ZSM-5分子筛的合成及影响因素探讨 2
ZSM-5分子筛的合成与表征
ZSM-5分子筛的合成及表征摘要以正丁胺为模板剂，白炭黑为硅源，硫酸铝为铝源，采用水热法合成ZSM-5分子筛。
用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等手段对其进行了表征。
关键词ZSM-5分子筛；合成；水热法ZSM-5 型分子筛是目前重要的分子筛催化材料之一，广泛应用于石油加工、煤化工与精细化工等催化领域[1]。
高硅ZSM-5分子筛通常以有机胺为模板剂水热法进行合成，有机模板剂合成具有适用pH范围广，晶型规整等优点。
苏建明等[2]以正丁胺为模板剂，合成出高硅铝比的ZSM-5分子筛。
孙慧勇[3]等人分别以正丁胺、乙二胺和己二胺作模板剂，用水热合成法制备了粒径在200-1000nm的小晶粒ZSM-5分子筛。
本文采用直接配料的方法，以正丁胺为模板剂水热法合成出了ZSM-5沸石分子筛，并用XRD和TGA对其进行了表征。
1 实验部分1.1 试剂与仪器氢氧化钠（NaOH(A.R.)）；硫酸铝（Al2(SO4)3·18H2O），化学纯，97.0%, 天津市化学试剂三厂）；白炭黑（C.P.）；正丁胺（C4H11N(A.R.)）；氯化钠（A.R.）；去离子水. X射线衍射仪；电热恒温箱；电磁搅拌器；吸虑装置；不锈钢反应釜；电子天平；烧杯等.1.2实验过程(1) 溶液的配制A溶液：称取0.375g氢氧化钠(NaOH)和3.21氯化钠（NaCl），溶于20mL去离子水中，然后加入2.47g白炭黑，以磁搅拌器搅拌成均匀胶体。
B溶液：称取0.326g硫酸铝，置于100mL烧杯中，加入10mL去离子水，搅拌至全部溶解。
(2) 成胶过程将B溶液滴加至正在搅拌的A溶液中，搅拌10min至均匀为止，然后加入1.36mL正丁胺，搅拌均匀。
用广泛pH试纸测混合胶体的pH。
(3) 晶化与产物处理把成胶的混合物装入聚四氟乙烯釜套中，然后放入不锈钢反应釜中，拧紧釜盖，放入电热恒温箱中于180℃晶化7d左右，取出。
以水冷至室温后，将产物吸虑，水洗至pH=8~9，于110℃干燥得ZSM-5沸石分子筛原粉。
纳米ZSM-5沸石分子筛合成的影响因素综述
文献标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ３ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ Ａｆ ｆｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｎａ ｎ ｏ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ＺＳ ＭБайду номын сангаас— — ５ Ｚｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ
《多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其吸附脱硫性能的研究》范文
《多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其吸附脱硫性能的研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，含硫化合物在石油化工、天然气等工业生产过程中产生的废气排放问题日益突出，给环境和人类健康带来了严重的威胁。
因此，如何高效地去除含硫化合物，特别是对深度脱硫技术的研究成为了国内外学者关注的焦点。
其中，多级孔道ZSM-5分子筛因其独特的孔道结构和良好的吸附性能在吸附脱硫领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究多级孔道ZSM-5分子筛的合成方法及其在吸附脱硫过程中的性能表现。
二、多级孔道ZSM-5分子筛的合成1. 合成原料与设备本实验采用硅源、铝源、模板剂等原料，通过水热法合成多级孔道ZSM-5分子筛。
实验设备主要包括反应釜、搅拌器、干燥箱、焙烧炉等。
2. 合成过程（1）按一定比例将硅源、铝源和模板剂混合均匀，形成凝胶；（2）将凝胶转入反应釜中，进行水热处理；（3）经过洗涤、干燥、焙烧等步骤，得到多级孔道ZSM-5分子筛。
3. 合成条件优化通过调整硅铝比、模板剂种类及用量、水热处理温度及时间等参数，优化多级孔道ZSM-5分子筛的合成条件。
三、多级孔道ZSM-5分子筛的吸附脱硫性能研究1. 吸附实验方法采用动态吸附法，将多级孔道ZSM-5分子筛与含硫气体混合，通过测定吸附前后含硫气体的浓度变化，计算分子筛的吸附脱硫性能。
2. 脱硫性能评价指标以脱硫率、吸附容量、再生性能等指标评价多级孔道ZSM-5分子筛的吸附脱硫性能。
3. 实验结果分析通过改变分子筛的合成条件，研究其对吸附脱硫性能的影响。
实验结果表明，多级孔道ZSM-5分子筛具有较高的脱硫率和吸附容量，且再生性能良好。
此外，通过优化合成条件，可以进一步提高分子筛的吸附脱硫性能。
四、结论本文通过研究多级孔道ZSM-5分子筛的合成方法及其在吸附脱硫过程中的性能表现，得出以下结论：（1）通过调整硅铝比、模板剂种类及用量、水热处理温度及时间等参数，可以优化多级孔道ZSM-5分子筛的合成条件；（2）多级孔道ZSM-5分子筛具有较高的脱硫率和吸附容量，且再生性能良好；（3）通过优化合成条件，可以进一步提高多级孔道ZSM-5分子筛的吸附脱硫性能，为工业应用提供有力支持。
ZSM-5分子筛的合成及表征
较大的比表面积，因此吸附能力很强，可以吸附许多极性分子，并能够按照吸附能力大小对部分物种进行选择性分离。
20世纪60年代，就有研究人员利用有机胺作为模板剂，合成硅铝比较高的分子筛，而本实验合成的分子筛具有较为特殊的结构，ZSM-5分子筛属于正交晶系晶胞常数a =2.01nm ，b =1.99nm ，c =1,34nm 。
晶胞组成表示为Na n Al n Si96-n O192·16H 2O ，如图1所示。
本实验采取水热合成法合成分子筛。
在实验过程中将严格控制投料比和相关反应条件，如反应温度、体系酸度和均匀程度以及晶化时间等。
为了提高分子筛的硅铝比，亦即提高产物中硅含量，采用正丁胺作为有机模板剂，能够形成特定尺寸空穴和孔道，并生成高硅铝比的ZSM-5分子筛。
