Na-ZSM-5的铵离子交换及焙烧方法
《高硅ZSM-5分子筛的无胺合成及机理研究》范文
《高硅ZSM-5分子筛的无胺合成及机理研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，多孔材料如分子筛在工业生产、能源利用和环境保护等领域中扮演着越来越重要的角色。
ZSM-5分子筛作为一种具有独特性能的催化剂载体和吸附剂，其合成方法及性能研究一直是科研领域的热点。
传统的ZSM-5分子筛合成方法中常使用胺类物质作为模板剂，然而这种模板剂在合成过程中易造成环境污染，不利于工业可持续发展。
因此，探索无胺合成高硅ZSM-5分子筛的方法及其机理具有重要的理论和实践意义。
二、无胺合成高硅ZSM-5分子筛的合成方法本文提出了一种无胺合成高硅ZSM-5分子筛的方法。
该方法主要利用绿色环保的原料，通过调整合成条件，实现无胺合成。
具体步骤如下：首先，根据实验设计，选择合适的高硅源、铝源和结构导向剂。
其次，通过调整合成体系中的pH值、温度和压力等条件，使得反应过程中晶体成核和生长得以有效控制。
最后，经过一定的老化、洗涤和干燥等后处理过程，得到高硅ZSM-5分子筛产品。
三、无胺合成高硅ZSM-5分子筛的机理研究无胺合成高硅ZSM-5分子筛的机理研究是本文的重点之一。
首先，从分子层面分析了无胺合成过程中各组分的相互作用及反应过程。
研究发现在无胺条件下，高硅源与铝源之间的反应更为剧烈，形成了一定数量的中间产物。
这些中间产物在合适的pH 值和温度条件下，通过结构导向剂的引导作用，逐渐转化为高硅ZSM-5分子筛。
此外，还对反应过程中的晶体成核和生长机制进行了深入研究，揭示了无胺合成高硅ZSM-5分子筛的内在规律。
四、实验结果与讨论通过一系列实验，我们验证了无胺合成高硅ZSM-5分子筛的可行性。
实验结果表明，采用无胺合成方法得到的ZSM-5分子筛具有较高的硅铝比和良好的结晶度。
同时，与传统的有胺合成方法相比，无胺合成方法在环境友好性和经济效益方面具有显著优势。
此外，我们还对不同合成条件下的ZSM-5分子筛进行了性能评价和比较，发现适当的pH值、温度和压力等条件对ZSM-5分子筛的性能具有重要影响。
NaZSM-5分子筛催化乳酸脱水制丙烯酸
NaZSM-5分子筛催化乳酸脱水制丙烯酸袁川;刘华彦;应流渊;陈银飞【摘要】采用离子交换法以Na+改性不同硅铝比的ZSM-5分子筛催化乳酸脱水制丙烯酸,采用XRD、NH3-TPD、TG等手段来表征催化剂结构、表面酸性和积炭情况,在气固相反应装置上评价催化剂活性和稳定性.结果表明:SiO2/Al2O3=75的ZSM-5有较好的催化性能,在反应温度为375℃,LHSV=2.41h-1时,乳酸转化率98.82％,丙烯酸选择性达56.72％,副产物丙酸和2,3-戊二酮较少,且催化剂稳定性好,具有较好的工业化应用前景.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2015(046)011【总页数】5页(P27-31)【关键词】乳酸;脱水;丙烯酸;ZSM-5分子筛【作者】袁川;刘华彦;应流渊;陈银飞【作者单位】浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,杭州浙江310014;浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,杭州浙江310014;浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,杭州浙江310014;浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,杭州浙江310014【正文语种】中文丙烯酸作为一种重要的化工原料，主要用于生产增稠剂、胶黏剂及高吸水性树脂等领域，市场前景广阔[1-2]。
目前，工业上主要采用石油基产品丙烯两步氧化法生产丙烯酸，石油越来越紧缺，导致丙烯酸的生产成本上升[3]。
而生物质转化越来越受研究者青睐，乳酸作为一种具有羟基、羧基双功能团的生物质，被广泛应用于转化为乙醛、丙酸、丙烯酸、2，3-戊二酮等物质[4-8]。
