ZSM-5分子筛的合成与表征
小晶粒ZSM-5分子筛的合成
小晶粒ZSM-5分子筛的合成张媛;卢永斌;张伟;李思;张雄福【摘要】ZSM-5 molecular sieves were prepared by choosing the reasonable ratios of reactants and hydrothermal synthetic method.The influence of SiO2/Al2O3 molar ratios,H2O/SiO2 molar ratios,crystallization time and temperatures on the synthesis of ZSM-5 molecular sieves was investigated.The as-prepared ZSM-5 molecular sieves were characterizedby X-ray powder diffraction and scanning electron microscope.The results showed that the prepared ZSM-5 molecular sieves possessed typical structure of ZSM-5 molecular sieve with uniform and monodisperse crystals.ZSM-5 molecular sieves with particle size of (350-650) nm were synthesized by controlling different factors.%采用水热合成法,选择合理的原料和配料比合成ZSM-5分子筛,对影响分子筛合成的主要因素如n(SiO2)∶n(Al2O3)、n(H2O)∶n(S iO2)、晶化时间和晶化温度进行考察优化.XRD和SEM表征结果表明,合成的分子筛为典型的ZSM-5结构分子筛,晶粒均匀且呈单分散.通过不同因素的调控,可以合成一系列粒度(350~650) nm的ZSM-5分子筛.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2017(025)006【总页数】5页(P43-47)【关键词】催化剂工程;ZSM-5分子筛;晶粒尺寸【作者】张媛;卢永斌;张伟;李思;张雄福【作者单位】陕西延长石油(集团有限责任公司研究院,陕西西安 710075;陕西延长石油(集团有限责任公司研究院,陕西西安 710075;陕西延长石油(集团有限责任公司研究院,陕西西安 710075;大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116024;大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6;TQ424.25ZSM-5分子筛具有二维十元环孔道[1-3]，结构特殊，丰富的B酸和L酸使其具有极好的催化活性、择形性和热稳定性，成为研究热点[4-11]。
ZSM-5沸石分子筛
❖ 第二代分子筛：以 ZSM 系列的沸石分子筛为代表
❖
意义：独特的孔径和孔道，异常显著的择形效果，
❖ 使有机反应的分子工程设计成为可能。
❖ 第三代分子筛：非硅铝骨架的磷酸铝系列分子筛
❖
意义：其科学价值在于给人们以启示，根据结晶的化
学原理和已知氧化物沸石的晶体化学知识，只要条件合适，
其它非硅铝元素也可以形成具有类似硅铝分子筛的结构。
☆ 优异的择形选择性 以沸石分子筛作为催化剂, 只有比晶 孔小的分子可以出入，催化反应的进行受着沸石晶孔大小的 控制, 沸石催化剂对反应物和产物分子的大小和形状表现出 极大的选择性。ZSM-5沸石十元环构成的孔道体系具有中等 大小孔口直径, 使它具有很好的择形选择性。
2.分子筛的合成方法
1. 水热合成法
6.纳米组装法
纳米组装法是将微孔沸石的初级和次级结构单元引入到介 孔分子筛的孔壁中，虽然得到的介孔材料孔壁依然是无序的， 但其有序程度要优于一般方法合成的介孔材料。李工等采用 两步晶化法，在β沸石前驱体溶液中加入十六烷基三甲基溴 化铵晶化得到孔壁含沸石初级结构单元的六方介孔材料 AIMB41。
7.干凝胶法
单模板合成法是指合成体系中只有一种有机模板剂，通 过调节合适的合成条件得到复合分子筛。我们所熟悉的常用 的模板剂有CTAB 、TPABr 、TPAOH 等等。
