一种功能化ZSM-5分子筛制造技术

本发明专利技术提供了一种功能化ZSM‑5分子筛，该分子筛表面具有氨基官能团，所述氨基官能团通过在分子筛表面接枝3‑氨丙基三乙氧基硅烷引入。所述氨基官能团可进一步与Pd纳米颗粒配位，从而形成表面固载有Pd纳米颗粒的功能化ZSM‑5分子筛。该分子筛的Pd纳米颗粒负载量高，并且Pd纳米颗粒形貌可控、分布均匀。

A Functionalized ZSM-5 Molecular Sieve

The present invention provides a functionalized ZSM 5 molecular sieve with an amino functional group on its surface, which is introduced by grafting 3 aminopropyl triethoxysilane onto the surface of the molecular sieve. The amino functional group can further coordinate with Pd nanoparticles to form a functionalized ZSM 5 zeolite with Pd nanoparticles immobilized on the surface. The Pd nanoparticles loaded on the zeolite are high, and the morphology of the Pd nanoparticles is controllable and the distribution is uniform.

【技术实现步骤摘要】
一种功能化ZSM-5分子筛
本专利技术属于无机化学
，具体涉及功能化ZSM-5分子筛及其制备方法，更具体地涉及一种采用绿色环保方法制备功能化ZSM-5分子筛的方法。
技术介绍
ZSM-5分子筛具有独特孔道结构的形状选择性催化剂，被称为第二代沸石，是高硅的三维直通道的新结构沸石。ZSM-5硅铝比可高达50以上，常称为高硅型分子筛。由于它的化学结构、晶体结构以及物化性质方面具有许多独特的性质，在许多有机催化反应中显示了很好的催化性能，得到越来越多的工业应用，尤其是在柴油降解、润滑油催化脱蜡、低碳烯烃FCC制烯烃和汽油改变中得到广泛应用。以ZSM-5分子筛为载体制备的催化剂(即功能化ZSM-5分子筛)也得到广泛研究，这样的催化剂具有多种应用。然而，本领域鲜见ZSM-5分子筛负载Pd纳米颗粒催化剂。并且现有的ZSM-5分子筛负载金属活性组分的催化剂，活性组分负载率偏低。另外，目前的很多合成方法例如最常见的浸渍-煅烧法需要应用到污染的化学试剂，在规模化生产中会造成比较严重的环境问题。CN104492475A公开了一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法，其制备方法包括：首先采用浸渍法制备介孔Pd-γ-Al2O3，然后利用预处理液在加热回流条件下对介孔Pd-γ-Al2O3催化剂进行预处理；最后与沸石合成液按一定固液比混合，并使沸石混合液在合成ZSM-5的常规晶化条件下晶化。CN103127950A公开了一种Cu-ZSM催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂的Cu的负载量为所述Cu-ZSM催化剂质量的23-28％。所述方法包括将ZSM分子筛与含有碱金属离子的溶液进行混合搅拌，得到M-ZSM沸石分子筛；然后将制得的M-ZSM分子筛和醋酸铜混合研磨，并置于微波加热装置中加热并进行反应，得到负载Cu(AC)2的Cu-ZSM催化剂。CN1293940A公开了一种负载型氮氧化物净化催化剂，其是一种在HZSM-5上负载有含钼和铜双金属氧化物的专门用于柴油车及稀燃汽油机车尾气氮氧化物净化的催化剂，分子表达式为Cu-Mo/ZSM-5，各组分质量百分含量为Cu0.5-20％、Mo为0.1-15％，Cu/Mo的摩尔比为0.1-5、SiO2/Al2O3的摩尔比为50-80。CN101428233A公开了一种用于催化裂解的催化剂，以重量百分比计包括以下活性组分：a)80～99.5％的选自ZSM-5和丝光沸石的共生分子筛、ZSM-5和β沸石的共生分子筛或ZSM-5和Y沸石的共生分子筛中的至少一种；和载于其上的b)余量的选自元素周期表IB族或IIB族中至少一种元素或其氧化物。CN103301852A公开了一种钯炭催化剂的制备方法，该方法包括步骤为：在钯中添加金属元素并进行混合反应制得钯合金；将所述钯合金在吸附液中浸渍和还原，取出后干燥得到高分散型的钯炭催化剂。CN103357401A公开了一种钯基催化剂的制备方法，包括以下步骤：A)将载体、钯源与Keggin型杂多酸在溶液中混合，得到悬浮液；B)用碱性溶液调节所述悬浮液的pH值，再加入还原剂进行反应，得到催化剂；C)将所述催化剂在氧气气氛中煅烧，得到钯基催化剂。CN103657643A公开了一种制备纳米钯金属催化剂的方法，该方法包括：将载体与功能助剂在有机溶剂中进行接枝反应，再加入钯盐或钯盐的有机溶液，使钯盐与功能助剂发生配位反应的同时也被载体所捕获，再使用还原剂将钯盐还原成金属钯纳米颗粒，然后加入包埋剂，进行分隔包覆反应，最终得到稳定的固载型的纳米钯金属催化剂。