基本信息
- 项目名称：
- 一种分子筛的合成
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- ZSM-5分子筛是具有三维骨架结构高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道结构和催化性能，并且具有极好的热稳定性、耐酸性、疏水性和水蒸气稳定性，因此受到国内外石油化工界的重视，主要用于烷烃芳构化、芳烃烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化过程。 本文通过对反应时间、 温度等因素的考察，希望能够得到合成高结晶度ZSM-5分子筛的方法。
- 详细介绍：
- 沸石是具有由SiO4和AlO4四面体单元通过氧桥彼此交联而建立起来的一种多孔的结晶态的铝硅酸盐。在这种晶体结构中存在着大量的空穴，空穴内分布着可移动的水分子和阳离子，使沸石具有选择吸附、催化和离子交换三大特性。 20世纪70年代初，美孚公司首先开发了ZSM-5 沸石分子筛，ZSM-5分子筛是具有三维骨架结构高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道结构和催化性能，并且具有极好的热稳定性、耐酸性、疏水性和水蒸气稳定性，因此受到国内外石油化工界的重视，主要用于烷烃芳构化、芳烃烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化过程。 ZSM-5的制备常采用水热合成法。基本原料是硅、铝化合物，其来源广泛，合成原料配比变化范围广泛。通常采用较廉价的水玻璃、硅胶和硫酸铝作为硅源和铝源，也有使用正硅酸乙酯和异丙醇铝作为硅铝源的但成本较高，并通过硫酸调节凝胶的碱度。此外，还需要添加晶种、模板剂或结构导向剂等。 1980年以后出现的利用ZSM-5沸石分子筛晶种直接合成ZSM-5分子筛的技术，使得ZSM-5分子筛的制备成本明显降低，而且避免了使用有机胺模板剂对环境的污染。工业上一般都用无机法或晶种法来合成ZSM-5分子筛。一般，采用无机法要合成出高结晶度的ZSM-5分子筛产品很难；另一方面，ZSM-5分子筛合成投料的硅铝比较高，合成分子筛配制的凝胶稠，需大量水稀释，产率很低。另外；且反应凝胶混合物过稠，容易出现丝光沸石和石英等杂晶。 本文主要采用无机法合成常规ZSM-5分子筛得到了一些规律性认识，得到以下结论： 合成ZSM-5沸石分子筛应选择适当的晶化温度和晶化时间，使晶化速度快，晶化产品稳定，避免产品转晶，以便得到较高结晶度的分子筛。成胶温度在一定范围内变化时，提高成胶温度对提高结晶度有利。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文主要通过对合成ZSM-5分子筛的基本条件如：晶化温度、晶化时间以及合成凝胶过程中温度对所得分子筛结晶度的影响，希望得到合成高纯度ZSM-5分子筛的规律性的认识，对实际生产有所帮助。
科学性、先进性及独特之处
- 对所考察的因素做了比较系统的实验，得到了一定的规律性认识。
应用价值和现实意义
- 对探索合成高结晶度分子筛提供一定的实验依据。
学术论文摘要
- 采用无机法合成ZSM-5分子筛，实验结果表明通过调节凝胶的晶化温度、晶化时间，在静态晶化条件下和较短的时间内能够合成出相对结晶度较高的产品。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 对考察合成高结晶度沸石的实验条件提供一定的依据，具有一定的科学性。
参考文献
- 孙慧勇,胡建仙,王建国，周敬来. 小晶粒FeZSM- 5 分子筛合成过程中粒晶大小和分布的控制. 石油化工,2001 ,30(3) :188-192 项寿鹤，吴德明，汤泽平，ZSM-5沸石分子筛的合成和HZSM-5烷基化催化剂，石油化工，1979，10：669 徐如人,庞文琴等.分子筛与多孔材料化学,科学出版社,2004,73
同类课题研究水平概述
- 20世纪70年代初，美孚公司首先开发了ZSM-5 沸石分子筛，ZSM-5分子筛是具有三维骨架结构高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道结构和催化性能，并且具有极好的热稳定性、耐酸性、疏水性和水蒸气稳定性，因此受到国内外石油化工界的重视，主要用于烷烃芳构化、芳烃烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化过程。 ZSM-5的制备常采用水热合成法。基本原料是硅、铝化合物，其来源广泛，合成原料配比变化范围广泛。通常采用较廉价的水玻璃、硅胶和硫酸铝作为硅源和铝源，也有使用正硅酸乙酯和异丙醇铝作为硅铝源的但成本较高，并通过硫酸调节凝胶的碱度。此外，还需要添加晶种、模板剂或结构导向剂等。