所以，研究者逐渐转向以乳酸为原料，一步脱水法来制备丙烯酸，该法环保、经济、符合可持续发展方向而成为研究热点[9]。
1958年，Holmen等最早提出以硫酸盐或磷酸盐为催化剂，催化乳酸脱水制备丙烯酸，以Ca-SO4/Na2SO4（摩尔比25:1）复合盐催化剂催化性能最好，反应温度400℃下，丙烯酸的收率达68%[10]。
碱处理多级孔ZSM-5的酸性及吸附扩散性能研究
碱处理多级孔ZSM-5的酸性及吸附扩散性能研究初春雨;阎松;孟秀红;段林海【摘要】在不同条件下用NaOH处理ZSM-5分子筛,得到不同孔径分布的微-介孔多级ZSM-5分子筛,运用XRD、N2吸附-脱附、SEM、NH3-TPD和Py-FTIR 等方法对其进行表征.采用智能质量分析仪(IGA)等考察改性后的分子筛与苯分子之间吸附扩散性能及其与酸量及吸附位的构效关系.结果表明:碱处理不会改变分子筛整体的晶相结构,但是碱处理会一定程度破坏分子筛的结晶度;碱改性会形成微-介多级孔分子筛,并能调变分子筛的酸量,调变后酸量相对大的多级孔 ZSM-5分子筛有更多的吸附位,吸附量也会相应增大;此外,苯在多级孔ZSM-5上的传质性能不仅与多级孔ZSM-5分子筛的吸附位有关,还与孔结构有关;介孔含量越多,多级孔体系贯通性越好,苯的传质性能越好,越有利于多级孔ZSM-5活性位的吸附及其催化性能的提高.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2016(047)010【总页数】6页(P66-71)【关键词】NaOH;多级孔;ZSM-5;吸附位;扩散速率【作者】初春雨;阎松;孟秀红;段林海【作者单位】辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室,辽宁抚顺113001【正文语种】中文HZSM-5分子筛因具有丰富的酸中心、高活性及规整的孔结构等优点被作为催化剂和选择性吸附剂应用于催化领域[1-5]。
然而由于ZSM-5相对狭窄单一的微孔结构，大分子在孔道中存在明显的扩散限制，微孔中活性位点的可接近性很差，造成反应物或产物聚集在酸中心过度裂化，导致副反应的发生，或者产品结焦堵塞孔道，严重影响较大的反应物及产物的扩散，造成催化反应的传质困难，降低目标产物的选择性。
zsm-5的制备
（一）ZSM一5沸石合成方面的研究热点主要集中于:(l)小晶粒ZSM一5分子筛的合成,尤其是纳米晶粒的合成;(2)含杂原子ZSM一5分子筛的合成"以金属或非金属杂原子同晶置换ZSM一5中的部分铝或硅,或是杂原子吸附在分子筛孔道活性位上,在改变分子筛的化学组成和孔结构大小的同时,对其表面酸性质及择形性进行调变;(3)以不同的材料为载体合成zsM一5分子筛150]"以上方法共同的目的是通过调变ZSM一5作为催化剂应用的相关性质:晶粒大小,孔道结构以及酸性质等提高ZSM一5分子筛的催化性能"2.4.1小晶粒ZSM一5的合成小晶粒和纳米晶粒分子筛因其孔道短,外表面积大,在催化反应中得到广泛的应用"纳米晶粒分子筛是指尺寸小于100nm的微小固体颗粒"是一类介于原子簇和宏观物体之间的介观物质,具有明显的体积效应!表面效应和量子尺寸效应"根据王坤院等[5.]的报道,其合成方法主要分为水热合成法!清液合成法及两步合成法"(l)水热合成法马广伟等[52]考察了不同PH值!模板剂用量!用水量和升温程序等条件下,水热合成的zSM一5分子筛的形貌变化"结果表明:PH值在9.50一12.5范围内,随PH 值逐渐变大,合成的分子筛晶粒尺寸逐渐增大,晶粒表面逐渐由粗糙趋于光滑;模板剂用量与硅源摩尔比从0.25:l增加到0.4:l时,分子筛由晶面较光滑的单个2文献综述立方体晶粒变成表面粗糙的球形晶粒"用水量与硅源摩尔比(简称水硅比)由高到低时,分子筛由尺寸较小!均匀规整的无团聚晶粒渐变为粒径较大!