双模板合成法一般采用大分子表面活性剂作为合成介孔 分子筛的模板，小分子表面活性剂作为合成微孔分子筛的模 板，两种模板可同时加入也可分步加入。周志华等采用 TPAOH和CTAB作为模板剂，利用两步晶化法制备了高水热 稳定性的ZSM-5介微孔复合分子筛。
3.原位合成法
原位合成法是在一个反应体系中复合分子筛的微孔和介 孔结构同时生成。根据加入的模板剂不同，又可分为软模板 和硬模板两种合成方法。
晶种法快速合成多级孔ZSM-5分子筛
晶种法快速合成多级孔ZSM-5分⼦筛第36卷⼀第1期2018年1⽉⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⽯化技术与应⽤Petrochemical Technology&Application⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀⼀Vol.36⼀No.1⼀⼀⼀Jan.2018研究与开发(1~4)晶种法快速合成多级孔ZSM-5分⼦筛张洪菡,张善鹤,李春义?(中国⽯油⼤学(华东)⼀重质油国家重点实验室,⼭东青岛266580)摘要:在极浓体系下加⼊纳⽶级silicalite-1晶种,通过调节NaOH摩尔分数快速合成多级孔ZSM-5分⼦筛三通过扫描电⼦显微镜(SEM)⼆低温氮⽓吸脱附仪⼆X射线衍射仪表征分⼦筛样品三结果表明:纳⽶级silicalite-1晶种能在1.25h内诱导合成⾼结晶度的ZSM-5分⼦筛;当n(NaOH)为0.05时,分⼦筛表观形貌呈鳄鱼⽪形,⽐表⾯积最⼤为472.5m2/g,孔体积最⾼可达0.28cm3/g三关键词:分⼦筛;多级孔;ZSM-5;极浓体系;氢氧化钠中图分类号:TE624.9⼀⼀⽂献标志码:B⼀⼀⽂章编号:1009-0045(2018)01-0001-04⼀⼀具有多级孔结构的材料因其良好的传质传热性能⽽受到⼴泛关注[1-3]三就制造⼆次介孔⽽⾔,主要分为后处理法和双模板法[4-5]三Bez-nis等[6]⽤NaOH溶液处理Na-ZSM-5分⼦筛制造晶间介孔,Fathi等[7]考察了碱类型(CaCO3, Na2CO3和NaOH)对介孔形成的影响三⽽介孔模板剂既可以是硬模板剂,如纳⽶级CaCO3[8],也可以是软模板剂,如CTAB或两亲性有机硅烷三但后处理法操作过程复杂,双模板法存在原料价格昂贵⼆污染环境等缺点三ZSM-5分⼦筛⼀般通过⽔热法合成三合成过程中⽤⽔量⼤,液固物质的量之⽐⾼(⼤于20),且产⽣⼤量废液,严重污染环境三⽬前,在极浓体系下,即n(H2O)/n(SiO2)为5~12,可以合成⼀系列不同形貌的ZSM-5分⼦筛[9-10],这种合成⽅法虽克服了环境污染问题,但晶化时间较长,由于增加了表⾯活性剂,会增加成本三本⼯作在极浓体系下,通过加⼊晶种和过量NaOH,在1.25h内⼀步合成了多级孔ZSM-5分⼦筛,⽆需引⼊介孔模板剂三1⼀实验部分①1.1⼀原材料硅溶胶,含有质量分数为40%的SiO2,由⼭东青岛海洋化⼯⼚⽣产三四丙基溴化铵(TPABr),质量分数为99.9%,铝酸钠(NaAlO2),质量分数为99.5%,氢氧化钠(NaOH),质量分数为99%,均由国药集团化学试剂有限公司⽣产三ZSM-5分⼦筛为标准样品,结晶度为100%,由天津南开催化剂⼚⽣产三1.2⼀多级孔ZSM-5分⼦筛的合成通过澄清溶液法制得200nm左右的晶种[11],所得silicalite-1悬浮液直接作为晶种⽤于分⼦筛的合成,⽆需后续处理三多级孔ZSM-5分⼦筛的合成步骤如下:加⼊⼀定量的⽔⼆模板剂和铝源,搅拌⾄溶液澄清;再慢慢加⼊晶种(晶种与整个体系中SiO2的质量⽐为1),搅拌5~10min;缓慢滴加硅溶胶,搅拌30min;最后,缓慢滴加碱源溶液三剧烈搅拌3~5h后,将初始凝胶装⼊50mL 聚四氟⼄烯内衬中,内衬与壳体装配好后,放置在烘箱中于180?下⽔热晶化1.5h,冷却⾄室温,过滤,放于100?烘箱中⼲燥过夜,得到ZSM-5分⼦筛原粉,分⼦筛原粉经550?⾼温焙烧6h脱除微孔模板剂三凝胶中n(NaOH)?n(H2O)?⼀n(Al2O3)?n(TPA+)?n(SiO2)为x?8?0.002?0.03?1,(x=0.015,0.030, 0.050,0.070,相应分⼦筛样品分别命名为AZ-①收稿⽇期:2017-11-03;修回⽇期:2017-11-18基⾦项⽬:国家重点基础研究发展规划(973计划;2012-CB 215006)作者简介:张洪菡(1992 ),⼥,四川达州⼈,硕⼠研究⽣三主要从事ZSM-5分⼦筛的合成⼯作,已发表论⽂2篇三?通讯联系⼈三万⽅数据。
