一种ZSM-5分子筛/二氧化钛复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种ZSM
‑
5分子筛/二氧化钛复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及分子筛制备
，具体涉及一种ZSM
‑
5分子筛/二氧化钛复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]ZSM
‑
5分子筛是一种多孔性硅铝酸盐，具有十元环直孔道和十元环之字形孔道的典型的MFI型骨架结构，属于高硅五元环型分子筛。ZSM
‑
5分子筛因其独特的孔道结构具有特殊的形状选择性、热稳定性、化学稳定性和酸强度，在有机催化反应中显示出了优异的催化性能，广泛应用于石油化工领域。
[0003]作为重要的工业材料，目前ZSM
‑
5分子筛主要在水热条件下合成，但是水在高压釜中占据了很大的空间，致使釜内压力过高，这极大地影响了ZSM
‑
5分子筛的产率。此外，水热反应后产生的大量废液也导致了安全和环境问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种ZSM
‑
5分子筛/二氧化钛复合材料及其制备方法，本专利技术在制备ZSM
‑
5/TiO2复合材料过程中无需添加溶剂，绿色环保，而且操作简单、高效，适宜工业化推广应用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种绿色无溶剂的ZSM
‑
5/TiO2复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将硅源、铝源、氯化铵、有机模板剂、氢氧化钠和Ti3AlC2研磨混合，进行晶化反应，得到复合材料前驱体；
[0008]将所述复合材料前驱体进行煅烧，得到ZSM
‑
5/TiO2复合材料。
[0009]优选地，所述硅源和铝源的硅铝比为50～90:1。
[0010]优选地，所述硅源包括硅酸钠和二氧化硅；所述铝源包括勃姆石。
[0011]优选地，所述氯化铵、有机模板剂和铝源的质量比为0.45:0.24:0.016～0.024。
[0012]优选地，所述有机模板剂包括四丙基溴化铵。
[0013]优选地，所述硅源和氢氧化钠的质量比为6～12:1。
[0014]优选地，所述硅源和Ti3AlC2的质量比为40～120:1。
[0015]优选地，所述晶化反应的温度为160～200℃，时间为12～36h。
[0016]优选地，所述煅烧的温度为500～600℃，时间为4～8h。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的ZSM
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5/TiO2复合材料，包括ZSM
‑
5分子筛以及分布在所述ZSM
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5分子筛表面的TiO2纳米颗粒。
[0018]本专利技术提供了一种绿色无溶剂的ZSM
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5/TiO2复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅源、铝源、氯化铵、有机模板剂、氢氧化钠和Ti3AlC2研磨混合，进行晶化反应，得到复合材料前驱体；将所述复合材料前驱体进行煅烧，得到ZSM
‑
5/TiO2复合材料。本专利技术通过研
磨混合，使各物料充分混合，在晶化反应过程中，硅源和铝源在有机模板剂的诱导下结晶，形成MFI型骨架结构的ZSM
‑
5分子筛晶体，利用煅烧去除ZSM
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5分子筛晶体中的有机模板剂，得到ZSM
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5分子筛；同时在煅烧过程中，Ti3AlC2和ZSM
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5分子筛原位复合，在ZSM
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5分子筛表面引入二氧化钛纳米颗粒，形成ZSM
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5/TiO2复合材料。
[0019]本专利技术在制备过程中无需使用溶剂，不仅大大减少了废液的产生，还大大提高了产率和效率，对于设计和制备具有催化活性的沸石具有非常重要的意义。而且本专利技术提供的方法具有釜内压力小、产率高、污染率低、安全性高的优点，是一种绿色环保、高效且操作简单的合成策略，其在实际工业生产中也具有重要的意义。
附图说明
[0020]图1为实施例1制备的ZSM
‑
5/TiO2复合材料的X射线衍射图；
[0021]图2为实施例1制备的ZSM
‑
5/TiO2复合材料的扫描电镜图；
[0022]图3为实施例1制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的高倍率透射电镜图；
[0023]图4为实施例1制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的中倍率透射电镜图；
[0024]图5为实施例1制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的低倍率透射电镜图；
[0025]图6为实施例1制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的X
‑
射线光电子能谱图；
[0026]图7为实施例1制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的电镜能谱图；
[0027]图8为实施例1～3制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的X射线衍射图；
[0028]图9为实施例1、实施例4和实施例5制备的ZSM
‑
5/TiO2复合材料的X射线衍射图；
[0029]图10为实施例1、实施例6和实施例7制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的X射线衍射图；
[0030]图11为实施例1、实施例8和实施例9制备的ZSM
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5/TiO2复合材料的X射线衍射图；
[0031]图12为实施例1、实施例10和实施例11制备的ZSM
‑
5/TiO2复合材料的X射线衍射图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供了一种绿色无溶剂的ZSM
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5/TiO2复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033]将硅源、铝源、氯化铵、有机模板剂、氢氧化钠和Ti3AlC2研磨混合，进行晶化反应，得到复合材料前驱体；
[0034]将所述复合材料前驱体进行煅烧，得到ZSM
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5/TiO2复合材料。
[0035]在本专利技术中，若没有特殊说明，采用的原料均为本领域技术人员所熟知的市售产品。
[0036]本专利技术将硅源、铝源、氯化铵、有机模板剂、氢氧化钠和Ti3AlC2研磨混合，进行晶化反应，得到复合材料前驱体。在本专利技术中，所述硅源优选包括硅酸钠和二氧化硅；所述硅酸钠优选为九水合硅酸钠；所述二氧化硅优选为气相二氧化硅，所述气相二氧化硅的比表面积优选为400m2/g。在本专利技术中，所述硅酸钠和二氧化硅的摩尔比优选为0.5～0.8:1，更优选为0.6～0.7:1。
[0037]在本专利技术中，所述铝源优选包括勃姆石。
[0038]在本专利技术中，所述硅源和铝源的硅铝比优选为50～90:1，更优选为70～80:1。在本
专利技术中，所述硅源和铝源的硅铝比指的是SiO2和Al2O3的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色无溶剂的ZSM
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5/TiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅源、铝源、氯化铵、有机模板剂、氢氧化钠和Ti3AlC2研磨混合，进行晶化反应，得到复合材料前驱体；将所述复合材料前驱体进行煅烧，得到ZSM
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5/TiO2复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅源和铝源的硅铝比为50～90:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅源包括硅酸钠和二氧化硅；所述铝源包括勃姆石。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化铵、有机模板剂和铝源的质量比为0.45:0.24:0.016～0.024。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，王福鹏，刘佳，傅梓淇，郭自洋，冯守华，
申请(专利权)人：前沿纳微科学研究院青岛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：