晶形不规整且团聚严重的晶粒"无低温诱导期时,合成的分子筛晶粒尺寸较大,晶形呈立方体形,晶粒表面较光滑,部分晶粒表面出现明显的台阶纹;随着低温诱导期增长,晶粒表面的台阶纹长大,分子筛的晶形逐渐由立方体形变成圆球形,但表面台阶纹仍很明显;当低温诱导期达到一定时间,分子筛晶粒完全变成圆球形,且尺寸变小,表面粗糙,已无明显的台阶纹,即无明显的晶面"当晶体生长阶段温度逐渐升高时,晶体粒径逐步变大,结晶度逐渐升高"刘明等[53]在凡"一A1203一5102一TpAB:(四丙基澳化按升HZo体系中水热合成ZSM一5分子筛,发现降低投料硅铝比!增加K+含量!使用碱性较弱的及C03或升高晶化温度都能促进产品ZSM一5分子筛晶粒的增大"提高投料硅铝比或引入NO3- 易使产物形貌趋于球形"采用晶化前预老化的方法,可以方便地制备出不同晶粒大小且不含微晶!无微晶聚集体的产品"王荧光等[54]采用水热法合成常规微米zSM一5分子筛并使用其作为基准物,以中子L碳米管为惰性基体,限定空间尺寸法合成了5102/A1203=100的纳米zsM一5分子筛"除了经典水热晶化法外,schmidt等[55>借助受限空间的条件在惰性中孔介质中晶化沸石,然后除去惰性介质得到高结晶度的纳米沸石,并且现已采用该法在碳黑介质内合成出了多种纳米沸石",(z)清液合成法"verduijnJP等[56]将一定比例的硅溶胶和硫酸铝加入到沸腾的20%四丙基氢氧化按水溶液中,回流条件下搅拌10min,获得清液,冷却至室温"在80e条件下将清液置于装有回流冷却器的蒸馏瓶中进行回流,合成出纳米zSM一5晶体,该方法的特点是在常压和静态条件下得到纳米ZSM一5,但晶粒尺寸不均一"!乞nGriekenR等=.7]将硫酸铝(硝酸铝!异丙醇铝)的水溶液及20%四丙基氢氧化按的水溶液在Oe混合!搅拌,得到清液"再将硅酸乙醋加入此清液,常温下搅拌至其水解,水解完全后,在80e条件下脱除醇和水,最后,浓缩液在170e晶化(6一120)h,得到纳米zsM一5"songw等[,8]改进了vano五ekenR等的合成方法, 令异丙醇铝!硅酸乙醋!四丙基氢氧化按和异丙醇在室温下水解!过夜"母液在不脱除乙醇和异丙醇的情况下,165e水热处理12Oh,得到15nln的zSM一5"(3)两步合成法"RedingG等[59]报道了一种基于两步法的合成步骤"首先,采用清液合成[60]的方法,在不加铝源的条件下合成全硅沸石(silicalite一1)"再以全硅沸石为晶种!硫酸铝为铝源!氧化硅为硅源!四丙基氢氧化按为模板剂,同样采用清液合成[60]的方法,80e常压!回流,合成出晶粒尺寸(l00一300)nm的ZSM一5"两步合成法的优点是通过调整母液中晶种的浓度,可以很好地控制晶粒尺寸,晶化过程,工业化生产成本低"2.4.2含有多级孔道ZSM一5的合成根据目前的研究报道,复合分子筛的合成方法主要包括原位合成法!离子交换法!纳米组装法[6l〕"原位合成法又分为一步合成法和分步合成法"一步合成法的特点是,在同一合成条件下,即可采用原位合成的方法生成两种分子筛材料,这种方法需采用双重模板剂,同时要求两种分子筛的合成条件相差不大,即合成条件中的投料配比!PH值等要有相互交叉的范围,保证在一种分子筛结晶的过程中会出现适合第二种分子筛生成的条件"分步合成法的特点是在一种分子筛合成后,只需对合成条件稍作改变即可生成第二种分子筛"张强等[62]以三乙胺为模板剂,采用低温与高温相结合的两阶段晶化方式(低温1200C晶化!高温1800C晶化)合成了zSM一5(eore)/sAPo一5(shell)双结构分子筛"黄立民等[63]以水玻璃!偏铝酸钠溶液分别为硅源和铝源,四丙基澳化按为模板剂!同表面活性剂CTMABr按一定比例混合,搅拌lh,然后进行两步晶化:第一步在温度为100e!PH值为n的条件下晶化2天;第二步是在125e和PH=9.巧的条件下进行"产物经过滤!洗涤和焙烧后得到MCM一41/zSM一5复合分子筛"离子交换法是在复合分子筛形成之前,当微孔或中孔分子筛有一种已经合成,通过离子交换的方法将另外一种分子筛模板剂的阳离子取代Na+,形成模板剂阳离子/分子筛复合物,交换到第一种分子筛上的模板剂将会引导第二种分子筛的形成"根据第二种分子筛生成时所用硅铝酸盐的来源不同,离子交换法又可2文献综述以分为附晶生长法和晶化孔壁法两种"刃oestra等[64]们将NaY分子筛或N以分子筛在氯化十六烷基三甲基按(CTMAcl)溶液中进行离子交换,NaY分子筛表面的部分Na+被十六烷基三甲基按离子(cTA+)取代,加入到新制备的McM一41凝胶中,混合体系在一定温度下晶化即可得到FAU/MCM一41复合分子筛"纳米组装法是将微孔分子筛的初级和次级基本结构单元引入中孔分子筛结构中"该方法首先合成出具有分子筛初级和次级结构单元的硅铝纳米簇,然后使这些纳米簇与胶束模板自组装,制备出具有高水热稳定性和强酸中心的规则中孔分子筛"Liu等[65]利用Y型沸石的纳米簇,以cTMABr作模板剂进行自组装,制备出具有较好水热稳定性和强酸性的六方排列的中孔分子筛材料MSU一S,在800e条件下进行水热处理,六方结构保持完整,而传统方法制备的材料,其中孔结构几乎全部坍塌"2.4.3不同酸性质ZSM一5的合成分子筛酸性质与分子筛的其它物性密切相关,例如硅铝比!晶粒大小!分子筛的骨架环境等"在不断寻求合成ZSM一5新方法及改性方法的同时,也是使催化剂在改善分子筛酸性质的基础上向着有利于催化反应的方向进行"因此,在改变分子筛其他物性的同时,酸性也发生相应的变化"zhao和几kemoto等[66]将zsM一5催化剂与z心(No3)2#ZHZo混合,在sooC下搅拌Zh,将PH值调到9后继续搅拌Zh"经过烘干!焙烧处理后将得到的zr(OH)4胜一zsM一5混合物与1留loml浓度的H3Po4混合,室温下搅拌0.5h"得到的改性后的ZSM一5分子筛主要以B酸为主,与未经改性的ZSM一5分子筛相比,酸强度和酸密度都有一定的提高"Shai妓等[67]以原硅酸四乙醋为硅源,对HzsM一5进行了表面沉积5102的酸性研究"结果发现,表面沉积5102的HZSM一5的B酸酸性显著增强,而L酸酸性减弱"（二）2文献综述立方体晶粒变成表面粗糙的球形晶粒"用水量与硅源摩尔比(简称水硅比)由高到低时,分子筛由尺寸较小!均匀规整的无团聚晶粒渐变为粒径较大!晶形不规整且团聚严重的晶粒"无低温诱导期时,合成的分子筛晶粒尺寸较大,晶形呈立方体形,晶粒表面较光滑,部分晶粒表面出现明显的台阶纹;随着低温诱导期增长,晶粒表面的台阶纹长大,分子筛的晶形逐渐由立方体形变成圆球形,但表面台阶纹仍很明显;当低温诱导期达到一定时间,分子筛晶粒完全变成圆球形,且尺寸变小,表面粗糙,已无明显的台阶纹,即无明显的晶面"当晶体生长阶段温度逐渐升高时,晶体粒径逐步变大,结晶度逐渐升高"刘明等[53]在凡"一A1203一5102一TpAB:(四丙基澳化按升HZo体系中水热合成ZSM一5分子筛,发现降低投料硅铝比!增加K+含量!使用碱性较弱的及C03或升高晶化温度都能促进产品ZSM一5分子筛晶粒的增大"提高投料硅铝比或引入NO3- 易使产物形貌趋于球形"采用晶化前预老化的方法,可以方便地制备出不同晶粒大小且不含微晶!无微晶聚集体的产品"王荧光等[54]采用水热法合成常规微米zSM一5分子筛并使用其作为基准物,以中子L碳米管为惰性基体,限定空间尺寸法合成了5102/A1203=100的纳米zsM一5分子筛"除了经典水热晶化法外,schmidt等[55>借助受限空间的条件在惰性中孔介质中晶化沸石,然后除去惰性介质得到高结晶度的纳米沸石,并且现已采用该法在碳黑介质内合成出了多种纳米沸石",(z)清液合成法"verduijnJP等[56]将一定比例的硅溶胶和硫酸铝加入到沸腾的20%四丙基氢氧化按水溶液中,回流条件下搅拌10min,获得清液,冷却至室温"在80e条件下将清液置于装有回流冷却器的蒸馏瓶中进行回流,合成出纳米zSM一5晶体,该方法的特点是在常压和静态条件下得到纳米ZSM一5,但晶粒尺寸不均一"!乞nGriekenR等=.7]将硫酸铝(硝酸铝!异丙醇铝)的水溶液及20%四丙基氢氧化按的水溶液在Oe混合!搅拌,得到清液"再将硅酸乙醋加入此清液,常温下搅拌至其水解,水解完全后,在80e条件下脱除醇和水,最后,浓缩液在170e晶化(6一120)h,得到纳米zsM一5"songw等[,8]改进了vano五ekenR等的合成方法, 令异丙醇铝!硅酸乙醋!四丙基氢氧化按和异丙醇在室温下水解!