1 实验部分1.1 试剂与仪器硫酸铝(Al 2(SO 4)3，AR)，白炭黑(SiO 2，CP)，正丁胺(C 4H 11N ，AR)，氯化钴(CoCl 2·6H 2O ，AR)，无水乙醇(AR)，硫酸(H 2SO 4，AR)，氢氧化钠(NaOH ，AR)；X 射线衍射仪，烘箱，干燥器，电磁搅拌器，吸滤瓶，布氏漏斗，不锈钢反应釜，分析天平，电子天平，pH 试纸，烧杯等。
1.2 实验步骤1.2.1 ZSM-5分子筛的合成(1) 起始溶液的配置：甲液：称取0.380g 氢氧化钠，加入3.20g 氯化钠，量取20mL 去离子水，将上述原料于去离子水中溶解，并称取2.50g 白炭黑，混合后用磁力搅拌器搅拌。
乙液：于100mL 烧杯中称量0.325g 硫酸铝，并加入10mL 去离子水，搅拌使之完全溶解。
0 引言分子筛是具有三维骨架结构，以硅氧四面体[SiO 4]和铝氧四面体[AlO 4]为结构单元相互组合形成，通过氧原子形成的氧桥将基本的结构单元连接构成的一类具有笼型或孔道结构铝硅酸盐晶体，其化学式为： [M2(Ⅰ),M(Ⅱ)]O ·Al 2O 3·nSiO 2·mH 2O 。
硅溶胶合成小品粒ZSM-5分子筛的研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｓ ｏ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ． ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｌ ｅ ｅ —
第３ ２卷 第 １ ０期 ２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
石 油 化 工 应 用
Ｐ Ｅ ＴＲＯＣ ＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ Ｔ ＲＹ ＡＰ Ｐ Ｌ Ｉ ＣＡ ＴＩ ＯＮ
Ｖｏ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． １ ０
Ｏｃ ｔ ．２ ０１ ３
硅溶胶合成小晶粒 Ｚ Ｓ Ｍ 一 ５ 分子筛的研究
ｍ ｏｌ － ｅ ｃ ｕｌ ＿ ａｒ Ｓ ｌ ● ｅ Ｖｅ ｗｉ ‘ ｔ Ｊ ｎ ■ Ｓ ｌ ● ｌ ● ｌ ● Ｃ ａ Ｓ ０Ｉ ■
Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ ， Ｒ Ｅ Ｎ Ｌ ｉ ｊ ｕ ｎ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ （ Ｃ ｏ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ｏ ｆＳ ｈ ｅ ｎ ｈ ｕ ａ Ｎｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ，
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｓ ｏ ｌ ； Ｚ Ｓ Ｍ一 ５ ； ｓ ｍａ ｌ ｌ ｒａ ｇ ｉ ｎ ； ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｓ ｉ ｅ ｖ ｅ ； ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
５ Ｏ ． ２％， Ｐ ／ Ｅ比在 ６以上。 关键词 ： 硅溶胶 ； Ｚ Ｓ Ｍ一 ５ ； 小晶粒 ； 分子 筛； 催化性 能评价
ZSM—5分子筛合成的研究
ZSM—5分子筛合成的研究作者：李彩芳陈宇来源：《硅谷》2013年第11期摘要沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的一类水合物。
它是具有多孔的晶体，其优异的特点是有许多一定大小的空穴与规则的孔道，空穴之间由许多直径相同的孔连接，可把比其孔大的分子排斥掉，即选择性吸附，并具有高的热稳定性和选择性，人工合成的分子筛比原来无定形的硅铝催化剂有更优越的性能，本实验采用的是水热法合成ZSM-5沸石分子筛。
关键词沸石分子筛；水热法；乙二胺；四丙基溴化铵中图分类号：O643 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-001 沸石分子筛的发展1）沸石最早发现于1756年，从1941年后才开始了较为系统的合成。
2）1967～1969年Mobil Oil公司发明的高硅和ZSM-5沸石为代表的新结构沸石。
3）80年代Taramasso成功合成了钛硅分子筛。
4）1986年Perego等人报道了Ti-Z SM-5杂原子沸石分子筛的合成及独特的催化性能。
5）90年代Estermann等人成功的开发了具有二十元环的超大孔分子筛，Kresge则成功合成全新的MCM介孔分子筛。
成为沸石分子筛发展过程中的又一个重要里程碑。
2 ZSM-5分子筛的简介1）ZSM-5沸石分子筛是其中一种非常重要的，具有里程碑意义的一种分子筛。
美国Mobil公司在1972年首先开发了第二代沸石，是高硅的三维直通道的新结构沸石。
2）其沸石分子筛在催化过程中其沸石催化剂不易积碳，是由于其本身为中孔分子筛，周边没有笼，并且有极好的耐酸性、热稳定性和疏水性。
3）本文合成的ZSM-5沸石分子筛是一种在工业催化、吸附材料、离子交换等方面有广泛应用的一种材料。
3 ZSM-5沸石分子筛的合成方法3.1 水热法该法利用的是分子筛液相的转变机理，通过骨架硅铝物种解聚、化学重排，使得晶核的产生发生在液相，并由液相提供晶体生成的原料，最后得到沸石分子筛。
3.2 非水溶剂合成法利用了一种比较便利的非水溶剂，在常温和常压的条件下合成沸石分子筛。
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展摘要：ZSM-5分子筛在工业中应用广泛。
本文详细阐述了ZSM-5沸石分子筛的各种合成方法，并介绍了常用的高温水热处理、金属改性和磷改性等改性技术现状及其应用。
关键词：ZSM-5，分子筛，合成，改性ZSM-5沸石分子筛是Mobil公司于20世纪70年代开发的一种高硅三维交叉直通道的新结构沸石分子筛。
ZSM-5分子筛属高硅五元环型沸石，其基本结构单元由8个五元环组成，这种基本结构单元通过共边联结成链状结构，然后再围成沸石骨架，其理想晶胞组成为：Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。
该沸石分子筛亲油疏水，热和水热稳定性高，大多数的孔径为0.55nm左右，属于中孔沸石。
