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专利号: 2019110751813
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)煤矸石经过二级破碎,制成煤矸石粉末;

(2)煤矸石粉末置于马弗炉中600~900℃煅烧2~4h,自然冷却后,将碳酸钠与煅烧后的煤矸石粉末混合均匀,再次置于马弗炉中800~850℃煅烧2h;

(3)将煅烧后的混合煤矸石粉末放入去离子水中95~100℃浸取1h,去离子水与混合煤矸石粉末的质量比为1~3:1,过滤并烘干,滤出液作为硅源添加液,将水浸干燥后的煤矸石滤渣放入3.5~5.0mol/L碱液中50℃浸取2h,碱液与煤矸石滤渣的质量比为2~5:1,过滤并烘干,滤出液作为合成前驱液;

(4)将碱浸干燥后的煤矸石滤渣与一定量粘结剂混合并搅拌均匀,放入压片机,在1Mpa的压力下压制成厚度为1.5~2.5mm基片,然后将基片置于马弗炉中1000~1300℃煅烧2h,制成具有一定孔径的载体;

(5)将TiO2氧化物溶胶涂覆在载体表面,先在40~60℃下干燥6h,然后在100℃下煅烧2~4h,制成催化剂载体;

(6)通过加入硅源添加液调节合成前驱液中的硅铝比,模板剂加入去离子水中充分溶解后再加入合成前驱液,制成n(模板剂):n(硅源):n(铝源):n(去离子水)=0.32:1:0.02:

100~165的合成母液,加水调节合成母液pH值至10~11,室温下搅拌老化24h;

(7)将催化剂载体水平置于带有聚四氟乙烯内衬的水热晶化釜中,合成母液加入晶化釜中并浸没催化剂载体,在恒温箱中进行晶化,晶化结束后,经洗涤、干燥、煅烧,得到煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述煤矸石粉末粒度为60~80目。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述碳酸钠与煤矸石粉末混合比例为n(Na2CO3):n(SiO2)=1。

4.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述煤矸石滤渣与粘结剂的质量比为20~50:1,粘结剂为磷酸二氢铝。

6.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述TiO2氧化物溶胶中TiO2质量分数为10wt%,涂覆次数为3~

5次。

7.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(6)中所述模板剂为四丙基氢氧化铵和/或四丙基溴化铵。

8.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(7)中所述晶化温度为150~200℃,晶化时间为1.5~2h。

9.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石基取向型多级孔ZSM-5分子筛膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(7)中所述煅烧温度为500~600℃,煅烧时间为2h。