过夜"母液在2.425阵5分子筛催化剂的合成ZSM一5沸石合成方面的研究热点主要集中于:(l)小晶粒ZSM一5分子筛的合成,尤其是纳米晶粒的合成;(2)含杂原子ZSM一5分子筛的合成"以金属或非金属杂原子同晶置换ZSM一5中的部分铝或硅,或是杂原子吸附在分子筛孔道活性位上,在改变分子筛的化学组成和孔结构大小的同时,对其表面酸性质及择形性进行调变;(3)以不同的材料为载体合成zsM一5分子筛150]"以上方法共同的目的是通过调变ZSM一5作为催化剂应用的相关性质:晶粒大小,孔道结构以及酸性质等提高ZSM一5分子筛的催化性能"2.4.1小晶粒ZSM一5的合成小晶粒和纳米晶粒分子筛因其孔道短,外表面积大,在催化反应中得到广泛的应用"纳米晶粒分子筛是指尺寸小于100nm的微小固体颗粒"是一类介于原子簇和宏观物体之间的介观物质,具有明显的体积效应!表面效应和量子尺寸效应"根据王坤院等[5.]的报道,其合成方法主要分为水热合成法!清液合成法及两步合成法"(l)水热合成法马广伟等[52]考察了不同PH值!模板剂用量!用水量和升温程序等条件下,水热合成的zSM一5分子筛的形貌变化"结果表明:PH值在9.50一12.5范围内,随PH 值逐渐变大,合成的分子筛晶粒尺寸逐渐增大,晶粒表面逐渐由粗糙趋于光滑;模板剂用量与硅源摩尔比从0.25:l增加到0.4:l时,分子筛由晶面较光滑的单个浙江大学硕士学位论文不脱除乙醇和异丙醇的情况下,165e水热处理12Oh,得到15nln的zSM一5"(3)两步合成法"RedingG等[59]报道了一种基于两步法的合成步骤"首先,采用清液合成[60]的方法,在不加铝源的条件下合成全硅沸石(silicalite一1)"再以全硅沸石为晶种!硫酸铝为铝源!氧化硅为硅源!四丙基氢氧化按为模板剂,同样采用清液合成[60]的方法,80e常压!回流,合成出晶粒尺寸(l00一300)nm的ZSM一5"两步合成法的优点是通过调整母液中晶种的浓度,可以很好地控制晶粒尺寸,晶化过程,工业化生产成本低"2.4.2含有多级孔道ZSM一5的合成根据目前的研究报道,复合分子筛的合成方法主要包括原位合成法!离子交换法!纳米组装法[6l〕"原位合成法又分为一步合成法和分步合成法"一步合成法的特点是,在同一合成条件下,即可采用原位合成的方法生成两种分子筛材料,这种方法需采用双重模板剂,同时要求两种分子筛的合成条件相差不大,即合成条件中的投料配比!PH值等要有相互交叉的范围,保证在一种分子筛结晶的过程中会出现适合第二种分子筛生成的条件"分步合成法的特点是在一种分子筛合成后,只需对合成条件稍作改变即可生成第二种分子筛"张强等[62]以三乙胺为模板剂,采用低温与高温相结合的两阶段晶化方式(低温1200C晶化!高温1800C晶化)合成了zSM一5(eore)/sAPo一5(shell)双结构分子筛"黄立民等[63]以水玻璃!偏铝酸钠溶液分别为硅源和铝源,四丙基澳化按为模板剂!同表面活性剂CTMABr按一定比例混合,搅拌lh,然后进行两步晶化:第一步在温度为100e!PH值为n的条件下晶化2天;第二步是在125e和PH=9.巧的条件下进行"产物经过滤!洗涤和焙烧后得到MCM一41/zSM一5复合分子筛"离子交换法是在复合分子筛形成之前,当微孔或中孔分子筛有一种已经合成,通过离子交换的方法将另外一种分子筛模板剂的阳离子取代Na+,形成模板剂阳离子/分子筛复合物,交换到第一种分子筛上的模板剂将会引导第二种分子筛的形成"根据第二种分子筛生成时所用硅铝酸盐的来源不同,离子交换法又可不脱除乙醇和异丙醇的情况下,165e水热处理12Oh,得到15nln的zSM一5" (3)两步合成法"RedingG等[59]报道了一种基于两步法的合成步骤"首先,采用清液合成[60]的方法,在不加铝源的条件下合成全硅沸石(silicalite一1)"再以全硅沸石为晶种!硫酸铝为铝源!氧化硅为硅源!四丙基氢氧化按为模板剂,同样采用清液合成[60]的方法,80e常压!回流,合成出晶粒尺寸(l00一300)nm的ZSM一5"两步合成法的优点是通过调整母液中晶种的浓度,可以很好地控制晶粒尺寸,晶化过程,工业化生产成本低"2.4.2含有多级孔道ZSM一5的合成根据目前的研究报道,复合分子筛的合成方法主要包括原位合成法!离子交换法!