【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種zsm-5分子篩多孔材料表面改性方法，屬于分子篩多孔材料的制備領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、zsm-5分子篩是一種多孔材料，在工業(yè)廢氣的吸附處理、酸催化反應(yīng)等領(lǐng)域中均有應(yīng)用，例如：揮發(fā)性有機(jī)化合物(vocs)的吸附、小分子氣體的選擇性吸附與分離、芳烴類化合物的工業(yè)催化反應(yīng)等。
2、vocs的主要成分為烴類、苯系物、胺、醇、醚、酯等，其來源廣泛，可能在空氣中進(jìn)一步反應(yīng)生成光化學(xué)煙霧，進(jìn)而嚴(yán)重?fù)p害人體健康。分子篩以其不可燃性、吸附穩(wěn)定性及低成本性在vocs吸附劑中具有極大的優(yōu)勢。分子篩顆粒具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，有利于吸收小于分子篩孔腔直徑的分子，而顆粒間形成的晶間孔還具有優(yōu)先吸附不同極性的分子、不飽和分子的作用，所以分子篩可以篩分不同極性、不同飽和度、不同分子大小和不同沸點(diǎn)的vocs分子，因此一般可對zsm-5進(jìn)行改性，增加其吸附性能或篩分性能。如酸或堿(如naoh、hno3)溶液處理增加分子篩介孔孔體積以增加其吸附性能；如可通過負(fù)載氧化物縮小孔口、水熱處理降低表面酸度等方法將其定制為選擇性吸附芳香族vocs化合物，將zsm-5縮小孔口改性后也可應(yīng)用在選擇性吸出天然氣中摻雜的n2、co2或沼氣、垃圾填埋氣中ch4與co2分離的工藝過程中，以取得更好的效果。
3、對二甲苯(px)是一種重要的有機(jī)化工原料，zsm-5分子篩由于具有與苯、甲苯以及對二甲苯的動(dòng)力學(xué)直徑相當(dāng)?shù)莫?dú)特十元環(huán)孔道，是甲苯烷基化制px常用的分子篩催化劑。雖然zsm-5分子篩具有優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性，然而zsm-5分子篩外表面的酸性位點(diǎn)在烷基
4、因此有必要開發(fā)一種較為簡易的zsm-5分子篩的表面改性方法，可在提高px選擇性的同時(shí)，維持該多孔材料的高活性、高穩(wěn)定性；同時(shí)也可將改性后的zsm-5分子篩應(yīng)用于氣體吸附領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有改性技術(shù)中操作繁瑣、耗能較大、孔道堵塞、孔道內(nèi)部酸性中心破壞等問題，提供一種較為簡易的zsm-5分子篩的表面改性方法，在提高對二甲苯選擇性的同時(shí)，維持高活性、高穩(wěn)定性，同時(shí)也可將改性后的zsm-5分子篩應(yīng)用于氣體吸附領(lǐng)域。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)zsm-5分子篩多孔材料的表面改性方法按照以下步驟進(jìn)行：
3、(1)將h-zsm-5分子篩置于大分子有機(jī)鹽溶液中；
4、(2)將步驟(1)所得溶液在40～80℃的油浴中進(jìn)行攪拌3～12h，然后冷卻、抽濾和水洗至中性；
5、(3)將步驟(2)經(jīng)冷卻、抽濾和水洗后的物質(zhì)于100℃干燥后，置于馬弗爐中，升溫至500℃，焙燒3h，得到離子交換后所述的zsm-5分子篩多孔材料。
6、作為對本專利技術(shù)的限定，本專利技術(shù)上述步驟(1)所述的h-zsm-5分子篩為自制分子篩，具體是按照下述步驟制備的：
7、(1)將1.11～10.11g?naoh溶解在去離子水中，緩慢滴加四丙基氫氧化銨(tpaoh)攪拌至澄清透明溶液；
8、(2)在上述步驟(1)得到的溶液中加入1.14～10.43g?naalo2，繼續(xù)攪拌，使用蠕動(dòng)泵緩慢滴加硅溶膠，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌12h，得到混合溶液中各物料比例為：n(sio2):n(al2o3):n(naoh):n(tpaoh):n(h2o)＝1:0.08～0.011:0.15～0.35:0.35:50，繼續(xù)攪拌得到清澈透明前驅(qū)體溶液；