由于其独特的孔结构不仅为择形催化提供了空间限制作用，而且为反应物和产物提供了丰富的进出通道，也为制备高选择性、高活性、抗积炭失活性能强的工业催化剂提供了晶体结构基础。
由此，其成为了石油工业中择形反应中最重要的催化材料之一。
不仅如此，ZSM-5分子筛在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用。
因此，对ZSM-5分子筛的研究具有重要的理论意义和实践价值。
本文在介绍ZSM-5分子筛结构的基础上，分析总结了ZSM-5分子筛的各种合成方法，如有机胺合成，无机胺合成等方法。
此外，浅述了ZSM-5分子筛在改性方面的研究，以及未来ZSM-5分子筛的重点研究方向。
1 ZSM-5分子筛的结构ZSM-5分子筛属于正交晶系，晶胞参数[1]为a=2.017nm，b=1.996nm，c=1.343nm。
ZSM-5的晶胞组成可表示为Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。
式中n是晶胞中Al原子个数，可以由0~27变化，即硅铝物质的量比可以在较大范围内改变，但硅铝原子总数为96个。
ZSM-5分子筛的晶体结构由硅(铝)氧四面体所构成。
硅(铝)氧四面体通过公用顶点氧桥形成五元硅(铝)环，8个这样的五元环组成ZSM-5分子筛的基本结构单元。
ZSM-5的合成与表征研究
ZSM-5的合成与表征研究(师范学院化生教育01级周蛟龙)(学号：2001125125)摘 要：本文以二氧化硅，偏铝酸钠为原料，在不同的有机胺为模板剂的条件下合成了系列分子筛晶体。
并且考察了不同原料配比和模板剂对ZSM-5型分子筛合成的影响。
同时对其结构和性能进行了XRD、IR、DSC、SEM等表征，样品的热稳定性研究表明在400℃以下稳定性良好。
关 键 词:ZSM-5，水热合成，模板剂教师点评：ZSM-5沸石分子筛是一种具有良好的吸附和催化性能的高硅分子筛。
在石油化工，精细化工和环境保护等领域发挥着日益重要的作用。
本文利用不同的模板剂合成了ZSM-5型分子筛，并对所合成样品进行了XRD、SEM、DSC等表征，在ZSM-5的理论研究与实际应用等方面具有一定的价值。
（点评教师：魏波 副教授）1、前言ZSM-5沸石是一种具有良好的吸附和催化性能的高硅沸石分子筛,自60年代初P.B.weisz以及V.J.Frilette，N.Y.chen[1]等人首先提出“择型催化”的概念，并且逐步应用到工业生产，取得了分子筛领域一次又一次的重大突破，引起了人们的广泛兴趣。
随着分子筛在石油化工，精细化工，环保等领域发挥着日益重要的作用，新品种的分子筛更是雨后春笋般涌现，分子筛的合成方法也相应地在不断拓展。
目前来说，使用最广泛的还是ZSM-5型分子筛。
1.1分子筛的合成方法由于分子筛在石油化工及吸附分离方面有很重要的实际应用价值，分子筛的合成方法也相应地在不断拓展。
人们先后开发出水热合成法，溶剂热合成法，微波合成法，以及干凝胶法等等。
另外，基于实际需求，人们还开发出多种合成路线，象氟离子体系合成，清夜合成，高温烧结合成及应用新模板剂合成等特种合成技术。
1.1.1 水热合成方法水热合成法是最经典的合成无机微孔材料的方法[2]。
它是获得有特种结构、功能性质的新型材料的重要合成途径和有效方法。
它的历史可以追溯到一百多年以前。
高硅铝比ZSM_5分子筛的合成及催化裂化性能研究
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
20
石 油 炼 制 与 化 工 2004 年 第 35 卷
摘要 在实验室以正丁胺为模板剂 ,在晶化温度 160～180 ℃,晶化时间 28～40 h ,投料硅铝摩 尔比 100～300 的条件下 ,合成出高硅铝比的 ZSM25 分子筛 ,并制备了 FCC 催化剂 。在重油微反 装置上对 FCC 催化剂的评价结果表明 ,催化剂中 HZSM25 分子筛硅铝比的提高 ,可增加轻质油收 率及汽油辛烷值 ,而液化气 、干气及焦炭收率减少 。
提高投料 n (Na2O) / n ( SiO2) 促进了反应物从 凝胶相向液相的转变 ,母液中各种离子浓度的增 加 ,有利于晶核生成速率和晶体生长速率的提高 , 因此 , 分 子 筛 的 结 晶 速 度 随 着 投 料 n ( Na2O ) / n ( SiO2) 的提高而增大 ,同时直接生成的石英相也 增加 ,过高的投料 n ( Na2O) / n ( SiO2) 有利于石英 相更加稳定存在 ,使整个动态平衡向生成石英相的 方向进行 ,转晶生成的石英相氧化硅增加 。
收稿日期 :2003207231 ;修改稿收到日期 :2003209203 。 作者简介 :苏建明 ,男 ,高级工程师 ,1991 年毕业于石油大学 ,
获硕士学位 。现主要从事分子筛合成及催化剂的研究工作 。 3 参加工作的还有 :达建文 ,靳丽君 , 李秀春 , 徐欣等 。
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
ZSM-5分子筛的合成与应用研究进展
ZSM-5分子筛的合成与应用研究进展摘要:ZSM-5分子筛由于其特殊的骨架结构被广泛应用。
然而，ZSM-5分子筛传统的合成方法需使用大量溶剂和添加有机胺或无机胺作模板剂，使用大量溶剂会造成浪费，而模板剂大多成本高，有机模板剂毒性大，这些均不利于经济和环境友好，故此，研究者们对ZSM-5分子筛的合成技术进行了发展。
综述了当前ZSM-5分子筛主要的合成拔术;重点介绍了ZSM-5分子筛的水热合成法、微波合成法、干凝胶合成法以及无溶剂合成法，并总结了各自的优缺点;简要介绍了ZSM-5分子筛在传统工业及新领域方面的应用，对ZSM-5分子筛的未来进行了展望。
1 ZSM-5分子筛的合成方法1.1水热合成法水热合成法是指在热压釜中加入一定比例的硅源、铝源、碱源、水、模板剂等物质，通过调节压力和温度，析出ZSM-5晶体的方法。
水热合成法是目前合成分子筛广泛采用的方法，可根据模板剂种类不同进行分类。
1.1.1以季铵盐及有机胺类为模板剂结构导向剂通常称为模板剂，用于指导分子筛的形成和稳定分子筛骨架结构。
水热合成法中常用季铵盐及有机胺类作为模板剂3〕，合成的分子筛具有较高的结晶度，可以得到粒径较小的ZSM-54I。
Sadeghpour等l5以四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂，采用高温水热合成方法，在较短的晶化时间内成功制备了纳米结构的ZSM-5，结果表明，水热温度为350℃、结晶时间为0.5 h合成的ZSM-5催化剂具有独特的孔结构、较好的稳定性和较高的酸强度，是甲醇制低碳烯经的高效择形催化剂。