纳米组装法[6l〕"原位合成法又分为一步合成法和分步合成法"一步合成法的特点是,在同一合成条件下,即可采用原位合成的方法生成两种分子筛材料,这种方法需采用双重模板剂,同时要求两种分子筛的合成条件相差不大,即合成条件中的投料配比! PH值等要有相互交叉的范围,保证在一种分子筛结晶的过程中会出现适合第二种分子筛生成的条件"分步合成法的特点是在一种分子筛合成后,只需对合成条件稍作改变即可生成第二种分子筛"张强等[62]以三乙胺为模板剂,采用低温与高温相结合的两阶段晶化方式(低温1200C晶化!高温1800C晶化)合成了zSM一5(eore)/sAPo一5(shell)双结构分子筛"黄立民等[63]以水玻璃!偏铝酸钠溶液分别为硅源和铝源,四丙基澳化按为模板剂!同表面活性剂CTMABr按一定比例混合,搅拌lh,然后进行两步晶化:第一步在温度为100e!PH值为n的条件下晶化2天;第二步是在125e和PH=9.巧的条件下进行"产物经过滤!洗涤和焙烧后得到MCM一41/zSM一5复合分子筛"离子交换法是在复合分子筛形成之前,当微孔或中孔分子筛有一种已经合成,通过离子交换的方法将另外一种分子筛模板剂的阳离子取代Na+,形成模板剂阳离子/分子筛复合物,交换到第一种分子筛上的模板剂将会引导第二种分子筛的形成"根据第二种分子筛生成时所用硅铝酸盐的来源不同,离子交换法又可2文献综述以分为附晶生长法和晶化孔壁法两种"刃oestra等[64]们将NaY分子筛或N以分子筛在氯化十六烷基三甲基按(CTMAcl)溶液中进行离子交换,NaY分子筛表面的部分Na+被十六烷基三甲基按离子(cTA+)取代,加入到新制备的McM一41凝胶中,混合体系在一定温度下晶化即可得到FAU/MCM一41复合分子筛"纳米组装法是将微孔分子筛的初级和次级基本结构单元引入中孔分子筛结构中"该方法首先合成出具有分子筛初级和次级结构单元的硅铝纳米簇,然后使这些纳米簇与胶束模板自组装,制备出具有高水热稳定性和强酸中心的规则中孔分子筛"Liu等[65]利用Y型沸石的纳米簇,以cTMABr作模板剂进行自组装,制备出具有较好水热稳定性和强酸性的六方排列的中孔分子筛材料MSU一S,在800e条件下进行水热处理,六方结构保持完整,而传统方法制备的材料,其中孔结构几乎全部坍塌"2.4.3不同酸性质ZSM一5的合成分子筛酸性质与分子筛的其它物性密切相关,例如硅铝比!晶粒大小!分子筛的骨架环境等"在不断寻求合成ZSM一5新方法及改性方法的同时,也是使催化剂在改善分子筛酸性质的基础上向着有利于催化反应的方向进行"因此,在改变分子筛其他物性的同时,酸性也发生相应的变化"zhao和几kemoto等[66]将zsM一5催化剂与z心(No3)2#ZHZo混合,在sooC下搅拌Zh,将PH值调到9后继续搅拌Zh"经过烘干!焙烧处理后将得到的zr(OH)4胜一zsM一5混合物与1留loml浓度的H3Po4混合,室温下搅拌0.5h"得到的改性后的ZSM一5分子筛主要以B酸为主,与未经改性的ZSM一5分子筛相比,酸强度和酸密度都有一定的提高"Shai妓等[67]以原硅酸四乙醋为硅源,对HzsM一5进行了表面沉积5102的酸性研究"结果发现,表面沉积5102的HZSM一5的B酸酸性显著增强,而L酸酸性减弱"。
ZSM-5分子筛催化剂介绍
ZSM-5 分子筛催化剂介绍
ZSM-5 分子筛催化剂介绍
2012
ZSM-5 分子筛催化剂介绍
摘要
ZSM-5 沸石是美国 Mobile oil 公司于本世纪六十年代末合成出来的一种含有机 胺阳离子的新型沸石子筛。由于它在化学组成、晶体结构及物化性质方面具有许多独 特性,因此在很多有机催化反应中显示出了优异的催化效能,在工业上得到了越来越 广泛的应用,成为石油化工的一种颇有前途的新型催化剂。本文就 ZSM-5 型分子筛催 化剂从：１）组成与结构；２）特性；３）应用领域；４）制备方法；５）失活原因； ６）再生方法等六个方面分别展开介绍。 关键词：ZSM-5 组成 应用 制备 失活 再生
３.２ 从甲醇合成汽油