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。
含铁微孔EU-1／ZSM.5复合分子筛的合成和表征
０ ． ０ ７ ５ ％ ～０ ． １ ５ ％， 晶种 添 加 比例 为 １ ５ ． ０ ％一 ２ １ ． ０ ％， 晶种 Ｓ ｉ Ｏ ／ Ａ １ ２ Ｏ３ 物 质 的 量 比为 ５ ０～ ６ ０ 。
４ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ Ｈｉ ｏ ｇ ｈ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ． ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ３ ９ ，Ｃ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕｓ ＥＵ— ｌ ／ＺＳＭ － ５ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｅ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｒ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｙ ｎｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｃ ｒ ｙｓ ｔ ａ ｌ
摘
要： 采用预置 晶种法合 成 了含 铁 的微 孔 Ｅ Ｕ ． １ ／ Ｚ Ｓ Ｍ一 ５复合 分 子筛 ， 并 采 用 ｘ 射 线粉 末衍 射 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 、 扫描 电 子显微 镜
（ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 热 重． 微分 热重（ Ｔ Ｇ— Ｄ Ｔ Ｇ） 、 Ｎ 吸附一 脱 附、 紫外一 可见 吸收光谱 （ ｕＶ— ｖ ｉ ｓ Ｄ Ｒ Ｓ ） 、 Ｘ射线 吸收精 细结构 （ Ｘ Ａ Ｆ Ｓ ） 等手段进 行 了表征 。结果表 明 ， 复合分子筛具有 Ｅ Ｕ 一 １和 Ｚ Ｓ Ｍ一 ５的特征衍射峰 ， 是两种晶相相互作用的分子分散晶相材料 ， 微孔孔径较 Ｆ ｅ — Ｅ Ｕ １ 分 子筛有所增大。随原始溶胶 中铁 的质量分数增加 ， 复合分子筛具有 的 ２ ３ ． ０ ９ 。 和２ ３ ． ９ ４ 。 处 的特征衍射峰逐渐 向低角 度方 向偏移 ； 紫外一 可见漫反射谱 图中在 ２ ２ ０～ ２ ４ ５ ｎ ｎ ｌ 出现 了宽的 吸收谱带 ； Ｘ Ａ Ｆ Ｓ表征表 明 ， １ 一３ ｄ电子跃迁 的弱吸 收峰逐
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。
ZSM-5沸石分子筛
☆ 优异的择形选择性 以沸石分子筛作为催化剂, 只有比晶 孔小的分子可以出入，催化反应的进行受着沸石晶孔大小的 控制, 沸石催化剂对反应物和产物分子的大小和形状表现出 极大的选择性。ZSM-5沸石十元环构成的孔道体系具有中等 大小孔口直径, 使它具有很好的择形选择性。
2.分子筛的合成方法
1. 水热合成法
但是对于具有高硅铝比的ZSM-5来说，其表面的Na+ （阳 离子）含量低，通过离子交换不能达到很好的效果。
5.后处理法 主要的后处理方法有：水热处理法、酸处理、碱处理和热处
理等。沸石分子筛的性质与功能主要取决于其骨架硅铝比及其 孔道的结构，硅铝比高的样品通常具有更强的耐高温、耐水蒸 汽和抗酸的能力。水热处理或酸处理可以脱除沸石骨架中的铝， 从而提高骨架硅铝比。同时，沸石样品经过水热处理或酸处理 后还可以形成介孔结构。
AZ-1 BoraliteC FZ-1 ZBH ZSM-5
TSZ TZ-01 LZ-105 NU-5 Silicalite
ZSM-5沸石分子筛：
❖ Z S M- 5 是一种具有高硅三维交叉直通道的新结 构沸石分子筛。高硅铝比的ZSM-5 亲油疏水，水热 稳定性高。ZSM-5 分子筛属于正交晶系 ，空间群 Pnma ，晶胞参数为 a=2.017 nm，b=1.996 nm,c= 1.343 nm。
12-8-8
八面沸石
FAU
12-12-12
