒸馏水对滤饼进行充分洗涤直至pH为中性,然后放入至110℃的干燥箱中干燥过夜。第八步:将干燥完毕的固体置于玛瑙研钵中充分研磨,最后将研磨好的粉末在550℃马弗炉中焙烧5小时,得到高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛。以上所述,仅是本专利技术的一种实施案例,并非对本专利技术做任何形式上的限制,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本专利技术技术方案范围内,当可利用上述揭示的结构及
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施案例。但是凡是未脱离本专利技术技术方案的内容,依据本专利技术的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均仍属本专利技术技术方案范围。本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种高铜含量的介孔Cu‑ZSM‑5分子筛,其特征在于将制备MFI型分子筛所需原料,硅源、铝源、碱源、铜盐、有机胺、季铵阳离子和水混合,以氧化物的摩尔比为:4.8‑10Na2O/1.0Al2O3/35‑200SiO2/200H2O/10‑30Cu‑TEPA/0.1CTAB,晶化完全后淋洗、干燥、焙烧。

【技术特征摘要】
1.一种高铜含量的介孔Cu-ZSM-5分子筛,其特征在于将制备MFI型分子筛所需原料,硅源、铝源、碱源、铜盐、有机胺、季铵阳离子和水混合,以氧化物的摩尔比为:4.8-10Na2O/1.0Al2O3/35-200SiO2/200H2O/10-30Cu-TEPA/0.1CTAB,晶化完全后淋洗、干燥、焙烧。2.根据权利要求1所述的合成铜掺杂MFI介孔分子筛的方法,其特征在于,合成中所使用的硅源可为正硅酸四乙酯,铝源可为偏铝酸钠,碱源可为氢氧化钠,铜盐可为硝酸铜,有机胺为四乙烯五胺(TEPA),季铵阳离子源为十六烷基三甲基溴化铵(C...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪妍妍彭涵王学铭郝兵涛戴少英
申请(专利权)人:天津工业大学
类型:发明
国别省市:天津,12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1