近年来，研究者通过将不同的模板剂组合起来，使用两个或多个模板剂合成ZSM-5，通过这种方式可改善不同有机模板剂的缺点[6』。
Beheshti等7采用不同比例的四丙基氢氧化铵（TPAOH)和TPABr合成了5种硅铝物质的量之比相近的ZSM-5，研究发现，n(TPAOH)/n(TPABr)=0.750.25时制备的样品活性最好，其认为，采用混合模板剂可以提高催化剂的总酸度，降低强酸性位点的含量，从而提高催化剂的活性。
小晶粒ZSM-5分子筛的合成、改性与应用综述
１型分子筛时 ， 发现 当晶化温度从 ９ ￣ ８Ｃ下降到 ８ ０ｑ Ｃ时， 分子筛 粒径从 ９ ｍ下降到 ７ ｍ。殷行 知等 在合成 Ｚ Ｍ一５分 子 ５ｎ ９ｎ Ｓ
一
筛 中发现 ： 晶化温度在 １０～１０℃ 能得 到 １０ｎ 以下的纳米沸 ０ ２ ０ ｍ 石； 当温度 高于 １０℃ 时 ， ３ 晶粒粒 径大于 ７ ０ｎ ０ ｍ。Ｌ 等 在 合 ｉ 成纳米 Ｓｌ ａｔ 一１时发 现 ， ｉｃｌｅ ｉ ｉ 随着温度的降低 ， 所合成 的纳米分子 筛粒径从 ９ ０—１０ ｍ左右逐步降到约 ６ ｍ。在合 成纳米 Ｔ ０ｎ ０ｎ Ｓ一１
关键 词 ： 小晶粒；Ｓ ５ ＺＭ一 分子筛； 合成； 改性； 催化应用 中图分 类号 ：６３３ ０ ４．６ 文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０１ ９７（０２０ — ００ ０ １０ — ６７ ２１）２ ０２ — ４
Ｔｈ ｅ ｖｅ ｏ ｎｔ ｓｓ ｅ Ｏｖ ｒ ｉｗ ｎ Ｓｙ ｈｅ ｉ ，Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｎｄ Ａｐ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｍ ａｌＣｒ ｓａ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ａ ｐｌ ｔｏ ｆＳ ｉ ｃ ｌ ｙ ｔ ｌ ＺＳＭ 一５ Ｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｉｖ ｌｃ ｌ ｒ Ｓ ｅ ｅ
第４ ０卷第 ２期
２１ ０ ２年 １ 月
广
州
化
工
Ｖｏ ． ． １４０ Ｎｏ ２
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｄ ｓｒ Ｉ ｙ
Ｊ ｎ ａｙ ２ １ ａｕｒ．０２
小 晶粒 Ｚ Ｍ 一 Ｓ ５分 子 筛 的合 成 、 改性 与应 用综 述
加 入 １ ％ ～１ ｏ ％ 的 晶 种 ， Ｚ Ｍ 一 的 晶 粒 粒 径 从 ３— ｍ ０￣ ／ 则 Ｓ ５ ４
不同硅铝比纳米片层ZSM-5分子筛的合成与应用
不同硅铝比纳米片层ZSM-5分子筛的合成与应用随着纳米技术的进步，纳米材料在各个领域的应用日益广泛。
分子筛作为一种重要的纳米材料，在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用前景。
其中，ZSM-5分子筛作为一种重要的沸石型分子筛，在催化裂化、污水处理、石油加工等领域中发挥着重要作用。
本文将重点谈论。
起首，我们来介绍一下ZSM-5分子筛的合成方法。
目前有多种合成ZSM-5分子筛的方法，如水热法、溶胶-凝胶法、模板剂法等。
其中，水热法是最常用的方法之一。
该方法主要是通过在高温高压条件下，将硅源和铝源与模板剂（如四甲基胺）混合，经过一定时间的水热反应，形成具有特定孔道结构的ZSM-5分子筛。
不同硅铝比的分子筛可以通过调整硅源和铝源的比例来实现。
此外，还可以通过在合成过程中引入其他添加剂，如有机碱或有机酸，来调整分子筛的形貌和孔道结构。
通过合理选择合成方法和参数，可以得到不同硅铝比的纳米片层ZSM-5分子筛。
接下来，我们来谈论不同硅铝比纳米片层ZSM-5分子筛的应用。
ZSM-5分子筛以其特殊的孔道结构和优良的催化性能而受到广泛关注。
不同硅铝比的ZSM-5分子筛具有不同的物理化学性质，因而适用于不同的应用领域。
起首，ZSM-5分子筛在催化裂化领域中有着重要应用。
催化裂化是一种重要的石油加工工艺，通过将重质石油馏分在催化剂的作用下加热分解为轻质石油产品，如汽油、液化气等。
ZSM-5分子筛作为催化剂的成分之一，可以起到酸中心的作用，增进石油分子的解聚和裂化，提高催化裂化的效率和产率。
不同硅铝比的ZSM-5分子筛具有不同的酸性和孔道结构，可以依据不同的裂化反应选择合适的硅铝比分子筛催化剂。
其次，ZSM-5分子筛在污水处理领域中也有重要应用。
污水中常含有有机物和重金属等有害物质，需要进行处理才能达到排放标准。
ZSM-5分子筛具有高度的孔道结构和吸附能力，可以用来吸附和去除污水中的有机物和重金属离子。
不同硅铝比的ZSM-5分子筛吸附性能有所不同，可依据污水的不同成分选择合适的硅铝比分子筛进行处理。
无晶种合成ZSM-5分子筛的研究
山 东 理 工 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
的Ｚ Ｓ Ｍ一 ５分 子筛结 晶度 最高．
关键 词 ：无 晶种 ；无 水 乙醇 ； Ｚ Ｓ Ｍ一 ５ ；水热合 成 ；结 晶度 中图分 类号 ：Ｏ ６ ４ ３ ． ３ ６ 文献标 志码 ：Ａ
ＺＳ Ｍ＿ ５ Ｚｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ａ ｂ ｓ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ｅ ｄ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｕｎｄ ｅ ｒ ｔ ｈｅ ｃ ｏｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎ ｏ ｃ ｒ ｖｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ０ ｎ ｎｕ ｃ ｌ ｅ ｕ ｓ，ｗｅ ｓ ｙｎ ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈｅ ＺＳＭ 一 ５ Ｚｅ ｏｌ ｉ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｏ ｄｉ ｕ ｍ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ａ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏｎ ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ，ａ ｌ ｕｍｉ ｎｕ ｍ ｓ ｕ ｌ ｆ ａ ｔ ｅ ａ ｓ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｕｍ ｓ ｏ ｕｒ ｃ ｅ ｓ，ａ ｎｄ ａ ｎｈｙ ｄ ｒ ｏｕｓ ｅ ｔ ｈ ａ ｎｏ ｌ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｇａ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｇｅ ｎ ｔ ．Ａｔ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍ ｅ，ｗｅ ｉ ｎ ｖｅ ｓ ｔ ｉ ｇａ ｔ ｅ ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏｕ ｓ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ— ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏｎ ＺＳＭ 一 ５ Ｚｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ．Ａｔ ｌ ａ ｓ ｔ 。ｗｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ＸＲＤ ｔ ｏ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｉ ｔ ．Ｔｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｐｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ
《粉煤灰基ZSM-5分子筛的无模板合成及机理研究》
《粉煤灰基ZSM-5分子筛的无模板合成及机理研究》一、引言分子筛作为催化剂、吸附剂及干燥剂，其种类多样且各有其独特性能。
其中，ZSM-5分子筛因其良好的酸性和热稳定性，在石油化工、精细化工等领域有着广泛的应用。
然而，传统合成方法需借助模板剂，导致生产成本较高，并可能引入环境污染问题。
本文研究重点在于无模板法合成粉煤灰基ZSM-5分子筛的工艺，以及合成机理的深入探讨。
二、粉煤灰基ZSM-5分子筛的无模板合成（一）合成材料的选择与处理本研究所用原料为粉煤灰及常见化工原料。
粉煤灰经过破碎、研磨、筛选等处理后，得到所需的粒度。
同时，对其他原料进行纯化处理，以避免杂质对合成过程的影响。
（二）合成工艺无模板合成ZSM-5分子筛的工艺主要包括混合、搅拌、晶化、干燥和煅烧等步骤。
在适宜的温度和压力下，将粉煤灰与其他原料混合均匀后进行晶化处理，然后进行干燥和煅烧处理，最终得到粉煤灰基ZSM-5分子筛。
三、合成机理研究（一）晶化过程分析晶化过程是ZSM-5分子筛合成的关键步骤。
通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段对晶化过程中的物质组成和结构进行表征，发现粉煤灰中的某些成分能够与原料中的硅源和铝源发生反应，形成ZSM-5分子筛的骨架结构。
（二）反应动力学研究通过研究反应温度、时间等因素对合成过程的影响，发现适宜的晶化温度和时间对ZSM-5分子筛的合成至关重要。
此外，通过动力学模型分析，得出无模板法合成ZSM-5分子筛的反应速率常数和活化能等参数。
四、性能评价及实际应用（一）性能评价通过对粉煤灰基ZSM-5分子筛的吸附性能、催化性能等进行评价，发现其性能与传统方法合成的ZSM-5分子筛相当，甚至在某些方面表现更佳。
此外，无模板法合成的ZSM-5分子筛具有较高的比表面积和孔容。
（二）实际应用粉煤灰基ZSM-5分子筛在石油化工、精细化工等领域有着广泛的应用前景。
例如，在催化裂解过程中，该分子筛能够有效提高轻质烃的收率；在干燥剂领域，其优异的吸湿性能和较高的机械强度使其成为理想的干燥剂材料。
简单水热合成法制备介孔ZSM-5分子筛
简单水热合成法制备介孔ZSM-5分子筛周颖;张利雄【摘要】本文以NaOH、四丙基溴化铵(TPABr)、Al2(SO4)3·18H2O和硅溶胶(SiO2-sol)为原料,采用水热合成法,通过简单的原料比例调变,制备具有介孔结构的ZSM-5分子筛,考察合成配方中水含量、Si含量、A1含量和TPABr含量对介孔、形貌的影响.采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附等对样品进行表征.结果表明:在前驱液摩尔配比n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(Na2O)∶n(TPABr)∶n(H2O)=100∶1∶8.75∶12∶2 600的情况下,于180 ℃下反应36 h,可制得直径为18～20 μm的球形ZSM-5分子筛,分子筛表面由二级纳米晶粒堆砌而成,总比表面积为371 m2/g,介孔率为32.1％,介孔孔径为2.0nm.水含量的增加和Si含量的降低分别有助于二级晶粒更为紧密地堆积和向长条状生长,而Al和TPABr含量的增加则会导致颗粒难以成型且颗粒的尺寸的减小.另外,水和Al含量的增加及Si含量的降低会导致样品总孔容、介孔率和孔径的减小,而样品比表面积则随水含量的降低及Al、Si含量的增加而减小.TPABr 含量的调变对样品介孔性质影响不大.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】9页(P19-26,32)【关键词】ZSM-5沸石;介孔分子筛;水热合成【作者】周颖;张利雄【作者单位】南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】O643.3沸石分子筛以独特的微孔结构和优良的催化性能被广泛应用于精细化工和石油化工等领域[1～2],但微孔结构不利于大分子的扩散[3],限制了它在大分子参与的催化反应中的应用,同时狭小的孔道结构也增加了在催化反应过程中积碳的可能性。