三叶沸石
CLO
20-20-20
维数 3 3 3 1 2 3 3 1 1 2 3 3 3
孔径 / nm 0.41 0.38*0.38 0.36*0.51 0.45*0.52 0.43*0.55 0.53*0.56 0.58*0.54 0.55*0.59 0.71 0.65*0.70 0.67 0.74 1.32*0.40
《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。
ZSM_5沸石分子筛的合成和表面改性研究进展_杨少华
法。常用的有机胺模板剂可分为 5 类 : ( 1) 直链 或环状烷基胺, 如苄基丁胺、 四乙基铵盐、 三丁胺、 三乙胺、 二异丙胺、 异丁胺、 二异丁胺、 叔辛胺、 新 戊基胺、 环己胺、 环庚胺、 1, 2- 二氨基环己烷、 2或 4- 甲基环己胺、 四甲基乙基二胺、 R4N - 螺旋 化合物等; ( 2) 含氧有机化合物, 如羟基二胺、 氯化 钠- 三乙醇胺、 含 1 个或 2 个氧原子的饱和环胺、 与 族金属络合的醚 ( 尤为环醚类 ) 、 乙醇胺、 饱和 低碳醇; ( 3) 含氮杂环化合物, 如吡啶、 2- 氨基吡 啶、 甲基紫等; ( 4) 烷基磺酸盐 ; ( 5) 含氮正离子的 紫罗烯或其离子交联聚合物等。 模板剂对 ZSM - 5 分 子筛的 粒径 有显 著影 响。孙慧勇等人分别以正丁胺、 乙二胺和己二胺 作模板 剂, 用 水 热合 成 法 制备 了 粒 径在 200~ 1 000 nm 的小晶粒 ZSM - 5 分子筛 , 研究了碱度、 温度、 模板剂和初始浓度等对分子筛粒径和分布 的影响
2003 年 4 月
杨少华等 . ZSM- 5 沸石分子筛的合成和表面改性研究进展
47
ZSM- 5 华 崔英德 陈循军 涂 星
( 广东工业大学轻工化工学院 , 广州 510090) 摘 要 综述了近年来 ZSM- 5 沸石 分子筛的合成及表面改性研究进展。合成 方面重点 介绍
12
Shang Zhingping 等人分别在不锈钢片上和致 密的玻璃片上研究了影响 ZSM - 5 分子筛成膜因 素 15, 16 。研究发现不锈钢载体底片 在晶化釜中 的位置很重要, 而在玻璃片上定向成膜取决于成 核和晶粒生长。在多孔 - Al2O3 载体上可形成 垂直生长膜, 在致密玻璃板上可形成横向生长膜, 低碱度、 高水含量条件对成膜有利。 2 2. 1 ZSM- 5 沸石分子筛的表面改性 水蒸气改性 水蒸气改性是最常用的 ZSM- 5 分子筛改性 方法, 它通过改变分子筛的硅铝比来达到改性的 目的。水蒸气改性不仅使分子筛发生脱铝 , 还发 生重结晶和结构重排。在水蒸气改性过程中 , 随 着处理温度提高和时间延长, ZSM- 5 分子筛脱铝 程度会加深, B 酸活性逐渐降低 , 并引起酸强度的 明显降低 。 王辉 等 人考 察 了 不 同 条 件 下水 蒸 气 处 理 ZSM- 5分子筛催化剂对甲苯歧 化反应活性和选 择性 的影 响, 并 对制 得的 催化 剂进 行了 NH 3 27 TPD、 XRD、 AL - MAS、 NMR 和 约 束 指 数 的 测 17
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolite
Abstract ZSM-5 zeolite is synthesized by the hydrothermal synthesis method；with white carbon black as silica source；with aluminum sulfate as aluminum source. The prepared samples were characterized by XRD and TGA.
Key words ZSM-5 zeolite; synthesis; hydrothermal method
参考文献：
[1] 高炳军，高艳红，李金红．子模型在球罐应力分析中的应用[J].压力容器，2009，26(5):27-31.
[2]苏建明, 刘文波, 刘剑利. 高硅铝比ZSM-5 分子筛的合成及催化裂化性能研究[J] . 石油炼制与化工, 2004, 35( 4) : 18- 22.
[3]孙慧勇, 胡建仙, 王建国, 等. 小晶粒Fe-ZSM-5 分子筛合成过程中粒晶大小和分布的控制[J] . 石油化工, 2001, 30( 3) : 188- 192.。