9、(3)將步驟(2)所得前驅(qū)體溶液轉(zhuǎn)移至帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化釜內(nèi)襯中，在150～200℃的烘箱中靜置晶化3天，抽濾、洗滌、干燥后得到未脫模板劑的白色粉末；
10、(4)將步驟(3)得到的白色粉末置于馬弗爐中，升溫至550℃，焙燒8h，得到nazsm-5分子篩；
11、(5)將步驟(4)中得到的nazsm-5分子篩經(jīng)1mol·l-1nh4cl溶液離子交換三次，干燥后置于馬弗爐中，升溫至550℃，焙燒4h，最終得到所述的h-zsm-5分子篩。
12、作為對本專利技術(shù)的限定，本專利技術(shù)步驟(1)中所述大分子有機(jī)鹽溶液為草酸鈉、檸檬酸鈉、草酸鉀或檸檬酸鉀中的一種；所述的h-zsm-5分子篩與大分子有機(jī)鹽溶液的質(zhì)量比為10～100。
13、本專利技術(shù)所述表面改性的zsm-5分子篩多孔材料可用于甲苯與碳酸二甲酯烷基化合成對二甲苯。具體應(yīng)用方法為：在固定床反應(yīng)器中放置1.0g，顆粒大小為20～30目表面改性的zsm-5分子篩多孔材料，汽化室溫度升溫至150℃，反應(yīng)器升溫至300～420℃，在惰性氣體ar、n2保護(hù)下，待溫度達(dá)到設(shè)定值之后，通過微量恒流泵將原料甲苯和碳酸二甲酯按照摩爾比2～4:1的比例泵入反應(yīng)器，質(zhì)量空速為5h-1，流經(jīng)床層反應(yīng)，冷凝之后得到反應(yīng)液，用氣相色譜定量分析甲苯轉(zhuǎn)化率和對二甲苯的選擇性。
14、采用上述的技術(shù)方案后，本專利技術(shù)相較于其他方法，取得了如下有益效果：
15、本專利技術(shù)選用體積大于分子篩孔口尺寸的陰離子鈉鹽或鉀鹽，利用陰離子對陽離子的靜電吸引作用，控制陽離子m+(na+、k+)僅與zsm-5分子篩表層的h+發(fā)生離子交換作用，取代表層h+位點(diǎn)。此法簡單易行，可在消除分子篩表面酸性的同時(shí)保留分子篩內(nèi)部活性，縮小孔口尺寸，從而得到高活性、高選擇性、高穩(wěn)定性的zsm-5分子篩多孔材料。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種ZSM-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于該方法是按照下述步驟進(jìn)行的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ZSM-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于步驟(1)所述的H-ZSM-5分子篩為自制分子篩，該H-ZSM-5分子篩按照下述步驟制備：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ZSM-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中所述大分子有機(jī)鹽溶液為草酸鈉、檸檬酸鈉、草酸鉀或檸檬酸鉀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ZSM-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于步驟(1)中所述H-ZSM-5分子篩與大分子有機(jī)鹽溶液的質(zhì)量比為10～100。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種zsm-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于該方法是按照下述步驟進(jìn)行的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種zsm-5分子篩多孔材料的表面改性方法，其特征在于步驟(1)所述的h-zsm-5分子篩為自制分子篩，該h-zsm-5分子篩按照下述步驟制備：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛冰，李欣帥，閆冰，許杰，王非，劉宗輝，
申請(專利權(quán))人：常州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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