CN103007928A公开了一种钯纳米颗粒催化剂的制备方法，该方法包括：在溶剂中，0℃～100℃下，醋酸钯与硼酸类化合物作用，反应1分钟-1小时，制得钯纳米颗粒。CN102423704A公开了一种直接甲酸燃料电池用钯纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：将炭载体分散于水中，得到悬浮液；向所述悬浮液加入胍盐离子液体和钯金属前驱体，将所述胍盐离子液体和钯金属前驱体发生配位反应形成含钯络合物；将所述含钯络合物与还原剂反应形成钯纳米粒子并沉积在所述炭载体表面，洗涤、干燥后得到直接甲酸燃料电池用钯纳米催化剂。WO2007/094903A1公开了负载的钯-金催化剂的制备方法，所述方法包括(a)使二氧化钛载体硫酸化；(b)煅烧该硫酸化的载体；(c)用钯盐、金盐和碱金属或铵化合物浸渍该经煅烧的载体；(d)煅烧该经浸渍的载体；和(e)将步骤(d)的经煅烧的载体还原而形成负载的钯-金催化剂。“液相原位还原法制备钯基催化剂”，张雨等，工业催化，2015年04期，公开了采用液相原位还原法制备Pd/α-Al2O3催化剂，并应用于CO氧化偶联合成草酸二甲酯反应，对比实验发现，甲醛液相原位还原法制得的Pd基催化剂具有优异的催化活性，当Pd负载质量分数低至0.1％时，催化剂仍表现出较高的活性和稳定性。“不同改性ZSM-5分子筛负载Ni催化剂的正辛烷芳构化和异构化催化性能”，宋烨等，石油学报(石油加工)，2016年04期，以不同改性的ZSM-5分子筛和无定型SiO2为载体，采用浸渍法制备了一系列Ni/NaZSM-5和Ni/SiO2催化剂，在催化加氢脱硫反应条件下，考察了正辛烷在Ni/NaZSM-5、Ni/ZSM-5-P、Ni/ZSM-5-P-Fe和Ni/SiO2催化下的异构化和芳构化反应性能和产物分布。如前文所述，在上述文献和其它现有技术中，在现有的ZSM-5负载型催化剂即功能化ZSM-5分子筛中，活性金属组分的负载量偏低，并且现有的负载方法使用的溶剂并不环保和经济。本领域需要一种活性组分负载量高且经济、环保的功能化分子筛及其制备方法。
技术实现思路
为了同时解决上述问题，本专利技术人经过深入研究和大量实验，选择对ZSM-5分子筛的表面进行改性。同时，对茉莉花精油提取中的副产物成分进行深入分析，尝试将其兼作还原剂和稳定剂用于Pd纳米颗粒的制备，将所述Pd纳米颗粒负载在所述表面进行改性的ZSM-5分子筛上。在符合环保理念和要求、提高所述工艺的综合经济效益，提高Pd纳米颗粒的负载量。在本专利技术的一方面，提供了一种功能化ZSM-5分子筛，该分子筛表面具有氨基官能团。优选地，所述氨基官能团通过在分子筛表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷引入。更优选地，所述分子筛表面包括分子筛的内部孔道表面。就本专利技术而言，所述氨基官能团进一步与Pd纳米颗粒配位，从而形成表面固载有Pd纳米颗粒的功能化ZSM-5分子筛。优选地，所述Pd纳米呈单峰分布。优选地，所述Pd纳米颗粒呈多晶结构。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述催化剂的Pd纳米颗粒的粒径的标准偏差小于3％。在本专利技术的另一方面，提供了制备上述功能化ZSM-5分子筛的方法，其通过ZSM-5分子筛与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应进行官能化。所述反应可以在有机溶剂中进行。所述有机溶剂优选是三氯甲烷。在分子筛表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷的功能化方法包括以下步骤：在室温下，将30-60mmol(50.35mmol)3-氨丙基三乙氧基硅烷缓慢加入含有5-20g(10g)ZSM-5分子筛的无水三氯甲烷浆料中，将该浆料搅拌加热回流10-20小时，将固体物过滤并用三氯甲烷反复洗涤，真空干燥即得表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷的ZSM-5分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化ZSM‑5分子筛，该分子筛表面具有氨基官能团。

【技术特征摘要】
1.一种功能化ZSM-5分子筛，该分子筛表面具有氨基官能团。2.根据权利要求1的分子筛，所述氨基官能团通过在分子筛表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷引入。3.根据权利要求2的分子筛，所述分子筛表面包括分子筛的内部孔道表面。4.根据权利要求2或3的分子筛，所述氨基官能团进一步与Pd纳米颗粒配位，从而形成表面固载有Pd纳米颗粒的功能化ZSM-5分子筛。5.根据前述权利要求中任一项的分子筛，所述Pd纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：王学彬，
类型：发明
国别省市：上海,31