用 ZSM-5 作催化剂，可使甲醇转化为汽油，所得汽油产品的辛烷值高，为优质汽 油产品中不含Ｃ１０以上的烃类，烃类产品中汽油馏分约占８８％，转化率达到１０ ０％．含Ｂ２Ｏ３的 ZSM-5 结构型沸石可用于甲醇转化为汽油的催化剂。文献报道， ZSM-5 沸石（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２７～８４）用于甲醇转化为汽油，表现出自催 化性质。把反应温度从８０℃提高到３００℃，烃类产量急据增加。
ZSM-5 沸石含有十元环,基本结构单元是由八个五元环组成的。其晶体结构属于 斜方晶系,空间群 Pnma，晶格常数 a=20.1Å，b=19.9Å，c=13.4Å。它具有特殊的结构没 有 A 型、X 型和 Y 型沸石那样的笼,其孔道就是它的空腔。骨架由两种交叉的孔道系 统组成,直筒形孔道是椭圆形,长轴为 5.7～5.8 Å，短轴为 5.1～5.2 Å；另一种是“Z” 字形横向孔道,截面接近圆形,孔径为 5.4±0.2Å。属于中孔沸石。“Z”字形通道的折 角为 110 度。钠离子位于十元环孔道对称面上。其阴离子骨架密度约为 1.79 克/厘米 3。因此 ZSM-5 沸石的晶体结构非常稳定。
ZSM-5分子筛焙烧前后铵交换效果探究
ZSM-5分子筛焙烧前后铵交换效果探究马俊抚顺石化公司催化剂厂技术中心摘要：使用NH4Cl溶液对以四乙基溴化铵为模板剂合成ZSM-5工业原粉分别进行焙烧前后的铵交换实验，采用火焰光度法测量铵交换前后Na2O含量并计算出交换度，考察焙烧前后对分子筛铵交换效果的影响，并分析出现交换度差异的原因。
关键词：ZSM-5分子筛；铵交换；四乙基溴化铵ZSM-5是目前最重要的分子筛材料之一，广泛应用于石油化工、精细化工、煤化工等领域。
ZSM-5分子筛具有二维十元环孔道，其一为十元直孔道，另一个为Zigzag形状的十元环孔道，孔径分别为5.1 X 5.5、5.4 X 5.6，ZSM-5具有酸性中心，其酸性催化性能与骨架中的铝密切相关。
现阶段，使ZSM-5产生酸性中心的常用方法是使用铵盐交换，利用分子筛的阳离子可交换性，将分子筛骨架中与Al相邻的O所连接的Na原子与溶液中的NH4离子进行交换，使ZSM-5由Na型转换成NH4型，再通过焙烧，使NH4型最终转化为H型，其原理如下：N a+380℃赶铵焙烧本实验通过对以四乙基溴化铵为模板剂合成的ZSM-5晶化原粉焙烧前后的两种分子筛进行铵交换，来比较在相同交换比、交换温度、洗涤次数的条件下，不同NH4Cl溶液浓度，对两种分子筛交换度的影响，并对ZSM-5能否在焙烧前进行铵交换进行可行性探究。
1实验•1.1实验原料ZSM-5分子筛为工业产品，合成采用四乙基溴化铵作为模板剂，通过水热晶化合成。
1.2物化表征方法采用火焰光度法分析交换前后的分子筛Na2O含量，采用 Micromeritics 公司的TriStar Ⅱ 3020型全自动比表面与空隙分析仪测定分子筛的孔结构参数，低温 N2吸附容量法（BET），N2作吸附质，通过 BET 方程计算得到比表面积，BJH 方法计算得到孔体积。
1.2实验过程与方法本实验每次选取两种分子筛干基30g（简称烧前粉和烧后粉），按其烧残计算称取烧前粉33g、烧后粉31g。
《干胶转化制备ZSM-5分子筛以及其应用》范文
《干胶转化制备ZSM-5分子筛以及其应用》篇一干胶转化制备ZSM-5分子筛及其应用一、引言随着石油资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，对高效、环保的催化剂需求日益增长。
ZSM-5分子筛因其具有高活性、高选择性以及良好的水热稳定性，被广泛应用于石油化工、精细化工和能源领域。
干胶转化法是一种常用的ZSM-5分子筛制备方法，本文将详细介绍该方法及其应用。
二、干胶转化制备ZSM-5分子筛1. 原料与设备干胶转化法制备ZSM-5分子筛的主要原料包括硅源、铝源、模板剂等。
设备主要包括搅拌器、干燥箱、焙烧炉等。
2. 制备过程（1）将硅源和铝源按照一定比例混合，加入适量的模板剂，在搅拌器中充分搅拌，形成干胶。
（2）将干胶在干燥箱中干燥，得到干胶前驱体。
（3）将干胶前驱体在焙烧炉中焙烧，使硅铝酸盐骨架形成，同时去除模板剂，得到ZSM-5分子筛。
