zsm-5催化劑簡單介紹

1、ZSM5型分子篩的簡單介紹一ZSM5型分子篩結(jié)構(gòu)在ZSM5系列分子篩中，ZSM5分子篩用途最多的一項(xiàng)，并主要集中在SiO2Al2O3（二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比）在4050之間。ZSM5中特征結(jié)構(gòu)單元是由8個(gè)五元環(huán)組成的單元，成為〔58〕單元，這些〔58〕單元通過邊共享形成平行于C軸的五硅鏈，具有競相關(guān)系的五硅鏈連接在一起形成帶有十元環(huán)孔呈波狀的網(wǎng)層，網(wǎng)層之間又進(jìn)一步連接形成三維骨架結(jié)構(gòu)，相鄰的網(wǎng)層以對(duì)稱中心相關(guān)。它具有特殊的結(jié)構(gòu)沒有

2、A型、X型和Y型沸石那樣的籠其孔道就是它的空腔。骨架由兩種交叉的孔道系統(tǒng)組成直筒形孔道是橢圓形長軸為5.7～5.8，短軸為5.1～5.2；另一種是“Z”字形橫向孔道截面接近圓形孔徑為5.40.2。屬于中孔沸石?！癦”字形通道的折角為110度。鈉離子位于十元環(huán)孔道對(duì)稱面上。其陰離子骨架密度約為1.79克厘米3。因此ZSM5沸石的晶體結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。二ZSM5型分子篩特性２.１熱穩(wěn)定性ZSM5沸石的熱穩(wěn)定性很高。這是由骨架中有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的五元環(huán)

3、和高硅鋁比所造成。比如將試樣在850℃左右焙燒2小時(shí)后其晶體結(jié)構(gòu)不變。甚至可經(jīng)1100℃的高溫。到目前為止，ZSM5是已知沸石中熱溫定性最高者之一。所以將它用于高溫過程是特別適宜的。例如用它作為烴類裂解催化劑，可經(jīng)受住再生劑時(shí)的高溫。脫硅利用有機(jī)堿（TPAOHTBAOH）處理硅鋁比為42的ZSM5分子篩，與傳統(tǒng)用無機(jī)堿NaOH處理的分子篩相比，省去了NaOH處理后再利用NH4NO3進(jìn)行銨交換的步驟：溶解硅的速度比NaOH快得多，也使脫硅

4、過程變得可控。其原理是沸石在堿處理過程中骨架上的部分硅被脫除造成部分骨架塌陷產(chǎn)生介孔結(jié)構(gòu)諸多研究者探索了這種方法的最優(yōu)處理?xiàng)l件結(jié)果并不影響分子篩的酸性質(zhì)并能有效增加分子篩比表面積但有機(jī)堿處理脫硅的選擇性較差，會(huì)有大量鋁溶解在有機(jī)堿溶液中。脫鋁沸石分子篩在酸溶液中處理可發(fā)生部分骨架脫鋁反應(yīng)造成部分骨架塌陷并伴隨著分子篩晶體間雜質(zhì)的溶解行為從而產(chǎn)生介孔.利用HCl以及水熱高溫煅燒處理ZSM5分子篩，結(jié)果表明，水熱處理生成了大量的骨架外的Si

5、Al相，但是利用相對(duì)較強(qiáng)的HCl處理則脫鋁效果不佳，而用AHFS處理則證明這是一個(gè)獲得中度脫鋁的zsm5分子篩樣品的合適手段。脫硅和脫鋁過程：是合成微介孔多孔材料的簡便有效的方法，但是這兩個(gè)方法不僅會(huì)影響分子篩的孔結(jié)構(gòu)，而且會(huì)改變分子篩上的B酸和L酸分布。雖然眾多文獻(xiàn)指出酸處理能夠產(chǎn)生介孔但是酸處理嚴(yán)重影響分子篩酸性致使酸量明顯減少所以相對(duì)于堿處理方法而言酸處理法還需進(jìn)一步研究探索。添加劑擴(kuò)孔改性分子篩合成過程中加入其他添加劑生成介孔的

6、方法已成為近幾年研究的熱點(diǎn)。這種方法又稱為“第二模板法”就是在合成分子篩的初始溶液中，加入另一種具有結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用的模板劑，以生成多孔ZSM5分子篩。利用過量的凝膠，以碳黑粒子的多孔為基礎(chǔ)生長分子篩，并通過焙燒除去碳黑框架，這種方法生成的ZSM5分子篩的孔徑分布在10100nm之間，并且大部分孔大于50nm。3.2ZSM5分子篩粒徑改性:降低晶化溫度限定空間法添加堿金屬鹽添加晶種添加兩性有機(jī)硅表面活性劑納米ZSM5分子篩的晶粒尺寸處于11

7、00nm之間，而ZSM5分子篩尺寸的下降，會(huì)減小擴(kuò)散路徑的長度，由此而改善分子的擴(kuò)散性能，在大多數(shù)催化反應(yīng)中，分子篩晶粒大小的減少，有利于晶間介孔擴(kuò)散步驟。3.2.1降低晶化溫度科學(xué)家在低溫下7090℃合成ZSM5分子篩，其晶粒尺寸顯著下降，但也減少了分子篩產(chǎn)率，這種較低溫度條件可以避免納米尺寸分子篩初級(jí)基團(tuán)發(fā)生聚合，所合成的分子篩尺寸約200nm，且具有較高的比表面積，其分子篩骨架結(jié)構(gòu)具有較高低水熱穩(wěn)定性。3.2.2限定空間法利用限定