无有机模板法制备Cu-ZSM-5催化剂及其选择性催化氧化苯乙烯
2024-01-20刘献锋张晨芳张东平
刘献锋,张晨芳,张 方,张东平,孔 岩
(1.南京工程学院 环境学院,江苏 南京 211167;2.南京工业大学 材料化学工程国家重点实验室,化工学院,江苏 南京 210009; 3.江苏省地质局,江苏 南京 210018)
ZSM-5沸石具有较大的比表面积和孔体积,有2种垂直交叉的孔道结构,其独特的三维孔道可影响原料和产物在孔道中的吸附、扩散和解析过程,表现出独特的“择形选择性”[1-3]。将V、Cu、Fe、Mn、Ti和Zn等过渡金属原子引入沸石骨架或孔道,可制备金属原子修饰的沸石,使其同时具备酸性和氧化还原性质,扩展其应用范围[4-10]。
铜原子修饰的ZSM-5沸石在石油和精细化工领域具有广泛的应用,例如:丙烯的催化环氧化[11]、甲烷氧化制备甲醇[12]、甲醇的氧化羰基化生成碳酸二甲醚[13],因此,以廉价原料,采用绿色工艺制备含铜ZSM-5沸石具有较好的科研和应用价值。例如,于剑锋等[14]以硫酸铜和白炭黑作铜源和硅源,四丙基溴化铵和1,6-己二胺作模板剂,制得粒径为6 μm的Cu-ZSM-5 (Si/Cu摩尔比为37.5),但该方法需要2种有机模板剂,制备成本较高。Villa等[15]以廉价的甲胺为模板剂,NH4F为矿化剂,制得Cu-ZSM-5分子筛,但是,NH4F的使用不仅产生大量难以处理的含氟废液,并且,F-残留于Cu-ZSM-5孔道,影响其物理化学性能。Fu等[16]以四丙基氢氧化铵和[(C2H5O)3SiC3H6N(CH3)2C18H37]Br为模板剂,制得介孔-微孔Cu-ZSM-5沸石,Cu原子成功掺杂进沸石骨架,紫外光谱和X射线光电子能谱表明Cu2+和Cu+为主。上述传统的水热合成方法,均需使用价格昂贵的有机模板剂,水热晶化后,需500 ℃高温焙烧去除,不仅消耗大量能源,且排放NOx和CO2废气,因此,使用廉价原料,减少或不使用有机模板剂,不仅可降低沸石的制备成本,且避免高温焙烧对金属原子的氧化,避免沸石孔道的坍塌,是一种绿色的含铜ZSM-5沸石的合成方法,也是一个挑战性的研究领域[17]。
不使用任何有机模板剂,利用硝酸铜和正硅酸四乙酯在酸性条件下进行水解,加入硫酸铝后,在碱性条件下进行陈化,研究了Si-Cu-Al凝胶的Si/Al摩尔比(n(Si)/n(Al))、pH值、晶化温度和晶化时间对沸石结构及结晶度的影响。制得一系列不同Si/Cu摩尔比(n(Si)/n(Cu))的Cu-ZSM-5沸石,利用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、紫外漫反射光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和X-射线光电子能谱(XPS)等多种表征技术,研究了Cu-ZSM-5的晶体结构、形貌、Cu含量、比表面积和孔体积、Cu原子的配位状态和价态等物理化学性质。将Cu-ZSM-5沸石应用于催化氧化苯乙烯,研究了反应温度、反应溶剂、氧化剂用量等反应条件对苯乙烯转化率和苯甲醛选择性的影响,并考察了Cu-ZSM-5的重复利用性。
1 实验部分
1.1 原料和试剂
正硅酸四乙酯、硝酸铜、硫酸(98%)、十八水合硫酸铝、氢氧化钠、苯乙烯、苯甲醛、苯甲酸、叔丁基过氧化氢(TBHP,65%)、邻苯二甲醚、乙腈、乙醇、甲苯、乙酸乙酯和丙酮,均为分析纯,购自国药集团(上海)有限公司;去离子水,实验室超纯水机自制。
1.2 催化剂制备
1.2.1 无模板法合成Cu-ZSM-5-n