3. 制备参数优化干胶转化的关键在于制备参数的优化，包括硅铝比、模板剂种类及用量、焙烧温度等。
通过优化这些参数，可以得到高纯度、高比表面积的ZSM-5分子筛。
三、ZSM-5分子筛的应用ZSM-5分子筛因其优异的性能，被广泛应用于石油化工、精细化工和能源领域。
1. 石油化工领域ZSM-5分子筛可作为催化剂用于烃类裂解、烷基化等反应，提高反应活性和选择性，降低积碳率。
此外，还可用于制备高辛烷值汽油等。
2. 精细化工领域ZSM-5分子筛可用于催化酯化、醚化、脱水等反应，提高反应速率和产物纯度。
此外，还可用于制备高纯度有机硅化合物等。
3. 能源领域ZSM-5分子筛可用于催化生物质转化为燃料或化学品，如生物柴油等。
此外，还可用于催化碳氢化合物的水蒸气重整等过程。
四、结论干胶转化法是一种有效的ZSM-5分子筛制备方法，通过优化制备参数可以得到高纯度、高比表面积的ZSM-5分子筛。
ZSM-5分子筛因其优异的性能在石油化工、精细化工和能源领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，ZSM-5分子筛的制备技术和应用领域将不断拓展和完善，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
铵离子交换对na-zsm-5分子筛及其催化甲醇芳构化反应的影响
样品 Ｎａ－ＺＳＭ －５
在北京优 尼 泰 科 实 验 设 备 有 限 公 司 生 产 的 小型固定床评价装置上，装填 ５～１０ｇ的 ＺＳＭ －５ 分子筛催 化 剂，反 应 器 缓 慢 升 温 至 一 定 温 度 时， 通入甲醇 进 行 反 应，并 对 反 应 产 物 进 行 分 离，如 图 １所示。
表 １ 铵离子交换前后分子筛孔结构对比
甲醇制芳 烃 （ＭＴＡ）可 拓 宽 芳 烃 生 产 的 原 料 来源，增加对二甲 苯 （ＰＸ）的 供 应，其 所 采 用 的 催 化剂为酸 性 ＺＳＭ －５分 子 筛 催 化 剂 。 ［５］ ＺＳＭ －５ 分子筛催 化 剂 在 制 备 过 程 中 需 通 过 交 换 步 骤 将 Ｎａ型 转 变 成 ＨＺＳＭ －５，才 具 有 更 好 的 芳 构 化 性 能。本工作考察了铵离子交换对 ＺＳＭ －５分子筛 物性及其 催 化 ＭＴＡ反 应 的 影 响，以 提 高 该 反 应 的芳烃选择性和技术经济性 。 ［６］
硅铝比（摩尔比，下 同 ）为 ６０，由 天 津 南 开 大 学 催 化剂厂生产。 １．２ 分 析 与 表 征
采用美国安 捷 伦 科 技 公 司 制 造 的 ７８９０Ｂ型 气相色谱仪进行气相产物 分析，色谱 柱为 ＧＤＸ－ １０３型 （２ ｍｍ ×４ ｍｍ），氢 火 焰 离 子 化 检 测 器 （ＦＩＤ）。采用 美 国 安 捷 伦 公 司 制 造 的 ７８９０Ａ型 气相色谱仪进行液 相 产 物 分 析，色 谱 柱 为 ＨＰ－５ ＭＳ型（３０ｍ×０．３２ｍｍ×０．２５μｍ），ＦＩＤ 。 采 用 美 国 Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ 公 司 制 造 的 Ｃｈｅｍｓｏｒｂ － ２７２０型多功能 自 动 化 仪 进 行 氨 气 程 序 升 温 脱 附 （ＮＨ３ －ＴＰＤ），测定催化剂的 酸 性 和 酸 量：先 在 氦 气的保护下以 １０℃ ／ｍｉｎ的速率升温至 ５５０℃ 并 保持 １ｈ；然 后 以 １０℃ ／ｍｉｎ的 速 率 降 至 室 温，换 成 ＮＨ３ 并吸附 １ｈ；再换氦气以 １０℃ ／ｍｉｎ的速率 升温至 ６００℃。 采 用 北 京 贝 士 德 仪 器 科 技 有 限 公司制造的 ３Ｈ －２０００ＰＳ４型 比 表 面 积 及 孔 径 分析仪测定催化剂 的 比 表 面 积、孔 体 积 等 物 化 性 质，以 Ｎ２ 为 吸 附 介 质，在 １９６ ℃ 进 行 吸 附，用 Ｂｒｕｎａｕｅｒ－ Ｅｍｍｅｔｔ－ Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）方 程 计 算 催 化 剂比表面积，用 ｔ－ｐｌｏｔ，ＢＪＨ 方 法 计 算 催 化 剂 孔