一种负载催化剂分子筛的制备方法与流程

文档序号:31695008发布日期:2022-10-01 04:48阅读:69来源:国知局

1.本技术涉及一种负载催化剂分子筛的制备方法。


背景技术:

2.分子筛是指具有多层次孔道结构的铝硅化合物,根据其具体组成、立体结构的不同,分为各种不同类型的分子筛。分子筛具有吸附能力高、选择性强、耐高温等特点。由于其自身所具有的孔道结构,非常适于在空气处理当中使用,但是由于现有的分子筛虽然比表面积较大,但是多集中在微孔和介孔,大孔相对较少,而如果想达到空气净化的目的,通过设置催化剂,催化氧化空气中的有机物会有更优化的处理效果,但是微孔和部分介孔实际上无法达到这一目的。


技术实现要素:

3.为了解决上述问题,本技术公开了一种负载催化剂分子筛的制备方法,包括将铈和锆参与到分子筛合成过程当中的过程;
4.所述分子筛合成过程中的原料中含有铈和锆,并进行水热处理,最终得到负载分子筛,所述原料当中还含有导向剂,所述导向剂由分子筛碱处理得到。本技术采用分子筛碱处理得到的物质作为导向剂,既可以达到拓展缺陷位,使得可以将铈锆附着其中的作用,还能够保持整体结构的稳定性,导向剂自身可以起到引导分子筛合成的作用,从而起到多合成介孔和大孔的目的,同时为铈锆提供反应位点提供结构基础。
5.优选的,包括如下步骤:
6.将原型分子筛与碱充分混合后进行一次焙烧得到焙烧产物;
7.将焙烧产物破碎之后与水混合,混合之后进行充分溶解,然后一次过滤取滤渣得到导向剂;
8.将导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水进行混合,混合之后进行水热处理得到分子筛前驱体;
9.将分子筛前驱体进行二次过滤和洗涤、二次焙烧得到负载分子筛。
10.优选的,所述碱为naoh,原型分子筛与碱的质量比为1:0.6-0.7;将原型分子筛与碱进行球磨混合,球磨时间为1-3min;所述一次焙烧的温度为600-650℃,时间为60-90min。本技术采用将分子筛和碱进行球磨处理有两个目的,一个是从充分混合,保证分子筛和碱的混合程度,另一方面则是为了缩小分子筛的体积,本技术并不是为了得到大颗粒的分子筛,而只是获取分子筛片段,作为导向剂而非规模化的原料使用。
11.优选的,水热处理的原料当中还加入一次过滤得到的滤液。
12.优选的,所述硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铈源以ceo2计、锆源以zro2计、碱以na2o计,铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水的摩尔比为:1:60-80:1-2:0.02-0.05:0.04-0.08:5000-20000;加入导向剂的质量为导向剂、铝源、硅源总质量的10-20wt%;加入滤液的质量为导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水总质量的5-10wt%。
13.优选的,所述水热处理的温度为150-170℃,时间为3-5h。
14.优选的,所述二次焙烧按照如下方式进行:先在80-90℃下进行负压干燥5-6h,然后在600-650℃下焙烧2-3h。
15.优选的,所述铝源为铝酸钠,所述硅源为硅酸钠,所述铈源为硝酸铈,所述锆源为zrocl2·
8h2o。
16.优选的,焙烧产物中加入的水的质量为焙烧产物质量的8-10倍,且在搅拌的条件下缓慢的将水加入到焙烧产物当中。
17.优选的,原型分子筛包括usy分子筛和zsm-5分子筛,所述usy分子筛与zsm-5分子筛的质量比为1:4-6;
18.还包括对于usy分子筛、zsm-5分子筛的预处理的过程,所述预处理是指将usy分子筛、zsm-5分子筛置于500-600℃的水蒸气环境中进行水热处理。本技术采用usy分子筛和zsm-5分子筛作为混合组份,这使得在进行碱溶之后,得到的导向剂的组份更加多样,最终得到的分子筛也具有更多的缺陷位结构,对于铈锆的附着以及提高介孔和大孔的比例、数量都大有裨益。
19.本技术能够带来如下有益效果:
20.1.本技术采用分子筛碱处理得到的物质作为导向剂,既可以达到拓展缺陷位,使得可以将铈锆附着其中的作用,还能够保持整体结构的稳定性,导向剂自身可以起到引导分子筛合成的作用,从而起到多合成介孔和大孔的目的,同时为铈锆提供反应位点提供结构基础。
21.2.本技术采用将分子筛和碱进行球磨处理有两个目的,一个是从充分混合,保证分子筛和碱的混合程度,另一方面则是为了缩小分子筛的体积,本技术并不是为了得到大颗粒的分子筛,而只是获取分子筛片段,作为导向剂而非规模化的原料使用。
22.3.本技术采用usy分子筛和zsm-5分子筛作为混合组份,这使得在进行碱溶之后,得到的导向剂的组份更加多样,最终得到的分子筛也具有更多的缺陷位结构,对于铈锆的附着以及提高介孔和大孔的比例、数量都大有裨益。
