分子篩催化劑及其催化作用精華

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1、一、概述1、?沸石：自然界存在的類似粘土的硅鋁酸鹽2、?沸石特點：白色（通常）[淺粉、棕紅、黃色或綠色]玻璃光澤，粒度0.5～10μm硬度：中等（3～5）[金剛石？]比重：2.0～2.5第二節(jié)分子篩催化劑及其催化作用由SiO4和AlO4四面體骨架共享氧原子而交聯(lián)，形成多孔骨架結構孔道大小均一無毒無味，無腐蝕性不溶于水和有機溶劑，溶于強酸、強堿沸石中由于AlO4四面體有過剩負電荷，由Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+離子中和沸石的孔有效直徑由這些正離子大小和所在晶格的位置決定4、?分類立體籠形結構：菱沸石

2、、方沸石層狀結構：片沸石纖維狀結構：鈉沸石、鈣沸石3、?沸石存在形式噴出巖、沉積巖、變質(zhì)巖、熱液礦床、近代溫泉沉積中目前發(fā)現(xiàn)四十多種人工合成結晶的硅鋁酸鹽。已有一百多種化學組成Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]?zH2OM—金屬陽離子（人工合成分子篩一般為Na+）n—金屬陽離子價數(shù)x—鋁氧四面體的數(shù)目y—硅氧四面體的數(shù)目z—水合水分子數(shù)5、?分子篩M2/nO?Al2O3?xSiO2?yH2O硅鋁比：SiO2/Al2O3或Si/Al的摩爾比常見形式A型、X型、Y型、M型、ZSM-5型等命名：研究者發(fā)現(xiàn)所用符

3、號A型、X型、M型、ZSM-5型等離子交換，冠原型號所交換的離子元素CaA、HY、NH4Y等化學組成標明交換度Na12Al12Si12O4827H2OCa4Na8Al12Si12O4827H2OA型分子篩中，33%Na被Ca交換在型號前冠以分子篩孔徑大小。4ANa12AL12Si12O4627H2O孔徑4?5A70%Na被Ca交換孔徑5?3A70%Na被K交換孔徑6?相應天然沸石礦物名稱絲光沸石型分子篩（M型）八面沸石型分子篩（X型、Y型）Si、Al被其它原子取代，前加取代原子元素符號和連字符P-L型：磷原子取

4、代L型分子篩中部分SiK22[（AlO2）34（SiO2）25(PO2)13]42H2O1、?五十年代——沸石干燥劑：產(chǎn)品含水可脫到1—10ppm凈化劑：天然氣、裂解氣脫H2S、CO2比硅膠凈化度提高10～20倍烴類分離：脫蠟：異構烷中分離正構烷從混合二甲苯中分離對二甲苯（KBaY分子篩）二、發(fā)展史2、六十年代——人工合成工業(yè)催化劑Y型分子篩：人工合成沸石分子篩主要應用領域：催化裂化、加氫裂化、催化重整、芳烴及烷烴異構化、烷基化過程、歧化過程等3、七十年代——工藝路線、產(chǎn)品質(zhì)量改進ZSM—5型高硅分子篩～防結焦

5、Si/Al高達50以上，為交叉通道，使Cat更具有選擇性及催化活性更強，抗毒化及產(chǎn)品選擇更有利，提高反應速率。（改變工藝路線，采用一步合成等過程）例：甲苯乙烯烷基化生產(chǎn)對甲乙苯的反應。脫氫后甲基苯乙烯是優(yōu)良的高分子材料4、八十年代——AlPO4磷酸鋁分子篩第三代新型分子篩在原有的Si、Al分子篩基礎上又引入P元素已超過二百種骨架，二十四種不同結構（已鑒定出）性能特點：①為強吸水性，超過碳氫化合物②做載體③與加氫組分一起使用，有利于重質(zhì)油的深加工5、九十年代以來ALPO4系列的開發(fā)及應用領域的研究現(xiàn)有分子篩催化劑

6、進一步改性抗中毒、擇型、抗磨損、防結焦、耐高溫引入更多金屬助劑，使其使用性能更廣改進Cat，使其在石化行業(yè)有更高的選擇性、活性開辟新的使用領域等結構單元逐級堆砌而成1、基本結構單元以Si和Al原子為中心的正四面體（硅氧四面體和鋁氧四面體）三、分子篩的結構特點2、環(huán)結構硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋聯(lián)結成環(huán)環(huán)四元環(huán)五元環(huán)六元環(huán)八元環(huán)十元環(huán)十二元環(huán)有效直徑?約1.01.52.24.26.38.0-9.0各元環(huán)的孔徑由四個四面體形成四元環(huán)，五個四面體形成五元環(huán)，依此類推還有六元環(huán)、八元環(huán)和十二元環(huán)等環(huán)結構通過氧橋再相

7、互聯(lián)結，形成三維空間的多面體（籠結構）?籠（立方體籠）3、籠結構①6個四元環(huán)組成，有8個頂角②一般分子進不到籠里六方柱籠①2個六元環(huán)和6個四元環(huán)組成②一般分子進不到籠里β籠（又稱削角八面體）①8個六元環(huán)和6個四元環(huán)組成的十四面體，有24個頂角②有效直徑6.6?，空腔體積160?3③可構成A型、X型、Y型分子篩可以看作為在離八面體每個頂角1/3處削去六個角而形成的。在削去頂角的地方形成六個正方形(四元環(huán))。原來八個三角面變成正六邊形(六元環(huán))，頂點成了24個(即24個硅鋁原子)。①6個八元環(huán)、8個六元環(huán)和12個四

8、元環(huán)組成的二十六面體，有48個頂角②空腔體積760?3平均籠直徑11.4?最大窗孔：八元環(huán)，孔徑4.2?③是A型分子篩的主晶穴（孔穴）α籠八面沸石籠（超籠）①4個十二元環(huán)、4個六元環(huán)和18個四元環(huán)組成的二十六面體，有48個頂角空腔體積850?3，平均籠直徑12.5?最大窗孔：十二元環(huán)，孔徑8～9?是X型、Y型分子篩的主晶穴（孔穴）4、?分子篩結構不同結構的籠再通過氧橋相互聯(lián)結形成各種不