一种四层结构的复合分子筛催化剂
丙烯是仅次于乙烯的重要有机原料之一，随着国民经济的快速发展，对其需求也 不断增加。目前我国的丙烯处于供不应求状况，已有的制备丙烯的方法主要包括烃类蒸汽 裂解和催化裂化两大途径，而对制备丙烯用催化剂的不断改进也是该领域技术人员研宄的 主要方向。复合分子筛催化剂是该领域中常用的催化剂类型，目前已有多种复合分子筛催化 剂，但较多采用的是机械混合的方法，将两种分子筛混合在一起，然后制备成催化剂。这种 技术也存在一些问题，首先，由于机械混合，分子筛的晶粒较大，一个晶粒还会含有成千上 万个同类分子筛的晶胞，反应物分子要从一种分子筛向另一种分子筛靠近就非常困难。即 分子的可接近性就非常差，分子筛的选择性特点得不到很好的发挥。
本文的目的在于提供前述复合分子筛催化剂的制备方法，包括如下制备步 骤： 3)¥型分子筛的制备：25°0下，取40〇1!^的水玻璃、25〇1^高碱偏酸铝钠、58〇1^氢氧 化钠溶液、150mL蒸馏水、120mL导向剂溶液，进行混合，调节反应混合物的酸碱度pH值为 12. 0，控制温度在90 °C，晶化时间为5小时，获得Y型分子筛微晶，经冷却，过滤，洗涤，干燥， 待用； b) 铈改性Y型分子筛的制备：配制硝酸铈水溶液，将步骤a)获得的Y型分子筛加 入该溶液中，经搅拌，充分浸渍2h，过滤，干燥，450°C焙烧2h，以CeO 2计，Y型分子筛中含 CeO2L 8wt% ； c) 中间层ZSM-10分子筛的制备：按照摩尔比为：Si02:Al203:Mg0:K0 :TPA0H:H20=26 :1 : 3. 6 :5. 2 :4. 4 :20,配制成含SiO2的凝胶混合物，然后加入步骤b)制备的铈改性Y型分子筛 粉末，搅拌30分钟，之后移入晶化釜；升温至200°C，晶化48小时；然后冷却，将混合物移出 釜，过滤，用去离子水洗涤至滤液的pH=9,在100°C下干燥滤饼4小时，在400°C的空气氛围 中焙烧3小时，获得ZSM-IO包覆铈改性Y型分子筛的复合分子筛； d) 将步骤c)获得的复合分子筛加入ZSM-10的壳层生长液，将混合物加入反应釜中，水 热晶化36小时，冷却后经水洗、离心、干燥，加入粘结剂，混捏，在300°C的空气氛围中焙烧2 小时，获得两层ZSM-10包覆铈改性Y型分子筛的复合分子筛； e) 活性金属铑的负载：将步骤d)获得的复合分子筛浸入lmol/L的NH4NO3，在50°C 下离子交换2次，之后在相同温度下与硝酸铑的水溶液离子交换24小时，获得的产物用 0. 02mol/L的KBiVt温处理5h，获得负载铑粒子的复合分子筛； f) 最外层ZSM-10的制备：将步骤e)获得的复合分子筛加入ZSM-10的壳层生长液，将 混合物加入反应釜中，水热晶化24-30小时，经水洗、离心、干燥，加入粘结剂，混捏，挤条成 型，干燥、焙烧，获得催化剂产品，催化剂的内核为铈改性Y型分子筛，中间层为负载铑粒子 的双层ZSM-10分子筛，最外层为ZSM-10分子筛。
本文采用了四层结构两种分子筛的复合分子筛催化剂，通过铈改性内核Y型分 子筛，铑负载ZSM-10双中间层，以及外壳ZSM-10的包裹，形成双层完全包裹型的复合分子 筛，各层分子筛之间互相粘结在一起，形成一个大的复合分子筛晶体，即其是以Y型分子筛 为核，载铭ZSM-10分子筛和ZSM-10分子筛分别包覆的完全包裹型复合分子筛；这种结构有 利于反应物分子从其中一种分子筛向另一种分子筛靠近，从而提高丙烯的选择性及收率。 本发明的催化剂结构，有效的改善了催化剂的活性、稳定性，提高了催化剂的择型性、抗中 毒性，同时延长了催化剂的使用寿命。
本文采用了现有技术中没有的催化剂结构，即催化剂的内核为铈改性Y型分子筛， 中间层为负载铭粒子的双层ZSM-10分子筛，最外层为ZSM-10分子筛。内核Y型分子筛经 氧化铈改性，以及中间层ZSM-10负载铑粒子，大大提高了催化剂的催化活性和选择性，而 最外层的ZSM-10可以一定程度起到反应物择型、抗中毒和延长催化剂寿命的作用。正是由 于这种特殊的结构，使本发明的催化剂具有高于传统催化剂的活性和选择性，有效提高了 丙烯的收率。