一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM-5分子筛及制法和应用制造技术

一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM‑5分子筛是由多个长为1000‑3000 nm，粗为100‑200 nm的纳米棒晶体HZSM‑5分子筛进行同一轴向有序堆积形成的微米级颗粒。其制备是以正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和偏铝酸钠为合成主原料进行均相水热合成；在合成料液中引入碳纳米管以调控水热过程中的晶体生长方向和最终结构；所得产物在空气气氛下焙烧一次性脱除模板剂和碳管，形成具备纳米棒捆绑结构的NaZSM‑5分子筛。该结构分子筛经酸化后具有强的传质效应和高的酸催化性能，特别适用于甲醇制烃反应。

A HZSM-5 zeolite with nanorod binding structure and its preparation and Application

A HZSM 5 molecular sieve with nanorod binding structure is a micron-sized particle formed by orderly stacking of several nanorod crystals HZSM 5 Molecular Sieves with a length of 1000 3000 nm and a diameter of 100 200 nm in the same axial direction. The main raw materials are tetrapropyl ammonium hydroxide, tetrapropyl ethyl orthosilicate and sodium metaaluminate for homogeneous hydrothermal synthesis. Carbon nanotubes (CNTs) are introduced into the feed solution to control the crystal growth direction and final structure in the hydrothermal process. The resulting products are calcined in air to remove template and carbon tubes at one time and form NaZSM_5 molecular sieve with nanorod binding structure. The zeolite has strong mass transfer effect and high acid catalytic performance after acidification, and is especially suitable for methanol to hydrocarbon reaction.

【技术实现步骤摘要】
一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM-5分子筛及制法和应用
本专利技术涉及一种具有纳米棒捆绑结构的H-ZSM-5分子筛催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
甲醇制烃反应是C1化学中重要的化学反应，是当前非石油路线合成基础化学化工产品的重要途径，被认为是煤或天然气化工行业与现代石油化工行业的桥梁。该过程中，酸性分子筛是重要的催化剂。其中，作为一种结晶硅酸盐材料，良好的热稳定性、较强的酸性、有序的微孔结构使得ZSM-5分子筛体现出了优异的甲醇制烃反应性能。然而，正是由于ZSM-5分子筛规整有序的微孔结构，限制了反应分子的扩散，导致分子筛内部的酸性位不能充分接触反应原料进行反应，降低了反应活性。更为重要的是，微孔结构会阻碍大分子烃类产物的向外扩散，造成相关反应产物在微孔内的积累，严重影响传质效应和大分子的催化转化，导致催化效率较低和催化剂快速失活。为解决上述扩散限制问题，可以通过在ZSM-5微孔系统中引入介孔或者合成纳米级分子筛改善其扩散性能。微孔体系中引入介孔可促进积炭前驱物从内表面到外表面的扩散，减少其聚合生成积炭的可能，同时又促进了反应物分子与酸性位的接触，对反应活性和反应稳定性都具有很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM‑5分子筛，其特征在于该该分子筛具备的捆绑结构是由50‑100个长为1000‑3000 nm，粗为100‑200 nm的纳米棒HZSM‑5分子筛在同一轴向进行有序堆积形成的微米级颗粒，其SiO2/Al2O3摩尔比为30‑600，外比表面为106‑142 m2g‑1，介孔孔容为0.13‑0.65 cm3 g‑1。

【技术特征摘要】
1.一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM-5分子筛，其特征在于该该分子筛具备的捆绑结构是由50-100个长为1000-3000nm，粗为100-200nm的纳米棒HZSM-5分子筛在同一轴向进行有序堆积形成的微米级颗粒，其SiO2/Al2O3摩尔比为30-600，外比表面为106-142m2g-1，介孔孔容为0.13-0.65cm3g-1。2.如权利要求1所述的一种具有纳米棒捆绑结构的HZSM-5分子筛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将一定组成的正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵和去离子水混合，获得A液；将不同直径的碳纳米管和去离子水进行混合，并超声处理，获得B液，将B液加入A液老化制成硅前驱体溶液，其中，A液中正硅酸乙酯与去离子水的摩尔比为1：50-100，B液中碳纳米管与去离子水的摩尔比为1：15-60；（2）将氢氧化钠和偏铝酸钠混合料液逐滴加入硅前驱体溶液中继续进行老化；（3）上述溶液经过旋转晶化、离心、洗涤、干燥、第一次焙烧、离子交换和第二次焙烧，得到具有不同尺寸的纳米棒捆绑状结构HZSM-5分子筛；其中：正硅酸乙酯以SiO2计，偏铝酸钠以Al2O3计、四丙基氢氧化铵以TPAOH计、氢氧化钠以Na2O计、碳纳米管以MWCNT计，各物质摩尔比为SiO2：Al2O3：TPAOH：Na2O：MWCNT=60:（0.1-2.0）:（50-70）:（1.5-60）:（20-100）。3.如权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，付廷俊，邵娟，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14