Cu-ZSM-5-100沸石的典型合成步骤如下:称取0.12 g三水合硝酸铜(0.5 mmol)、10.42 g正硅酸四乙酯(50 mmol)、20 mL去离子水(1111 mmol),加到250 mL烧杯,滴加10%硫酸调节溶液pH值为1.0,在20 ℃下磁力搅拌 12 h。加入0.75 g十八水合硫酸铝(1 mmol),滴加15%NaOH将溶液pH值调为10.0,加入15 mL去离子水,20 ℃下搅拌陈化24 h。凝胶组分摩尔比n(Si)∶n(Cu)∶n(Al)∶n(H2O)=100∶1∶4∶3900。将凝胶转移到200 mL聚四氟乙烯内衬的水热釜,在鼓风干燥箱中180 ℃静态水热晶化72 h,取出水热釜,冷至室温,用去离子水洗至中性,减压过滤,80 ℃烘干。调节硝酸铜用量,制得一系列不同Cu含量的ZSM-5沸石,记为Cu-ZSM-5-n(n为Si/Cu摩尔比,分别为25、50、100)。作为对比,不加入三水合硝酸铜,其他条件相同,按上述相同的制备方法制得不含Cu的ZSM-5沸石,记为Na-ZSM-5。
1.2.2 离子交换法合成Cu2+-ZSM-5
离子交换法合成Cu2+-ZSM-5参照文献[18]方法制备:称取1.0 g Na-ZSM-5,0.12 g CuNO3(0.5 mmol),30 mL去离子水,在250 mL烧杯中磁力搅拌24 h,减压过滤,用去离子水洗涤至中性,80 ℃烘干,记为Cu2+-ZSM-5-100-Ex。
1.2.3 CuO的制备
称取5.0 g的三水合硝酸铜置于瓷方舟,于管式炉中500 ℃下N2气氛焙烧 2 h,得到黑色粉末,产物经水洗,110 ℃烘干。
1.3 催化剂的物理化学性质表征
采用Rigaku公司Smartlab型X射线衍射仪测定XRD谱图(CuKα,λ=0.154178 nm,Ni滤光片,扫描范围5°~40°,扫描速率2 °/min)。采用BRUKER公司TENSOR-27型红外光谱仪测定红外光谱(溴化钾压片法)。采用Perkin Elmer公司Lambda 35型紫外漫反射光谱仪测定紫外漫反射光谱(硫酸钡为参比,光谱范围200~800 nm)。
采用麦奇克拜尔公司BELSORP MAX测定N2吸附-脱附等温线,采用BET法计算样品的比表面积和孔体积,采用t-plot法计算微孔体积和微孔比表面积。采用Perkin-Elmer公司2000型等离子体发射光谱仪测定Cu含量(20.0 mg Cu-ZSM-5-n沸石,加入10 mL 5.0% HF溶解,定容为50.00 mL)。采用Hitachi公司S4800型场扫描电镜(SEM)测定样品形貌(加速电压5 kV,电流10 μA)。采用Ulvac-Phi公司PHI 5000型X射线光电子能谱仪测定样品的X-射线光电子能谱(AlKα,1486.6 eV;C 1s作为参比,284.6 eV)。
1.4 催化氧化性能评价
将1 mmol苯乙烯、1.5 mmol的65%叔丁基过氧化氢10 mL乙腈和催化剂100 mg分别加入100 mL三口烧瓶中,装好冷凝管,在油浴锅中一定温度下磁力搅拌反应5 h,冷却至20 ℃,反应液经离心分离(转速2000 r/min),清液经0.45 μm滤膜过滤。采用Agilent公司6890N型气相色谱仪(HP-5毛细管色谱柱5 μm×0.25 mm×30 m)测定原料和产物的浓度,色谱条件为:进样口和检测器温度250 ℃,色谱柱流量1.0 mL/min,柱温箱初始温度50 ℃,以升温速率15 ℃/min升温至200 ℃。以邻苯二甲醚为内标,按照式(1)计算苯乙烯转化率(x,%),按照式(2)和式(3)分别计算苯甲醛和苯甲酸的选择性(s,%)。采用碘量法测定反应前和反应后的TBHP含量,计算TBHP的利用率。
(1)
(2)
(3)
式中,n0和nt为反应前和反应后苯乙烯的物质的量,mol;n1、n2、n3分别为反应后苯乙烯、苯甲醛和苯甲酸的物质的量,mol。
1.5 重复利用性评价
苯乙烯氧化反应完成后,反应液经离心分离,回收催化剂,用20 mL 50%乙醇洗涤,80 ℃烘干,回收的催化剂用于下一次苯乙烯氧化反应,利用气相色谱仪分析苯乙烯、苯甲醛和苯甲酸含量,按照式(1)计算苯乙烯转化率,按照式(2)和式(3)计算苯甲醛和苯甲酸的选择性。
