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《zsm-分子篩合成及應(yīng)用研究進(jìn)展【最新資料】》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、ZSM-5分子篩主要合成及應(yīng)用摘要總結(jié)分析ZSM-5分子篩主要合成方面的研究，其次介紹ZSM-5分子篩在石油化工-煉油工業(yè)中的應(yīng)用，最后對(duì)ZSM-5分子篩的發(fā)展進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：ZSM-5分子篩；合成；應(yīng)用ProgressinSynthesisandApplicationofZSM-5ZeoliteAbstract：ZSM-5zeoliteisazeolitemolecularsieve,ahighselectivityforaromaticsinthepetrochemicalindustry,w
2、hichhasgoodprospects.ThisarticlewillsummarizethedevelopmentfortheofZSM-5zeolite’ssynthesisandapplicationandpredictitsfeature.Keywords：ZSM-5zeolite;synthesis;applicationZSM-5沸石分子篩是由美國(guó)Mobile公司于1972年首先開發(fā)出的一種具有獨(dú)特三維通道結(jié)構(gòu)和可選擇酸強(qiáng)度分布的五元環(huán)型沸石，該沸石分子篩具有熱穩(wěn)定性高和親油疏水的特性
3、，大多數(shù)的孔徑為0.55nm左右,屬于中孔沸石。并且對(duì)于芳烴有較好的形狀選擇性。由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)不僅為擇形催化提供了空間限制作用，而且為反應(yīng)物和產(chǎn)物提供了豐富的進(jìn)出通道，也為制備高選擇性、高活性、抗積炭失活性能強(qiáng)的工業(yè)催化劑提供了晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。由此，其成為了石油工業(yè)中擇形反應(yīng)中最重要的催化材料之一。不僅如此，ZSM-5分子篩在精細(xì)化工和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用[1]，因此，對(duì)ZSM-5分子篩對(duì)于石油工業(yè)有著良好的應(yīng)用前景，對(duì)其的研究有著重要的實(shí)用價(jià)值。1.ZSM-5沸石分子篩的特點(diǎn)：ZS
4、M是ZeolitesSoconyMobil的縮寫，ZSM-5沸石分子篩則是20世紀(jì)七十年代美國(guó)Mobil石油公司開發(fā)成功的一系列新型的高硅鋁比沸石分子篩中其中的一種。它有著獨(dú)特的交叉孔道結(jié)構(gòu)，都是10氧環(huán)組成，其直筒型孔道呈橢圓形，橫向孔道截面近似于圓形，孔口尺寸稍有區(qū)別。一組為平行于單胞的a軸，呈“Z”字形具有近似于圓形的開孔，其尺寸為0.54×0.56nm；另一組平行于單胞的b軸，為直通道，但為橢圓開口，其尺寸為0.51×0.57nm。ZSM-5晶體屬于理想的斜方晶系，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為a=20.1，
5、b=19.9，c=13.4。沸石分子篩按其尺寸的大小又可分為納米沸石分子篩和微米沸石分子篩，它們具有完全相同的孔道結(jié)構(gòu)（如圖1-1）。但是微米ZSM-5分子篩的擇形催化技術(shù)存在局限性，主要是由于ZSM-5沸石分子篩孔道較長(zhǎng)，構(gòu)型擴(kuò)散阻力太大，導(dǎo)致內(nèi)表面的利用率較低，并且微米ZSM-5沸石分子篩抗積碳能力差，使得催化劑本身在反應(yīng)過程中失活快，單程反應(yīng)周期短，不利于工業(yè)化應(yīng)用。圖1ZSM-5分子篩孔道結(jié)構(gòu)示意圖1ZSM-5分子篩的合成ZSM-5分子篩的合成方法通常采用水熱合成法，隨著人們對(duì)于ZSM-5分
6、子篩合成的深入研究，涌現(xiàn)了許多新的合成方法，但，水熱合成法也越來越完善。1.1水熱法合成ZSM-5分子篩該方法的基本步驟：是將原料配成一定濃度的甲、乙兩種水溶液。甲溶液為水玻璃＋導(dǎo)向劑＋水；乙溶液為硫酸鋁＋硫酸＋水。在劇烈攪拌下，把乙溶液緩慢加入裝有甲溶液的容器中，有時(shí)再加入晶種（ZSM-5晶粉或制備的半晶化物料），繼續(xù)攪拌直至形成均勻的凝膠。然后將凝膠放置合成釜中，可以將混合物在低溫下陳化一定時(shí)間再升溫。在固定溫度下靜止晶化或攪拌晶化。晶化完成后，迅速冷卻、過濾、洗滌和烘干，即得鈉ZSM-5分子篩
7、原粉[3]。因水熱合成法多需要使用有機(jī)導(dǎo)向劑，而成為綠色和可持續(xù)的合成方法的一大障礙。近年來，隨著研究的深入，傳統(tǒng)的水熱合成法也有所改進(jìn)，對(duì)合成條件的研究也相應(yīng)深入。顧文應(yīng)等[4]利用無模板劑水熱法合成ZSM-5沸石。其方法是以硫酸+硫酸鋁+水為A溶液，水玻璃+水為B溶液，無導(dǎo)向劑，加料完畢后加入晶種，連續(xù)攪拌1-2h得到凝膠。并考察了晶化溫度、老化時(shí)間、堿度以及晶種量對(duì)于合成的影響。FPan等[5]使用煅燒煤系高嶺石，無有機(jī)模板劑條件下，合成含Si、Al的ZSM-5沸石，并考察了諸如球磨時(shí)間、H2
8、O/SiO2、NaOH/SiO2的影響。此外還進(jìn)行了170-190℃下結(jié)晶動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，給出了結(jié)晶時(shí)間6-96h的結(jié)晶曲線。所得到的樣品進(jìn)行表征通過粉末X-射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）。結(jié)果表明，ZSM-5具有優(yōu)異的結(jié)晶性可以通過無有機(jī)模板來獲得。此外，機(jī)械處理和合成條件可能顯著影響結(jié)晶度和純度。根據(jù)Arrhenius方程，表觀激活能誘導(dǎo)和增長(zhǎng)分別為78.3和68.5千焦/摩爾。QYu等[6]在晶種中混入ZSM-11協(xié)助參與結(jié)晶過程，在無有機(jī)導(dǎo)向劑作用下
