1.一種多級結構ZSM-5沸石分子篩,其特征在于,除具有沸石結構的微孔之外,還具有晶間介孔和晶內介孔結構,其中一次納米晶粒子尺寸為40-500nm,二次堆積粒子尺寸為500nm-5μm。
2.一種多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,包括水熱合成體系的配制、晶化、后處理步驟;
其中,所述水熱合成體系的制備如下:先對硅源進行處理,使其老化,再將含有鋁源、鈦源或鐵源中的一種或多種的水溶液滴加至老化后的粗孔硅膠中,攪拌1-5小時。
3.根據權利要求2所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述水熱合成體系由下述步驟制備得到:
(1)硅源處理:
將模板劑加入水中,攪拌分散,得到模板劑溶液;將水加入硅源中,攪拌,得硅源溶液;
將模板劑溶液滴加至硅源溶液中,攪拌4-5小時,在40-80℃下老化6-12小時,然后滴加含無機堿或堿金屬化合物的水溶液,攪拌4-5小時,再在40-80℃下老化6-12小時,得到老化后的硅源;
(2)配制水熱合成體系:
將鋁源、鈦源或鐵源中的一種或多種溶解于水中,調節pH值,攪拌均勻至澄清狀態,得溶液A;將溶液A滴加至老化后的硅源溶液中,攪拌1-5小時,得水熱合成體系。
4.根據權利要求3所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述水熱合成體系中SiO2、模板劑、水和堿金屬的摩爾比為1:0.02-0.4:2-50:0.05-0.3。
5.根據權利要求3所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述水熱合成體系中加入鋁源、鈦源或鐵源中的一種或多種,其中Al2O3、TiO2、Fe2O3的加入量與SiO2的摩爾比分別為0-0.012:0-0.01:0-0.2:1。
6.根據權利要求3-5任一所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述硅源為微球硅膠、硅溶膠或白炭黑;
所述鋁源為偏鋁酸鈉或異丙醇鋁;
所述鈦源為四氯化鈦或硫酸鈦;
所述鐵源為硫酸鐵或氯化鐵;
所述模板劑為四丙基氫氧化銨或四丙基溴化銨;
所述堿金屬由無機堿或堿金屬化合物提供。
7.根據權利要求2所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述晶化過程為:將所述水熱合成體系預先在60-90℃下晶化1-24小時,再在100~120℃下預晶化1-48小時,最后在150℃~200℃下晶化24-192小時。
8.根據權利要求2所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述后處理步驟如下:抽濾或離心分離晶化后的反應體系,得到分離產物,采用1mol/L的氨水對產物洗滌三次,然后用去離子水洗滌至產物淋洗液pH值為7-9,干燥,焙燒,即得ZSM-5沸石分子篩。
9.根據權利要求2所述的多級結構ZSM-5沸石分子篩的制備方法,其特征在于,所述ZSM-5沸石分子篩采用如下方法制得:
(1)硅源老化:將模板劑加入到水中,攪拌進行分散,得到模板劑溶液;將水加入到硅源中,攪拌,然后向硅源溶液中滴加模板劑溶液,攪拌4-5h后,然后在40-80℃下老化6-12小時,再滴加無機堿或堿金屬化合物水溶液,攪拌4-5小時后,在40-80℃下老化6-12小時;
(2)配置水熱合成體系:將鋁源、鈦源或鐵源中的一種或兩種溶解于水中,調節pH值,使溶液攪拌均勻至澄清狀態,然后將該溶液滴加入老化后的硅源溶液中,攪拌1-5小時;
(3)晶化:將所述水熱合成體系在80℃下晶化1-24小時,在100℃下預晶化1-48小時,再在170℃下晶化24-192小時;
(4)后處理:抽濾或離心分離步驟(2)的反應體系,采用1mol/L的氨水洗滌三次,然后用去離子水洗滌至產物淋洗液pH值為7-9,然后在120℃下干燥12小時,然后在500-650℃下焙燒6小時,即得ZSM-5沸石分子篩。
10.權利要求1所述多級結構ZSM沸石分子篩在甲醇轉化制烯烴、環己酮肟化和甘油氧化制二羥基丙酮反應中的應用。