小粒晶ZSM-5分子筛的合成及其影响因素研究
ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｗｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ，ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ，
第 ３ ４卷第 １ 期
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． １ ２ ０ １ ３
青 岛 理 工 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
小粒 晶 Ｚ Ｓ Ｍ一 ５分 子 筛 的合 成 及 其影 响 因素 研 究
２ ．Ｙａ ｎ ｔ ａ ｉ Ｗａ ｎ ｈ ｕ ａ Ｐｏ ｌ ｙ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｓ Ｃｏ ．，Ｌｔ ｄ ． ，Ｙａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ ６ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｍｉ ｃ ｒ ｏ — ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ，ｓ ｍａ ｌ ｌ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｈ ａ ｓ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ
合适 的合 成条 件为 晶化 时间 ９ ６ ｈ 、 晶化温 度 １ ７ ０℃ 、 碱度 ０ ． １ ３ 、 （ Ｎａ Ｃ １ ） ／ （ Ａ１ ｚ ０ ３ ） 一１ ５ 、 Ｃ ＴＡ Ｂ用量 ０ ． ５
Ｃ ＭＣ、 晶化 方式 为搅 拌晶化 ， 在上述条件下合成 的 Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ 分子筛 的晶粒大小为 ４ ０ ０ ￣９ ０ ０ ｎ ｍ．
二次生长法合成ZSM_5分子筛膜的影响因素
二次生长法合成ZSM25分子筛膜的影响因素王 龙1 郑均林2 孔德金23 郭杨龙13(1华东理工大学工业催化所教育部结构可控先进功能材料及其制备重点实验室 上海 200237;2中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 上海 201208)摘 要 具有均匀孔径的分子筛膜在催化反应器、膜分离等领域显示其巨大潜力。
通过适宜路线制备高质量分子筛膜成为膜研究的热点。
负载晶种的二次生长法在高性能ZS M25分子筛膜的制备中表现出巨大的优势。
从膜层的连续性、渗透性、选择性这3个分子筛膜最重要的性能指标出发,重点分析了晶种尺寸、用量、分散介质、载体内部生长、反应温度、有机模板剂的去除等因素对于分子筛膜性能的影响,阐述了其作用机理以及已经应用的改良手段。
综述了ZS M25分子筛膜的研究现状和亟待解决的技术难题,并展望了ZS M25分子筛膜的应用。
关键词 ZS M25分子筛膜 二次合成法 影响因素The F actors in the Secondary G row th Process F abricating ZSM25Z eolite MembraneWang Long1,Zheng Junlin2,K ong Dejin23,G uo Y anglong13(1Lab for Advanced Materials,Research Institute of Industrial Catalysis,EC UST,Shanghai200237;2Shanghai Research Institute of Petrochemical,SI NOPEC,Shanghai201208)Abstract Z eolite membranes with uniformly sized pores show great promise in the areas of catalysis reactor, membrane separation,and other novel rge efforts have been focused on how to synthesis high2per formance zeolite membrane using appropriate routes.Seeded secondary growth process displayed great advantages in the fabrication of ZS M25zeolite membranes com pared to other parallel procedures.C ontinuity,selectivity,and permeability are three m ost im portant properties dominating the per formance of zeolite membranes.Several fundamental factors in fluencing the per formance of high2quality zeolite membranes,including size of ZS M25seeds,dosage of ZS M25seeds,dispersing media, internal growth of ZS M25zeolite in substrates,crystallization tem peratures,and elimination of tem plating agents etc were summarized.The inherent mechanisms and practical im provements were als o proposed.Finally,the status2the2art of ZS M25 membrane and several unsettled problems were briefly outlined with a prospect of their industrial application.K eyw ords ZS M25zeolite membrane,Secondary growth process,In fluencing factor分子筛膜是一种兼具沸石性质的膜结构材料,独特性质决定其巨大的应用前景。