2 结果与讨论
2.1 制备条件对Cu-ZSM-5结构和相对结晶度的影响
Si-Cu-Al凝胶的pH值对Cu-ZSM-5-100影响见图1(b)。当凝胶的pH值低于9.0时,XRD谱图中只有1个24.4°的宽峰,归属于无定形的SiO2,说明Si-Cu-Al凝胶不能晶化为沸石。提高Si-Cu-Al凝胶的pH值到9.5,可制得Cu-ZSM-5沸石,但其相对结晶度仅有66.0%(以Na-ZSM-5为参比,以(501)晶面的衍射强度计算,相对结晶度为100%)。进一步提高凝胶的pH值到10.0,沸石的相对结晶度从66.0%提高到97.0%。而Si-Cu-Al凝胶的pH值为10.5,沸石的结晶度反而出现大幅下降,这可能是随着pH值的提高,Si-Cu-Al凝胶中引入过量的钠离子,干扰了沸石的成核和结晶。pH值为11.0时,Cu-ZSM-5-100沸石相对结晶度进一步下降,且有丝光沸石杂晶生成,这是由于高碱度有利于丝光沸石的晶化,从而导致杂晶生成。综上,Si-Cu-Al凝胶的较佳pH值为10.0。
图1 不同制备条件下Cu-ZSM-5-100的XRD谱图Fig.1 XRD patterns of Cu-ZSM-5-100 prepared under different conditions(a)n(Si)/n(Al),Conditions:n(Si)/n(Cu)=100,T=180 ℃,t=72 h;(b)pH value,Conditions:n(Si)/n(Al)=25,n(Si)/n(Cu)=100,T=180 ℃,t=72 h;(c)Crystallization temperature (T),Conditions:n(Si)/n(Al)=25,n(Si)/n(Cu)=100,t=72 h;(d)Crystallization time (t),Conditions:n(Si)/n(Al)=25,n(Si)/n(Cu)=100,T=180 ℃
水热晶化温度对Cu-ZSM-5-100的影响见图1(c)。当Si-Cu-Al凝胶在160 ℃下晶化,产物是丝光沸石和ZSM-5的混晶,以丝光沸石为主,且ZSM-5的相对结晶度较低。提高晶化温度到180 ℃,Cu-ZSM-5-100的相对结晶度提高,且没有杂晶存在,晶化温度的提高增加凝胶的结晶速度,使凝胶中的次级结构单元以更快的速度进行重新组合、成核和生长[20]。再提高晶化温度为200 ℃,Cu-ZSM-5-100沸石的相对结晶度下降,且有少量的丝光沸石生成。综上,较佳的水热晶化温度为180oC。
水热晶化时间对Cu-ZSM-5沸石的影响见图1(d)。当水热晶化时间为24 h时,在2θ为7.9°、8.9°、23.1°、23.9°、24.3°有较强的衍射峰,表明成功制备出Cu-ZSM-5-100沸石,而其相对结晶度为33.4%,且XRD谱图还存在1个宽衍射峰(24.8°),表明有大量无定形物质存在。进一步增加晶化时间到48和72 h,24.8°宽衍射峰消失,Cu-ZSM-5-100的相对结晶度分别增加到67.8%和97.0%。当沸石的晶化时间为96 h时,相对结晶度反而下降为78%。综上,Si-Cu-Al凝胶的较佳晶化时间为72 h。
2.2 Cu-ZSM-5-n晶体结构
最佳条件下制备的不同Cu含量的Cu-ZSM-5-n的XRD谱图见图2(a)。当n(Si)/n(Cu)为100时,Si-Cu-Al凝胶(pH值为10.0)在180 ℃水热晶化72 h,可制备出MFI结构的Cu-ZSM-5-100沸石,且没有高结晶度的CuO或其他杂晶存在。随着Cu含量增加,Cu-ZSM-5-50和Cu-ZSM-5-25的相对结晶度分别下降为95.2%和86.4%,这是由于Cu原子对Si-Cu-Al凝胶的结晶抑制作用造成的[21]。
