1.一种骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其步骤如下:步骤1.氧化改性处理炭黑,制备亲水性炭黑用作硬模板剂;
步骤2.空间限制域法制备纳米级双金属(Zn-Zr)物种,作为骨架掺杂的金属源;
步骤3.一步原位水热合成多级孔Na-ZSM-5分子筛;
步骤4.制备金属骨架掺杂多级孔Na-ZSM-5分子筛;
步骤5.Na型分子筛离子交换制备H型分子筛。
2.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述氧化改性处理炭黑,选用次氯酸钠、双氧水或硝酸作为氧化剂,配置25wt%的氧化剂改性炭黑:取100 mL氧化剂放入到聚四氟乙烯杯中,加入3 g的炭黑,机械搅拌24 h及以上;取出混合液洗涤、抽滤,60 oC温度干燥4 h后,于100 oC干燥过夜,收集样品,得到氧化剂改性处理后的亲水性炭黑。
3.根据权利要求2所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述炭黑为美国Carbot公司生产的BP2000,颗粒粒径=12 nm;所述氧化剂为25wt%次氯酸钠。
4.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述空间限制域法制备纳米级双金属(Zn-Zr)物种:按照摩尔比Zn:Zr=1:X,X=100 250投料~混合五水合硝酸锆和氯化锌水溶液,超声波分散30 min,加入2 g步骤1制备的亲水性炭黑作为硬模板剂,在恒温水浴搅拌器中于50 80oC 搅拌5 h后,洗涤、抽滤,放置鼓风干燥箱于~
100 oC干燥过夜;将干燥后的样品放入马弗炉中于400 oC以3 oC/min 升温速率焙烧2 h,紧接着以3 oC/min升至550 oC焙烧,保持8 h;冷却至室温,制得纳米级双金属(Zn-Zr)物种。
5.根据权利要求4所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述的五水合硝酸锆和氯化锌混合液按照摩尔比Zn:Zr=1:200混合,加入硬模板剂,水浴搅拌处理温度为70 oC。
6.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述一步原位水热合成多级孔Na-ZSM-5分子筛,以正硅酸四乙酯为硅源,十八水和硫酸铝为铝源,步骤1制备的亲水性纳米级改性炭黑作为介孔硬模板剂,以碱性介质(氨水、氢氧化钠)调节pH值,一步原位水热合成多级孔Na-ZSM-5分子筛:按照摩尔比SiO2:Al2O3:Na2O:TPAOH:H2O=1:X:0.09:0.2:35(X=25 200)投料混合母液,~按照摩尔比SiO2:C=1:X,X=0.2~1.0,加入硬模板剂,继续恒温水浴搅拌,以碱性介质调节溶液至pH=9 12;将晶化母液移至带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中150 180 oC下晶化24 72 ~ ~ ~h;将样品于马弗炉中在550oC焙烧5 h结束,获得多级孔Na-ZSM-5分子筛。
7.根据权利要求6所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:SiO2:Al2O3=1:0.02,pH=11,SiO2:C=1:0.52,碱性介质为NaOH,硬模板剂为次氯酸钠改性后的亲水性炭黑,水热温度为170 oC,晶化时间为72 h。
8.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述制备金属骨架掺杂多级孔Na-ZSM-5分子筛的方法是,
以正硅酸四乙酯为硅源,十八水和硫酸铝为铝源,以NaOH为碱性介质调节溶液至pH=
11,以步骤2制备的纳米级双金属组分为金属源,按照摩尔比SiO2:M (ZrO2)=1:X,(X=0.02~
0.05,投料,硬模板剂按照摩尔比SiO2:C=1:0.52投料;将硬模板剂溶于NaOH溶液中,置于恒温水浴锅中于35 oC搅拌1 h,制得混合溶液;加入铝源,搅拌2.5 h后,继续逐滴加入硅源,搅拌2 h 后,继续向上述混合液加入金属源及硬模板剂,搅拌6 h后得到晶化母液;将母液移至带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中于170 oC下晶化72 h;将合成夜洗涤、抽滤至中性,将样品放置鼓风干燥箱中于100 oC下干燥过夜,然后,将样品于马弗炉中以15 oC/min的升温速度从室温升至550oC保留5 h结束,获得Na型金属掺杂对多级孔ZSM-5分子筛。
9.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述金属源的掺杂按照摩尔比SiO2:M (ZrO2)=1:0.025。
10.根据权利要求1所述骨架金属高分散型多级孔H-ZSM-5分子筛制备方法,其特征是:所述Na型分子筛离子交换制备H型分子筛,用0.2~1.0 mol/L NH4Cl溶液离子交换制得H型分子筛。