一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂及制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂及制备和应用，所述催化剂为由粒径20-100nm的小晶粒聚集为粒径大小为200-2000nm的聚集态，所述聚集态形成所述催化剂，所述催化剂比表面积为350～420m2/g，孔体积为0.25～0.35cm3/g。本发明专利技术直接合成具有介微孔复合的纳米晶堆积态ZSM-5分子筛，在不添加第二模板剂的情况下，通过对固体硅源预处理使其发生不同程度的解聚，并进一步调节合成体系的物料配比，在加入钠盐调节分子筛晶化过程中的生长速率的同时，采用两段晶化法，低温促进晶核生成，高温促进晶体生长，合成出系列粒聚集态ZSM-5分子筛。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂及制备和应用
本专利技术涉及化学合成领域，具体涉及一种催化剂，更具体涉及一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂及制备和应用。
技术介绍
丙烯作为一种重要的基本化工原料，其传统生产依赖于石油加工过程，石油资源的短缺促进了非石油路线丙烯生产工艺的发展。近年来，由煤基甲醇转化制丙烯(MTP)工艺受到日益关注。作为丙烯生产新工艺，MTP具有原料来源广泛、丙烯收率高、易实现聚丙烯或其他丙烯衍生物联产等优势，尤其适合我国多煤、少气、贫油的碳资源结构，具有重要的应用价值，是未来我国丙烯来源的重要补充，甚至有可能成为我国丙烯的主要来源。ZSM-5分子筛具有独特的微孔结构，对小分子物质择形效果显著，在MTP反应中表现出优异的催化性能。此外，它还具有酸性可调、扩散性能良好、热和水热稳定性高等优点，广泛用于丙烯的生产。工业生产丙烯要求催化剂具有高丙烯选择性以及高寿命，人们对ZSM-5分子筛的制备及改性做了大量的研究工作，主要集中在分子筛酸性和扩散性能的调变。研究表明，高硅铝比ZSM-5分子筛具有较低的酸性位浓度和酸强度，有利于减少二次反应的发生，在提高丙烯选择性的同时降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米晶堆积介微孔ZSM‑5催化剂，其特征在于，所述催化剂为由粒径20‑100nm的小晶粒聚集为粒径大小为200‑2000nm的聚集态，所述聚集态形成所述催化剂，优选所述催化剂比表面积350～420m2/g，孔体积0.25～0.35cm3/g。

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂为由粒径20-100nm的小晶粒聚集为粒径大小为200-2000nm的聚集态，所述聚集态形成所述催化剂；所述催化剂的制备包括：先用碱的水溶液对硅源进行处理，再将处理后的硅源和铝源、模板剂在水的存在下混匀，在80-200℃下晶化1-6天后，经过后处理得到所述催化剂；其中碱、铝源、硅源、水和模板剂摩尔比以OH-：Al2O3：SiO2：H2O：模板剂计为(0.05～0.3)：(0.001～0.01)：1：(5～25)：(0.01～0.5)；所述模板剂为四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和正丁胺中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂比表面积350～420m2/g，孔体积0.25～0.35cm3/g。3.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂硅铝比为100-1000。4.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述碱为氢氧化钠。5.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述硅源为无机硅源。6.根据权利要求5所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述硅源为硅酸钠、白炭黑、粗孔硅胶、硅酸中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述铝源选自氢氧化铝、硫酸铝、偏铝酸钠、异丙醇铝和拟薄水铝石中一种或几种。8.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述后处理包括过滤、洗涤和干燥中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述混匀为在0-30℃下混匀。10.根据权利要求9所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述混匀为在10-20℃下混匀。11.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述混匀为搅拌2-48h混匀。12.根据权利要求11所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述混匀为搅拌12-24h。13.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述用碱的水溶液对硅源进行处理包括将硅源在碱的水溶液中搅拌处理。14.根据权利要求13所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述搅拌处理的搅拌时间为1-24h。15.根据权利要求14所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述搅拌处理的搅拌时间为2-20h。16.根据权利要求13所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述搅拌处理是在10-20℃下搅拌。17.根据权利要求1所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述将处理后的硅源和铝源、模板剂在水的存在下混匀是将铝源、模板剂和部分水混合均匀后，将其加入到硅源的碱的水溶液中，搅拌混匀。18.根据权利要求17所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，将铝源、模板剂和水混合均匀是在10～20℃下搅拌混合均匀。19.根据权利要求17所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，将铝源、模板剂和水混合均匀是搅拌1-24h混合均匀。20.根据权利要求19所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，将铝源、模板剂和水混合均匀是搅拌2-4h。21.根据权利要求17所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述碱的水溶液中碱和水的摩尔比为0.0001-0.1。22.根据权利要求21所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述碱的水溶液中碱和水的摩尔比为0.001-0.1。23.根据权利要求1～22任意一项所述的纳米晶堆积介微孔ZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备包括：先用碱的水溶液对硅源进行处理，再将处理后的硅源和铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩雁军，宋宇，张兰兰，李国栋，马通，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11