【技术实现步骤摘要】
本申请属于分子筛改性和催化领域，具体涉及一种片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、分子筛是一种具有规则且均匀孔道结构的多孔材料，在石油炼制、石油化工和精细化工等领域发挥重要作用。常规的微孔分子筛因其孔径窄小，在反应中孔道容易被堵塞而导致分子扩散受限，从而限制了微孔分子筛催化能力的充分发挥，因此发展同时具有“微-介孔”的分子筛材料，即多级孔分子筛。以碱处理为代表的“自上而下”制备多级孔分子筛方法，该方法操作简单、成本较低。
2、丙烯醛是重要的精细化工产品，主要用于丙烯酸和1,3-丙二醇等精细化学品的合成。甘油脱水制取丙烯醛具有严重的积碳问题，极易导致催化剂快速失活。因此，当前亟需开发高效催化剂，减缓催化剂失活，延长催化剂使用寿命。
技术实现思路
1、为此，本申请的目的在于提供一种碱处理法结合铝盐制备多级孔分子筛催化剂的方法，该方法可以制备一种层状多级孔hzsm-5分子筛，该催化剂具有丰富的微孔和介孔孔道，其多级孔结构可以有效提高传质能力，利于反应物和产物分子的传质，催化剂具有优异的稳定性。
2、本申请提出一种简便有效制备片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂的方法，其特征在于，该方法可以制备片层状形貌的多级孔hzsm-5分子筛，并将其应用于甘油脱水反应，具有优异的稳定性。
3、根据本申请的另一个方面，提供一种片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂，所述片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂具有片层结构；
4、
5、所述片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂的硅铝比为20～200。
6、所述微孔的孔体积为0.07～0.1cm3/g；
7、所述微孔的比表面积为164～195m2/g；
8、所述介孔的孔体积为0.22～0.32cm3/g；
9、所述介孔的比表面积为189～225m2/g；
10、所述介孔的孔径为7～17nm。
11、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：
12、1)将hzsm-5分子筛、异丙醇铝与碱溶液混合，干燥i、焙烧i，得到催化剂前体；
13、2)将1)中得到的所述催化剂前体进行离子交换、干燥ii、焙烧ii，得到所述片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂。
14、1)中，
15、所述hzsm-5分子筛的硅铝比为20～200；
16、可选地，所述hzsm-5分子筛的硅铝比为30～100；
17、可选地，所述hzsm-5分子筛的硅铝比为30、40、50、60、70、80、90、100中的任意值或任意两者之间的范围值。
18、所述hzsm-5分子筛中的铝元素的质量与所述异丙醇铝中铝元素的的质量比为20～0.1；
19、可选地，所述hzsm-5分子筛中的铝元素的质量与所述异丙醇铝中铝元素的的质量比为10～2；
20、可选地，所述hzsm-5分子筛中的铝元素的质量与所述异丙醇铝中铝元素的的质量比为10、9、8、7、6、5、4、3、2中的任意值或任意两者之间的范围值。
21、所述碱溶液选自lioh、naoh、koh、csoh中的至少一种的水溶液；
22、所述碱溶液的浓度为0.05～2mol/l；
23、可选地，所述碱溶液的浓度为0.5～1mol/l。
24、可选地，所述碱溶液的浓度为0.5mol/l、0.6mol/l、0.7mol/l、0.8mol/l、0.9mol/l、1mol/l中的任意值或任意两者之间的范围值。
25、所述混合的温度为60～90℃；
26、可选地，所述混合的温度为65～80℃；
27、可选地，所述混合的温度为65℃、70℃、75℃、80℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
28、可选地，所述混合包括搅拌；
29、所述搅拌的时间为15～90min；
30、可选地，所述搅拌的时间为30～60min；
31、可选地，所述搅拌的时间为30min、40min、50min、60min中的任意值或任意两者之间的范围值。
32、所述干燥i的温度为100～120℃；
33、可选地，所述干燥i的温度为100℃、110℃、120℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
34、所述干燥i的时间为12～36h；
35、可选地，所述干燥i的时间为12h、18h、24h、30h、36h中的任意值或任意两者之间的范围值。
36、所述焙烧i的温度为350～550℃；
37、可选地，所述焙烧i的温度为350℃、400℃、450℃、500℃、550℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
38、所述焙烧i的时间为1～6h。
39、可选地，所述焙烧i的时间为1h、2h、3h、4h、5h、6h中的任意值或任意两者之间的范围值。
40、干燥i前要离心洗涤至中性。
41、干燥i在烘箱中进行。
42、2)中，
43、所述离子交换包括以下过程：
44、将1)中得到的所述催化剂前体浸渍于离子交换溶液中；
45、所述离子交换溶液选自nh4cl溶液、nh4no3溶液、(nh4)2so4溶液中的至少一种；
46、所述离子交换溶液的浓度为0.5～2mol/l。
47、可选地，所述离子交换溶液的浓度为0.5mol/l、0.6mol/l、0.7mol/l、0.8mol/l、0.9mol/l、1mol/l、1.1mol/l、1.2mol/l、1.3mol/l、1.4mol/l、1.5mol/l、1.6mol/l、1.7mol/l、1.8mol/l、1.9mol/l、2mol/l中的任意值或任意两者之间的范围值。
48、离子交换进行3次。
49、所述干燥ii的温度为100～120℃；
50、可选地，所述干燥ii的温度为100℃、110℃、120℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
51、所述干燥ii的时间为12～36h；
52、可选地，所述干燥ii的时间为12h、18h、24h、30h、36h中的任意值或任意两者之间的范围值。
53、所述焙烧ii的温度为350～550℃；
54、可选地，所述焙烧ii的温度为350℃、400℃、450℃、500℃、550℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
55、所述焙烧ii的时间为1～6h。
56、可选地，所述焙烧ii的时间为1h、2h、3h、4h、5h、6h中的任意值或任意两者之间的范围值。
57、干燥ii前要离心洗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种片层状多级孔HZSM-5分子筛催化剂，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的片层状多级孔HZSM-5分子筛催化剂，其特征在于，
3.一种权利要求1或2任一项所述的片层状多级孔HZSM-5分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
8.一种甘油脱水制丙烯醛的方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂，其特征在于，
3.一种权利要求1或2任一项所述的片层状多级孔hzsm-5分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄声骏，虞永华，张大治，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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