图2 Cu-ZSM-5-n的XRD谱图和红外光谱图Fig.2 XRD patterns and FT-IR spectra of Cu-ZSM-5-n(a)XRD pattern;(b)FT-IR spectrum
Cu-ZSM-5-n的红外光谱图见图2(b)。其中,3440 cm-1归属于Si—OH的伸缩振动,而1080、790和447 cm-1分别归属于Si—O—Si的对称、不对称和弯曲振动。547 cm-1归因于沸石中双五元环的特征骨架振动,表明Cu-ZSM-5-n属于MFI结构。而Na-ZSM-5的红外光谱中双五元环的骨架振动在550 cm-1处,而Cu-ZSM-5-100双五元环骨架振动出现红移,这是由于Cu原子取代沸石骨架的Si原子,而Cu原子半径大于Si原子,使化学键的力常数变小;Cu原子质量大于Si原子,使Cu-Si的原子折合质量变大,导致红外吸收峰出现红移[22]。
2.3 Cu-ZSM-5-n形貌
Cu-ZSM-5-n的SEM照片见图3。Cu-ZSM-5-100为棱柱状,长11 μm,宽4.8 μm。同时,还存在一些长21 μm,宽6.9 μm的团聚状沸石颗粒。当Cu含量增加时,Cu-ZSM-5-50和Cu-ZSM-5-25粒径变大,部分团聚,且外形变得不规则,这是由Cu-Si-Al凝胶在结晶时受到铜原子的干扰导致。
图3 Cu-ZSM-5-n的SEM照片Fig.3 SEM images of Cu-ZSM-5-n(a)Cu-ZSM-5-100;(b)Cu-ZSM-5-50;(c)Cu-ZSM-5-25
2.4 Cu -ZSM-5-n体相性质
Cu-ZSM-5-n的N2吸附-脱附等温线见图4。Cu-ZSM-5-n的吸附等温线均在低压区(10-3Pa)即达到饱和吸附,符合微孔结构物质对N2分子的吸附特征;而在相对高的高压区达到吸附平衡,属于Ⅰ型吸附曲线,表明Cu-ZSM-5-n具有丰富的微孔结构[23]。Cu-ZSM-5-n的体相数据见表1。当Cu质量分数从1.4%增加到2.1%和3.1%时,Cu-ZSM-5-100的比表面积、微孔面积和总孔体积均出现下降。
2.5 Cu-ZSM-5-n中Cu的配位状态和价态
利用紫外漫反射光谱研究Cu-ZSM-5-n的Cu原子的配位状态(见图5)。由图5可以看到,Cu-ZSM-5-100的紫外漫反射光谱出现219、261和736 nm处3个吸收峰,219 nm处吸收峰是由Si—O的电子迁移导致,而261 nm处吸收峰是骨架Cu和O原子之间电荷转移引起[24]。736 nm处的宽吸收峰表明存在骨架外八配位的CuO[25]。随着沸石中Cu含量的增加,261 nm处的骨架铜的含量增加,但是736 nm吸光度也增加,这说明随着Cu含量的增加,过量的Cu原子在酸性水解阶段不能全部与硅原子缩合,部分Cu离子未进入沸石骨架,但是,XRD谱图中并没有高结晶度CuO存在,这表明CuO是高分散状态。综上,Cu-ZSM-5-n中铜原子以四配位骨架Cu为主,存在少量的高分散八配位CuO。
图4 Cu-ZSM-5-n的N2吸附-脱附等温线Fig.4 N2 adsorption-desorption isotherms of Cu-ZSM-5-n
图5 Cu-ZSM-5-n的紫外漫反射光谱Fig.5 UV-vis diffuse reflection spectra of Cu-ZSM-5-n
表1 Cu-ZSM-5-n的Cu含量和体相性质Table 1 Cu contents and bulk properties of Cu-ZSM-5-n
XPS光电子能谱是分析金属配位状态和价态的先进技术,测定了Cu-ZSM-5-50的XPS谱用于分析Cu原子的价态(见图6)。在XPS全谱中可检测到Cu、O、Si、Al、Na+元素(见图6(a)),935.6和 955.4 eV分别归属于Cu 2p3/2和Cu 2p1/2(见图6(b)),结合文献[26]报道中八配位CuO的Cu 2p3/2的结合能为933.8 eV,说明Cu-ZSM-5-50中Cu原子以骨架Cu为主。