《高硅ZSM-5分子筛的无模板合成及工艺优化》
《高硅ZSM-5分子筛的无模板合成及工艺优化》一、引言高硅ZSM-5分子筛作为一种重要的催化剂材料，在石油化工、精细化工和环保产业等领域有着广泛的应用。
然而，传统的ZSM-5分子筛合成方法通常需要使用模板剂，这不仅增加了生产成本，还可能带来环境污染。
因此，研究无模板合成高硅ZSM-5分子筛的方法及工艺优化，对于推动催化剂材料的绿色合成和工业应用具有重要意义。
二、无模板合成高硅ZSM-5分子筛1. 原料选择与预处理无模板合成高硅ZSM-5分子筛的关键在于选择合适的原料并进行预处理。
常用的原料包括硅源、铝源、碱源等。
在合成过程中，需要对原料进行精细的配比和预处理，以确保合成出的分子筛具有较高的硅铝比和良好的结晶度。
2. 合成方法无模板合成高硅ZSM-5分子筛的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法等。
其中，水热法具有操作简单、成本低廉等优点，是较为常用的合成方法。
在水热法中，通过调整反应温度、反应时间、碱度等参数，可以获得不同硅铝比和结晶度的ZSM-5分子筛。
三、工艺优化1. 反应温度与时间优化反应温度和时间是影响ZSM-5分子筛合成的重要因素。
通过优化反应温度和时间，可以获得更高硅铝比和更好结晶度的分子筛。
研究表明，适当的提高反应温度和延长反应时间，有利于提高分子筛的硅铝比和结晶度。
2. 碱度优化碱度对ZSM-5分子筛的合成也有重要影响。
在无模板合成过程中，通过调整碱源的种类和用量，可以控制反应体系的碱度，进而影响分子筛的硅铝比和结晶度。
适当的提高碱度，有利于促进分子筛的合成和提高其硅铝比。
3. 添加剂的使用在合成过程中，可以添加一些助剂或表面活性剂，以改善分子筛的形貌、孔结构和表面性质。
例如，添加适量的有机胺类物质，可以调节分子筛的孔道结构和酸性，提高其催化性能。
四、性能表征与评价合成出的高硅ZSM-5分子筛需要进行性能表征与评价。
常用的表征手段包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附等温线等。
ZSM-5分子筛的合成及性质测定
ZSM-5分⼦筛的合成及性质测定ZSM－5分⼦筛的合成及性质测定33100224 黎鹏（吉林⼤学化学学院）摘要本实验为了了解⽔热合成法的主要特点和⼀些基本实验操作⼿段。
掌握合成ZSM－5分⼦筛的⽅法，并⽤粉末X射线衍射法进⾏物相分析。
关键词粉末X射线衍射分析, ZSM－5分⼦筛, 物相分析, 粒度测定。
⼈⼯合成的沸⽯⼜被称为分⼦筛或沸⽯分⼦筛。
传统意义上的分⼦筛是指以硅氧四⾯体[SiO4]和铝氧四⾯体[AlO4]为基本结构单元，通过氧原⼦形成的氧桥将基本的结构单元连接构成的⼀类具有笼型或孔道结构的硅铝酸盐晶体。
在笼内和孔道中存在着⽔分⼦和平衡⾻架负电荷的可交换的阳离⼦，其化学式为：[M2(Ⅰ),M(Ⅱ)]O?Al2O3?nSiO2?mH2O不同结构类型的分⼦筛的组成有⼀定的范围。
当沸⽯分⼦筛的硅铝⽐(SiO2 /Al2O3)不同时，其性质也有所改变。
分⼦筛⾻架结构中有许多规则的孔道和空腔，通常这些孔道和空腔内充满着⽔分⼦和平衡⾻架的阳离⼦，孔道直径为分⼦⼤⼩的数量级，其中⽔分⼦可以通过加热除去，⽽阳离⼦则定位在孔道或空腔中⼀定位置上。
分⼦筛的孔道具有⾮常⼤的内表⾯，对极性分⼦和可极化分⼦具有较强的吸附能⼒，可以按吸附能⼒的⼤⼩对某些物种进⾏选择性分离。
分⼦筛在孔道或空腔中的阳离⼦可以交换，其程度与分⼦筛的孔径⼤⼩及离⼦的价态有关。
经离⼦交换后使分⼦筛的化学物理性质有较⼤的变化。
⾼硅沸⽯分⼦筛的合成开发是沸⽯合成研究中的⼀个重要领域，20世纪60年将有机胺等引⼊分⼦筛合成体系，开辟了有机模板法合成分⼦筛的新领域，诱导合成了⼤量的⾼硅铝⽐分⼦筛。
ZSM－5型分⼦筛结构中硅（铝）氧四⾯体连接成⽐较特殊的基本结构单元。
属于正交晶系，晶胞常数a=2.01nm,b=1.99nm,c=1,34nm。
晶胞组成表⽰为Na n Al n Si96－n O192·16H2O。
ZSM-5分⼦筛具有宽的硅铝⽐范围和特殊的孔道结构，因⽽具有较⾼的抗腐蚀性、精致的选择性以及良好的⽔热稳定性能，被⼴泛应⽤于催化领域，如⽯油加⼯及精细化⼯⼯业中。
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ZSM-5分子筛的合成及影响因素探讨[摘要] 通过改变硅源、模板剂、合成原料的配比，调控原料的pH值等方法，制备了不同硅铝比，不同形貌及晶粒大小的ZSM-5分子筛；探讨了合成因素对ZSM-5分子筛结晶性能及原料配方变化对合成产物的影响。
[关键词] ZSM-5，合成，模板剂，影响因素.在石油炼制工业与化学工业中，有90%以上的工艺过程需要使用催化剂。
具有独特的分子择形性能、高的催化活性与水热稳定性的沸石分子筛催化剂在工业催化中占据着主要地位1，2。
ZSM-5分子筛是美国Mobil石油公司开发的一类高硅铝比的中孔沸石分子筛3，具有独特的结构与物理化学性质，在石油化工、精细化工与环保中有广泛的应用，自其发明以来在国际催化界备受青睐4。
至今关于ZSM-5的合成与改进方法研究仍不断见诸专利文献5，6。
ZSM-5分子筛的合成一般采用水热法，基本原料为含硅和铝的化合物，通过硫酸调控料液的碱度，并加入一定量的结构导向剂或模板剂，于合成釜中在100~200℃范围内自生压力合成7。
由于合成所用原料及其配比的变化与模板剂的不同，对制备的ZSM-5分子筛的纯度、晶形及晶粒大小均有影响。
通常在ZSM-5分子筛晶体生成过程中伴随有α-SiO2的生成，如果合成条件控制不当，还有可能生成方沸石或丝光沸石等。
本文以硅酸钠和水玻璃为硅源，硫酸铝为铝源，乙二胺、正丁胺以及四丙基氢氧化铵(TPA)为模板剂，合成了一系列不同形貌及晶粒大小的ZSM-5分子筛。
在此基础上，通过调控合成原料的配比、料液的pH值以及模板剂的变换等方法，研究了影响ZSM-5分子筛结晶性能的影响因素；并针对合成过程中可能生成方沸石、丝光沸石及α-SiO2等问题进行了探讨。
1 实验部分1.1 分子筛的合成分子筛的合成采用静态水热法，在100mL的不锈钢自生压力晶化器内进行。
所用原料为：硅酸钠或水玻璃(模数3.6)为硅源，硫酸铝为铝源，用硫酸调节料液的pH值。
