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纳米片层结构多级孔ZSM-5分子筛及其合成方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2021-09-18 09:09:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:宁夏银川市| 王健 | 2022-11-01 19:35:56

合作方式待双方沟通后再行确定!

本发明公开了一种纳米片层结构多孔级ZSM-5分子筛及其合成方法,纳米片层结构多孔级ZSM-5分子筛是由厚度为30~50nm的纳米片层呈族状堆积而成,本发明以双亲性阳离子表面活性剂作为结构导向剂,以氢氧化钾或氢氧化钠作为碱源,配制成摩尔配比为(20-100)Si0z:(0.4-3)AlaO(10-50)ROH:(1000-3000)H0:(1-10)SDA的合成液,再按常规方法水热晶化,产物经洗涤、干燥、熔烧得ZSM-5分子筛。该分子筛是由双亲性阳离子表面活性剂与无机物种相互作用自组装而成的片层结构多孔级ZSM-5分子筛,具有比表面积大、扩散路径短和稳定性好的特点,其制备方法结晶度高、操作简单。

纳米片层结构多级孔ZSM-5分子筛,其特征在于,所述分子筛具有纳米片层结构,所述分子筛由厚度为30~50mm纳米片层呈族状堆积而成。其特征在于,包

括以下步骤:(1)将碱源溶于去离子水中配成溶液A,将称量好的铝源加入到40%的A溶液中搅拌1~5h形成溶液B:(2)将适量的硅源加入到30%的A溶液中搅拌2~5h形成溶液C:(3)将溶液B和溶液C混合搅拌2~8h形成溶液D:(4)将适量的双亲性阳离子表面活性剂,加入到30%的A溶液中搅拌1~3h,然后加入到D溶液中继续搅拌1~4h形成反应混合物,于170~180℃下水热晶化7~18d;(5)反应结束后,取出样品,大量水冲洗后于80~120℃过夜烘干,然后在马弗炉中在500~600℃培烧4~6h。

美国Mobi1公司于1972年首次报道了ZSM-5分子筛的合成,因其具有有序的微孔结构、较大的比表面积、较高的热和水热稳定性、骨架酸中心、可交换的阳离子等优异性能而成为工业上应用最多的催化剂之一。然而,大多微孔ZSM-5分子筛的孔道小于1nm,造成分子的传输困难,对于有大分子参与的反应,催化剂往往容易因表面积碳或结焦使孔道堵塞而失活,从而限制了其应用范围。研究者普遍认为通常获得多级孔分子筛的方法主要有三类:分子筛后处理造孔、添加第二模板剂原位合成、沸石晶粒的纳米晶自组装。其目的是,提高反应物和产物的扩散速率,改善孔壁的水热稳定性,提高催化反应活性。

该成果单位为宁夏大学化工学院。宁夏大学化学化工学院的前身是1958年成立的宁夏大学化学系。学院现有教职工164人,博士100人,其中教授和研究员40人,国家杰出青年基金获得者1人,长江学者特聘教授2人,国家优秀青年基金获得者1人,享受国务院特殊津贴5人,国家“百千万人才工程”人选一二三层次5人,教育部新世纪优秀人才5人,自治区级教学名师2名,自治区科技领军人才4人,自治区引进归国留学人员“百人计划”4人,中组部/中科院“西部之光”人才培养计划6人,兼任中国化工学会、中国化学会、中国颗粒学会等国家级学会理事及以上职务15人次。团队实力强。

纳米片层结构多级孔ZSM-5分子筛提高反应物和产物的扩散速率,改善孔壁的水热稳定性,提高催化反应活性,该项技术的成功推广,在合成反应等方面具有显著的经济与社会效益。

该技术成果转化可以采取专利转让或技术合作的方式开展,以期将该成果设备推向更多的应用。