【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及zsm-5分子筛制备，更具体地说，是涉及一种高结晶度富铝zsm-5分子筛及其制备方法及应用。
技术介绍
1、zsm-5分子筛是美国mobil公司研究人员于上世纪70年代开发的一种具有独特孔结构的高硅沸石分子筛，并很快作为催化材料投入工业应用，具有高热稳定性、较高比表面积以及对芳烃等分子优异的吸附能力等优点。zsm-5分子筛的人工合成具有划时代意义，在石油化工和催化领域掀起了一场革命。zsm-5分子筛因其独特的孔结构与酸性质，是一类很有应用价值的催化材料。zsm-5分子筛通常具有更多的中强酸活性中心，同时含有较高的/lewis酸中心比例，有助于苯环的亲电活化和碳正离子形成，并在催化烃类反应上已经表现出高催化活性与稳定性。目前，zsm-5分子筛在芳烃转化如甲苯歧化等反应中实现了工业化应用，同时还在甲醇制烃、甲烷芳构化(mda)、烷基转移、烷基异构化等石油化工领域应用中得到了广泛研究，并可用于重质油轻质化、稠环芳烃轻质化、二甲苯异构化等催化反应中。
2、分子筛的催化活性中心受到多方面因素影响，通常认为，zsm-5分子筛的骨架组成与其结构、表面性质密切相关，活性中心数目一般与骨架铝原子含量成正比，尤其骨架晶体学t位点的定量信息及配位化学环境，很大程度上决定了具有催化活性固体酸中心的类型与性质。因此，对于需要高密度酸中心的催化反应来说，骨架al物种越多越有利于催化反应进行。开发骨架富铝(低硅)的zsm-5材料，并提升其结晶度，是推进高效催化应用亟需解决的关键技术难题。
3、四丙基铵根离子(季铵碱或季铵
4、综上所述，受限于富铝组成环境下，铝原子的有效活化，及受限于含铝骨架的键角、键能等稳定因素，原位直接合成si/al<10的富铝分子筛是研究界和工业界的公认难题，并是高效固体酸催化应用亟需解决的一项关键技术挑战，如能同时解决高产率和高结晶度的问题，可以显著增大骨架中的铝含量，提供更为丰富的活性酸催化中心，将极具有工业应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高结晶度富铝zsm-5分子筛及其制备方法，以解决现有技术中难以制备出高产率、高结晶度的富铝zsm-5分子筛的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供了一种zsm-5分子筛，所述zsm-5分子筛中si/al＜10，相对结晶度＞80％。
4、需要说明的是，本专利技术中所使用的si/al均代表si元素和al元素的摩尔比。
5、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛的酸强度显示为程序升温氨脱附(nh3-tpd)的脱附峰峰温为360～500℃。
6、为了解固体酸催化的酸性，通常使用氨的程序升温脱附(nh3-tpd)进行表征。例如，可以在美国micrometrics仪器公司生产的altamira ami-3300型化学吸附仪上测定。得到的程序升温氨脱附曲线存在不同脱附温度下的特征峰，分别对应不同的酸强度，特征峰对应的脱附温度越高，酸强度越大。
7、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛中，骨架铝的含量占铝总量的80wt％以上。
8、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛中，骨架铝的含量占铝总量的85wt％以上。
9、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛的比表面积sbet≥350m2/g，微孔孔容vmicro＞0.15cm3/g。
10、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛的比表面积sbet为390～500m2/g，微孔孔容vmicro为0.17～0.25cm3/g。
11、根据本专利技术的一些实施方式，所述zsm-5分子筛的比表面积sbet为425～467m2/g，微孔孔容vmicro为0.19～0.23cm3/g。
12、本专利技术提供的zsm-5分子筛，通过对骨架硅铝原子组成分布的调控，突破现有硅铝比，具有酸强度较高、结晶度良好的特点，并实现了所述zsm-5分子筛微孔扩散、传质与反应性能的改良。
13、第二方面，本专利技术提供了一种zsm-5分子筛的制备方法，包括：
14、s1.得到包括硅源、第一铝源、碱源、模板剂r和溶剂i的胶体；所述硅源中的硅元素与所述第一铝源中的铝元素的摩尔比大于10，优选大于15；
15、s2.将步骤s1所得胶体进行一次晶化，得到浆液；
16、s3.在步骤s2所得浆液中加入第二铝源，使整个反应体系中的硅元素与铝元素的摩尔比小于10；
17、s4.进行二次晶化，得到所述zsm-5分子筛；
18、任选地，还包括s5.对所述zsm-5分子筛进行一次焙烧，然后进行离子交换，再进行二次焙烧。
19、本专利技术提供的zsm-5分子筛的制备方法，先将第一铝源、碱源、硅源、模板剂和溶剂i混合，按照常规si/al>10的配比经过一次晶化得到高结晶度的zsm-5分子筛，添加第二铝源后，通过强化原子配位与成键能力，再经二次晶化得到所述zsm-5分子筛。其中，一次晶化中的原料组成与条件的选择以及添加第二铝源对富铝zsm-5分子筛的晶化程度影响比较重要，通过优化合成配比与工艺，提升铝源的活性，可以提高所述分子筛的晶化程度。
20、根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤s3中，在步骤s2所得浆液中加入第二铝源的同时，可以根据浆液的状态判断是否需要补充适量的溶剂i。是否需要补加溶剂i以及补加溶剂i的具体用量，本领域技术人员是容易获得的。
21、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一铝源和第二铝源相同或不同，各自独立选自氢氧化铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、铝酸钠、硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、氧化铝中的至少一种。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ZSM-5分子筛，其特征在于，所述ZSM-5分子筛中Si/Al＜10，相对结晶度＞80％。
2.根据权利要求1所述的ZSM-5分子筛，其特征在于，所述ZSM-5分子筛的酸强度显示为程序升温氨脱附的脱附峰峰温为360～500℃；
3.一种ZSM-5分子筛的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一铝源和第二铝源相同或不同，各自独立选自氢氧化铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、铝酸钠、硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、氧化铝中的至少一种；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述碱源包括碱金属氢氧化物和/或氨水；优选的，所述碱金属包括Li、Na、K、Rb、Cs中的至少一种；
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱源与所述硅源中的硅元素的摩尔比为：OH-/Si＝0.01～0.45；
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述离子交换包括铵交换；
8.根据权利要求3-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述离子
9.权利要求1或2所述的ZSM-5分子筛或权利要求3-8中任意一项所述的制备方法制备的ZSM-5分子筛在芳烃转化中的应用。
10.一种芳烃转化催化剂，其特征在于，所述催化剂包括权利要求1或2所述的ZSM-5分子筛或权利要求3-8中任意一项所述的制备方法制备的ZSM-5分子筛。
...【技术特征摘要】
1.一种zsm-5分子筛，其特征在于，所述zsm-5分子筛中si/al＜10，相对结晶度＞80％。
2.根据权利要求1所述的zsm-5分子筛，其特征在于，所述zsm-5分子筛的酸强度显示为程序升温氨脱附的脱附峰峰温为360～500℃；
3.一种zsm-5分子筛的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一铝源和第二铝源相同或不同，各自独立选自氢氧化铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、铝酸钠、硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、氧化铝中的至少一种；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述碱源包括碱金属氢氧化物和/或氨水；优选的，所述碱金属包括li、na、k、rb、cs中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：童伟益，张俊玲，吴泽宇，周亚新，李为，侯敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。