具体实施方式
23.为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本技术进行详细阐述。
24.本技术实际上就是一种内部掺杂有铈锆的分子筛的合成方法,包括如下步骤:
25.s1.导向剂制备:
26.将原型分子筛与碱充分混合后进行一次焙烧得到焙烧产物;原型分子筛包括usy分子筛和zsm-5分子筛,所述usy分子筛与zsm-5分子筛的质量比为1:4-6;还包括对于usy分子筛、zsm-5分子筛的预处理,将usy分子筛、zsm-5分子筛置于500-600℃的水蒸气环境中进行水热处理。碱为naoh,原型分子筛与碱的质量比为1:0.6-0.7;将原型分子筛与碱进行球磨混合,球磨时间为1-3min;一次焙烧的温度为600-650℃,时间为60-90min。将焙烧产物破碎之后与水混合,焙烧产物中加入的水的质量为焙烧产物质量的8-10倍,且在搅拌的条件下缓慢的将水加入到焙烧产物当中,混合之后进行充分溶解,然后一次过滤取滤渣得到导向剂。
27.s2.分子筛制备:
28.将导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水进行混合,混合之后进行水热处理得到分子筛前驱体;硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铈源以ceo2计、锆源以zro2计、碱以na2o计,铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水的摩尔比为:1:60-80:1-2:0.02-0.05:0.04-0.08:5000-20000;加入导向剂的质量为导向剂、铝源、硅源总质量的10-20wt%;加入滤液的质量为导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水总质量的5-10wt%。水热处理的温度为150-170℃,时间为3-5h。铝源为铝酸钠,硅源为硅酸钠,铈源为硝酸铈,锆源为zrocl2·
8h2o,碱为naoh。
29.s3:焙烧处理:
30.将分子筛前驱体进行二次过滤和洗涤、二次焙烧得到负载分子筛。二次焙烧按照如下方式进行:先在80-90℃下进行负压干燥5-6h,然后在600-650℃下焙烧2-3h。
31.具体实施方式如下:
32.实施例1:
33.s1.导向剂制备:
34.将原型分子筛与碱充分混合后进行一次焙烧得到焙烧产物;原型分子筛包括usy分子筛和zsm-5分子筛,所述usy分子筛与zsm-5分子筛的质量比为1:4;还包括对于usy分子筛、zsm-5分子筛的预处理,将usy分子筛、zsm-5分子筛置于500℃的水蒸气环境中进行水热处理。碱为naoh,原型分子筛与碱的质量比为1:0.6;将原型分子筛与碱进行球磨混合,球磨时间为1min;一次焙烧的温度为600℃,时间为90min。将焙烧产物破碎之后与水混合,焙烧产物中加入的水的质量为焙烧产物质量的8倍,且在搅拌的条件下缓慢的将水加入到焙烧产物当中,混合之后进行充分溶解,然后一次过滤取滤渣得到导向剂。
35.s2.分子筛制备:
36.将导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水进行混合,混合之后进行水热处理得到分子筛前驱体;硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铈源以ceo2计、锆源以zro2计、碱以na2o计,铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水的摩尔比为:1:60:1:0.02:0.04:5000;加入导向剂的质量为导向剂、铝源、硅源总质量的10wt%;加入滤液的质量为导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水总质量的5wt%。水热处理的温度为150℃,时间为3h。铝源为铝酸钠,硅源为硅酸钠,铈源为硝酸铈,锆源为zrocl2·
8h2o,碱为naoh。
37.s3:焙烧处理:
38.将分子筛前驱体进行二次过滤和洗涤、二次焙烧得到负载分子筛。二次焙烧按照如下方式进行:先在80℃下进行负压干燥5h,然后在600℃下焙烧2h得到负载分子筛1。
39.s4:材料表征:
40.利用asap2460全自动比表面和孔隙度分析仪进行负载分子筛1的孔隙分析,测得大孔的比表面积为210.4m2/g,介孔为467.2m 2
/g,微孔为182.5m2/g。
41.实施例2:
42.s1.导向剂制备:
43.将原型分子筛与碱充分混合后进行一次焙烧得到焙烧产物;原型分子筛包括usy分子筛和zsm-5分子筛,所述usy分子筛与zsm-5分子筛的质量比为1:6;还包括对于usy分子筛、zsm-5分子筛的预处理,将usy分子筛、zsm-5分子筛置于600℃的水蒸气环境中进行水热处理。碱为naoh,原型分子筛与碱的质量比为1:0.7;将原型分子筛与碱进行球磨混合,球磨
时间为3min;一次焙烧的温度为-650℃,时间为60min。将焙烧产物破碎之后与水混合,焙烧产物中加入的水的质量为焙烧产物质量的10倍,且在搅拌的条件下缓慢的将水加入到焙烧产物当中,混合之后进行充分溶解,然后一次过滤取滤渣得到导向剂。
44.s2.分子筛制备:
45.将导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水进行混合,混合之后进行水热处理得到分子筛前驱体;硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铈源以ceo2计、锆源以zro2计、碱以na2o计,铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水的摩尔比为:1:80:2:0.05:0.08:20000;加入导向剂的质量为导向剂、铝源、硅源总质量的20wt%;加入滤液的质量为导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水总质量的10wt%。水热处理的温度为170℃,时间为3h。铝源为铝酸钠,硅源为硅酸钠,铈源为硝酸铈,锆源为zrocl2·
8h2o,碱为naoh。
46.s3:焙烧处理:
47.将分子筛前驱体进行二次过滤和洗涤、二次焙烧得到负载分子筛。二次焙烧按照如下方式进行:先在90℃下进行负压干燥5h,然后在650℃下焙烧2h得到负载分子筛2。
48.s4:材料表征:
49.利用asap2460全自动比表面和孔隙度分析仪进行负载分子筛2的孔隙分析,测得大孔的比表面积为278.3m2/g,介孔为405.8m 2
/g,微孔为168.1m2/g。
50.实施例3:
51.s1.导向剂制备:
52.将原型分子筛与碱充分混合后进行一次焙烧得到焙烧产物;原型分子筛包括usy分子筛和zsm-5分子筛,所述usy分子筛与zsm-5分子筛的质量比为1:5;还包括对于usy分子筛、zsm-5分子筛的预处理,将usy分子筛、zsm-5分子筛置于550℃的水蒸气环境中进行水热处理。碱为naoh,原型分子筛与碱的质量比为1:0.65;将原型分子筛与碱进行球磨混合,球磨时间为2min;一次焙烧的温度为630℃,时间为80min。将焙烧产物破碎之后与水混合,焙烧产物中加入的水的质量为焙烧产物质量的9倍,且在搅拌的条件下缓慢的将水加入到焙烧产物当中,混合之后进行充分溶解,然后一次过滤取滤渣得到导向剂。
53.s2.分子筛制备:
54.将导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水进行混合,混合之后进行水热处理得到分子筛前驱体;硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铈源以ceo2计、锆源以zro2计、碱以na2o计,铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水的摩尔比为:1:70:2:0.04:0.06:10000;加入导向剂的质量为导向剂、铝源、硅源总质量的15wt%;加入滤液的质量为导向剂、铝源、硅源、铈源、锆源、碱以及水总质量的8wt%。水热处理的温度为160℃,时间为4h。铝源为铝酸钠,硅源为硅酸钠,铈源为硝酸铈,锆源为zrocl2·
8h2o,碱为naoh。
55.s3:焙烧处理:
56.将分子筛前驱体进行二次过滤和洗涤、二次焙烧得到负载分子筛。二次焙烧按照如下方式进行:先在85℃下进行负压干燥6h,然后在620℃下焙烧2.5h得到负载分子筛3。
57.s4:材料表征:
58.利用asap2460全自动比表面和孔隙度分析仪进行负载分子筛3的孔隙分析,测得大孔的比表面积为250.8m2/g,介孔为427.5m 2
/g,微孔为162.1m2/g。
59.在负载分子筛2的过程基础上,不加入导向剂,因此也不加入滤液,其他合成条件
相同,得到对比分子筛1,利用asap2460全自动比表面和孔隙度分析仪进行对比分子筛1的孔隙分析,测得大孔的比表面积为170.5m2/g,介孔为342.1m 2
/g,微孔为298.8m2/g。
60.以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的权利要求范围之内。
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