分峰拟合O 1s谱见图6(c)。O 1s结合能峰可拟合为532.7、532.0和531.0 eV,分别归属于Si—O—Si、Si—O—Cu和Cu—OH[27]。相对于ZSM-5沸石,Cu-ZSM-5-50的O 1s的结合能变小,是由于Si—O—Cu键的形成,减少了氧原子周围的电子云密度导致。对Si 2p进行分峰拟合,结果见图6 (d)。Si 2p可以拟合成103.4、102.7和102.4eV的3个峰,分别归属于Si—O—Si、Si—O—Cu、Si—O—Al,Si 2p的结合能变小。
2.6 催化氧化苯乙烯性能
2.6.1 不同含铜ZSM-5催化剂的催化性能
研究了Cu-ZSM-5-n对苯乙烯的催化氧化活性,结果见表2。由表2可以看出,以Na-ZSM-5为催化剂,苯乙烯的转化率仅有1.3%,且无苯甲醛或苯甲酸生成,这是由于ZSM-5缺乏氧化活性位点导致。以Cu-ZSM-5-100作催化剂,苯乙烯转化率提高为45.1%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为72.3%和25.8%,表明Cu原子引入到ZSM-5沸石骨架可有效催化氧化苯乙烯。而以八配位CuO作催化剂,苯乙烯的转化率只有31.0%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为60.2%和34.5%。而以Cu2+-ZSM-5-100-Ex作催化剂,苯乙烯的转化率仅为6.8%,说明Cu2+的催化氧化活性较差。同样,Cu-ZSM-5-50的催化活性优于1.5 mmol/L Cu(NO3)2。TBHP的利用率也表明Cu-ZSM-5-50优于Cu-ZSM-5-100-Ex、CuO或Cu2+。综上所述,Cu-ZSM-5-50催化活性优于CuO或Cu2+。
图6 Cu-ZSM-5-50的XPS谱图Fig.6 XPS spectra of Cu-ZSM-5-50(a)Total spectrum;(b)Cu 2p;(c)O 1s;(d)Si 2p
表2 Cu-ZSM-5-n催化剂对苯乙烯的催化氧化性能Table 2 Catalytic performance of Cu-ZSM-5-n on the oxidation of styrene
以Cu-ZSM-5-50作为催化剂,苯乙烯转化率增加到76.5%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为69.4%和25.3%。随着ZSM-5沸石中骨架的Cu原子增加,苯乙烯的转化率和苯甲醛的收率均提高。但是,以Cu-ZSM-5-25作为催化剂,虽然苯乙烯的转化率进一步提高,但是苯甲醛的选择性却出现下降,这是由于铜的用量过大,沸石表面或孔道的骨架外八配位CuO物种增加,且催化剂的比表面积和孔体积减小,苯甲醛发生过度氧化使苯甲醛选择性下降,苯甲酸的选择性增加。
2.6.2 反应溶剂对催化氧化性能的影响
研究了反应溶剂对Cu-ZSM-5-50催化氧化苯乙烯的影响,结果列于表3。由表3可以看出,以亲水性的无水乙醇为溶剂,苯乙烯的转化率分别为10.2%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为39.0%和56.0%,且存在严重的苯甲醛过度氧化,使得苯甲醛的选择性不高。而以疏水性的二甲苯为溶剂,虽然苯甲醛的选择性高达89.0%,但是苯乙烯的转化率仅为8.0%。以乙腈为溶剂,苯乙烯的转化率为82.8%,产物以苯甲醛和苯甲酸为主,催化活性优于无水乙酸乙酯和丙酮,这是因为乙腈对苯乙烯和TBHP都有很好的溶解性,且TBHP可以和乙腈的氰基发生加成反应,生成过氧碳酰亚胺中间体,从而有利于苯乙烯向苯甲醛的氧化转化反应[28]。综上,乙腈为较佳的反应溶剂。