合成过程为：首先配制一定浓度的A溶液(硅源+模板剂+去离子水)与B溶液(铝源+酸+去离子水)。
在剧烈搅拌下，把B溶液缓慢的滴加入装有A溶液的烧杯中，继续搅拌到形成均匀的凝胶混合物，然后转入不锈钢晶化器内于180℃下晶化48小时。
晶化完成后，于自来水下急冷，停止晶化，过滤，用去离子水洗涤到滤液pH为8左右。
滤饼在100℃下干燥5小时，所得产物为合成的分子筛。
1.2 分子筛表征合成分子筛的形貌与晶粒大小在FEI公司的XL-30型场发射环境扫描电子显微镜上进行，试样的组成分析使用NORAN公司的Vantage ESI数字X-射线能谱仪。
样品的物相表征在PHILIPS公司的X’ Pert MPD型X射线衍射仪上进行。
2 结果与讨论2.1 不同形貌及晶粒大小ZSM-5分子筛合成ZSM-5分子筛原粉对所制备催化剂的性能起着决定性的作用。
分子筛硅铝比决定着分子筛的酸量与酸强度。
分子筛晶粒大小决定着孔道的长短，影响反应物与产物的扩散，与催化剂的稳定性能密切相关。
构成分子筛次级结构单元的连接方式决定着分子筛的形貌，不同形貌的分子筛由于构型不同，对以其为原料所制备催化剂的酸强度分布，对反应物与产物的扩散均会有一定程度的影响。
因此，采用不同方法与配比制备的分子筛在反应中的催化性能并不完全相同8，9，10。
以Na2O-Al2O3-SiO2-T-H2O体系为研究对象，T代表模板剂。
凝胶的初始组成以摩尔比率表示：SiO2/Al2O3、H2O/SiO2、T/SiO2、Na2O/ SiO2。
所用硅源为硅酸钠，铝源为硫酸铝，采用不同的模板剂，晶化条件均为180℃下晶化48小时，制备了一系列不同晶粒大小及形貌的ZSM-5分子筛，实验结果见表1，图1为相应分子筛的扫描电镜结果。
表1 ZSM-5分子筛的合成条件及表征结果编号初始凝胶组成X射线鉴定SiO2/Al2O3摩尔比SiO2/Al2O3H2O/SiO2T/SiO2Na2O/ SiO2I 230 45 0.07(TPA) 0.08 ZSM-5 46.1 II 230 45 0.07(TPA) 0.28 ZSM-5 15.4 III 230 37 1.18(正丁胺) 0.07 ZSM-5 100 IV 230 37 0.57(乙二胺) 0.28 ZSM-5 24.5图1 不同形貌与晶粒大小的ZSM-5分子筛表1与图1中的表征结果表明，在配料硅铝比与水硅比基本不变的情况下，选用不同的模板剂，调控料液的碱度，均制备出了结晶性能良好，不同硅铝比、不同晶粒大小与形貌的ZSM-5分子筛。
I与II分子筛的合成条件除料液碱度不同外，其它条件完全相同，但二者的晶形与硅铝比完全不同。
III、IV分子筛分别选用了不同的模板剂，合成的ZSM-5分子筛晶形明显增大，且形貌与硅铝比与I、II分子筛也完全不同。
以上实验结果显示，在原料配比相同的情况下，选用不同的模板剂合成的分子筛在晶粒大小与晶形上存在极大的差异，这一实验结果表明，由于不同模板剂导向性能的差异，直接影响到合成分子筛的晶形与晶粒大小。
同时，料液的碱度控制着硅酸盐阴离子与铝酸盐阴离子的状态及聚合度11，12，因此得到的分子筛晶形与硅铝比都存在着显著的差异。
2.2 合成ZSM-5分子筛的影响因素在ZSM-5分子筛的合成过程中，所用的模板剂多种多样，主要有有机胺、无机胺、醇类化合物等；也有不用模板剂，只加晶种或直接用水玻璃、硫酸铝、硫酸和水合成ZSM-5分子筛。
合成ZSM-5分子筛时，根据所用模板剂量及种类的不同，对物料的配比以及料液的碱度均有不同的要求，如果控制不当，则伴有α-SiO2、丝光沸石或方沸石等杂晶生成。
α-SiO2相是比ZSM-5分子筛晶形更稳定的物质，因此也更容易生成。
在ZSM-5分子筛的合成过程中，如果条件控制不当的话，极易发生α-SiO 2与ZSM-5共生的现象。
我们采用与合成ZSM-5(III)分子筛相同的配方，将模板剂的用量减少一半，所得产物的X 射线衍射结果表明，在合成的ZSM-5分子筛中有大量共生相α-SiO 2生成，如图2所示。
这一实验结果表明，模板剂的用量对合成分子筛的纯度有极大的影响，适量的模板剂可以加快体系晶体成核与生成的速度，因而能有效抑制α-SiO 2共生相的生成。
配料的硅铝比对ZSM-5分子筛的合成及产物结晶纯度也有极大的影响。
在原料配比基本相同的情况下，丝光沸石是另一类极易与ZSM-5分子筛共生的物质。
马忠林等人的研究结果表明13，14，以水玻璃与硫酸铝为原料在一定条件下可以合成出ZSM-5与丝光沸石的混晶产物。
我们将合成ZSM-5(VI)的原料硅铝比降低到96，在其它条件完全相同的情况合成产物由ZSM-5分子筛转变为丝光沸石，图3为合成产物的X 射线衍射图谱，与标准丝光沸石的衍射图谱完全一致。
分子筛的合成是一个复杂多变的过程，如上文所述，使用不同的配方可以合成出形貌各异的ZSM-5分子筛；但其中一个合成条件的变化又可能影响到产物的纯度，甚至得到完全不同的其它分子筛。
我们将得到丝光沸石配方的模板剂由乙二胺换为三乙胺、硅源由水玻璃换为硅酸钠，合成产物仍为结晶纯度很高的丝光沸石；如果在此基础上将硅铝比由96进一步降低到48时，又得到另一种完全不同的分子筛－方沸石，相应的扫描电镜与X 射线衍射表征结果见图4与图5。
图2 ZSM-5与α-SiO 2共生相的XRD 谱图图5 合成方沸石的XRD 谱图图4 合成方沸石的SEM 图此外，料液的碱度影响着ZSM-5分子筛合成过程中晶体的生长速度，实验过程中料液的pH值对能否成功合成ZSM-5分子筛以及合成产物的纯度起着决定性的作用。
根据所用原料性质的不同，溶液的pH相差极大，在晶化前需要将溶液的pH调到10~13范围内，以保证实验的成功。
如果料液的pH值太高，亚稳态分子筛相的可溶性将增大，溶液中的阴离子将会抑制晶核的形成与生长；如果料液的pH值太低，溶液的过饱和度将降低，亚稳态分子筛相减少，由于溶液中成核原料的短缺将导致成核速率的降低。
因此，合成分子筛时必须保证料液有足够高的碱度以使溶液中硅与铝羟基化合物的可溶解性；但也不能太高，否则会抑制晶核的形成或导致其它相的生成15。
3 结论(1) 在配料相同的情况下，使用不同的模板剂可以得到不同硅铝比、不同形貌与晶粒大小的ZSM-5分子筛。
(2) 通过料液碱度的改变可以有效调控合成分子筛的硅铝比。
(3) 适宜的模板剂用量能够有效抑制α-SiO2相的生成。
(4) 原料配比的变化会影响合成分子筛的种类与纯度，过低的硅铝比会导致丝光沸石与方沸石的生成。
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