表3 反应溶剂对Cu-ZSM-5-50催化剂催化氧化苯乙烯的影响Table 3 Effect of reaction solvents on the catalytic performance of Cu-ZSM-5-50 in the oxidation of styrene
2.6.3 反应温度和n(TBHP)/n(苯乙烯)对催化氧化性能的影响
以Cu-ZSM-5-50为催化剂,研究了反应温度对苯乙烯催化氧化的影响,结果见图7(a)。由图7(a)可以看出,反应温度20 ℃下,苯乙烯的转化率为16.8%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为86.5%和13.5%。提高反应温度到40和60 ℃,苯乙烯转化率分别增加到35.4%和76.5%,但苯甲醛的选择性下降。反应温度再提高到80 ℃,虽然苯乙烯转化率增加到84.5%,但是,苯甲醛的选择性仅为34.4%。因此,综合考虑能耗和苯甲醛收率,较佳的反应温度为60 ℃。
研究了n(TBHP)/n(苯乙烯)对催化氧化苯乙烯的影响,结果见图7(b)。不使用TBHP时苯乙烯的氧化反应不能进行。由图7(b)可以看出,当n(TBHP)/n(苯乙烯)为1时,苯乙烯的转化率为48.5%,苯甲醛和苯甲酸的选择性分别为65.4%和20.4%。说明TBHP可有效催化氧化苯乙烯。当n(TBHP)/n(苯乙烯)分别为1.5、2和3时,苯乙烯的转化率增加,但是苯甲醛选择性降低。综上,考虑成本、经济性和苯甲醛的收率,较佳的n(TBHP)/n(苯乙烯)为1.5。
图7 反应温度(T)和n(TBHP)/n(Styrene)对催化氧化性能的影响Fig.7 Effects of reaction temperature (T)and n(TBHP)/n(Styrene)on the catalytic oxidation performance(a)x or s vs. T;(b)x or s vs. n(TBHP)/n(Styrene) Conditions:(a)m(Cu-ZSM-5-50)=0.1 g,n(TBHP)/n(Styrene)=1.5,t=5 h;(b)m(Cu-ZSM-5-50)=0.1 g,T=60 ℃,t=5 h
2.6.4 Cu-ZSM-5-50的重复利用性
研究了Cu-ZSM-5-50的重复利用性,结果见图8。由图8可以看出,Cu-ZSM-5-50重复使用4次,苯乙烯的转化率没有出现大的下降,而苯甲醛和苯甲酸的选择性基本不变,说明Cu-ZSM-5-50具有较好的重复利用性。对回收的催化剂进行Cu含量检测,发现Cu质量分数从2.1%下降到2.02%,这是由沸石外表面八配位氧化铜的洗脱导致的。
图8 Cu-ZSM-5-50重复利用性Fig.8 Reusability of Cu-ZSM-5-50 Conditions:m(Cu-ZSM-5-50)=0.1 g; n(TBHP)/n(Styrene)= 1.5;T=60 ℃;t=5 h
3 结 论
(1)由于不使用有机模板剂,制备条件对Cu-ZSM-5的结晶度和纯度具有较大影响,在n(Si)/n(Al)为25、凝胶pH值为10.0、晶化温度为180 ℃、晶化时间为72 h的最优条件下制备的Cu-ZSM-5符合MFI结构,具有较高的结晶度,无其他杂晶。
(2)Cu-ZSM-5中Cu原子以四配位骨架铜为主,同时有八配位CuO存在于沸石表面。
(3)Cu-ZSM-5-50沸石具有较佳的催化活性,在m(Cu-ZSM-5-50)=0.1 g、n(TBHP)/n(Styrene)=1.5、T=60 ℃、t=5 h条件下,苯乙烯的转化率为76.5%,苯甲醛选择性为69.4%,且Cu-ZSM-5-50表现出较好的重复利用性。四配位Cu原子是催化氧化的活性中心,催化性能优于CuO和Cu(NO3)2。该方法不使用任何有机模板剂,且无需高温焙烧,是一种价格低廉和绿色环保的Cu-ZSM-5沸石的制备方法。