分子筛的改性及在甲苯硝化中的应用
ZSM-5分子筛的改性及应用进展
ZSM-5分子筛的改性及应用进展高瑞忠;刘颖;赵红娟;左少卿;高雄厚【摘要】ZSM-5 zeolite has been widely used in many fields,as it has excellent thermal stability,acid resistance and outstanding selective catalytic performance due to its special pore structure and physical-and-chemical properties.As an ideal porous zeolite,the latest modification and application progress of ZSM-5 zeolites was introduced.The modification methods,such as hydrothermal modification,acid-base modification metal modification and non-metallic,were also reviewed.The influences of different modification methods on the catalytic effect were discussed by summing up various modification methods,so as to offer some references and experiences for the research of ZSM-5 zeolite.%ZSM-5分子筛特殊的孔结构和优异物化性质,使得ZSM-5分子筛具有良好的热稳定性、耐酸性及择型催化性能,已经被广泛应用于多个领域.作为一种理想的多孔分子筛材料,介绍了ZSM-5分子筛的最新改性及应用进展,并对改性方法(如水热改性、酸碱改性、金属与非金属改性)做了概述.通过对各种改性方法的总结,讨论了不同改性方法对催化效果的影响与最新应用进展,以期为ZSM-5分子筛的研究提供借鉴.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2018(050)002【总页数】4页(P20-23)【关键词】ZSM-5分子筛;多孔分子筛;水热改性【作者】高瑞忠;刘颖;赵红娟;左少卿;高雄厚【作者单位】西北师范大学化学与化工学院,甘肃兰州730060;西北师范大学化学与化工学院,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心;兰州交通大学化学与生物工程学院;中国石油兰州化工研究中心【正文语种】中文【中图分类】TQ127.2ZSM-5分子筛是美国Moble Oil公司在20世纪70年代合成的一种硅铝酸盐分子筛，其具有大的比表面积、三维孔道结构以及Z字型孔道，可使ZSM-5拥有较好的水热稳定性、耐酸碱性以及优异的表面酸性。
甲苯区域选择性硝化的研究进展
甲苯区域选择性硝化的研究进展刘丽荣1,2,吕春绪1,李 霞1(1.南京理工大学化工学院,江苏南京210094;2.淮海工学院化学工程系,江苏连云港222005)摘 要:综述近20多年来国内外提高甲苯硝化反应区域选择性的各种方法的新进展。
通过对各种硝化剂和催化剂的讨论和分析,提出通过提高甲苯硝化产物中对位异构体的比例,可进一步提高甲苯硝化产物的区域选择性,避免大量邻硝基甲苯的产生,改善了硝化反应环境,减少环境污染。
将各种分子筛用于甲苯的区域选择性硝化,具有节约能源及原材料、无废酸废水产生、无腐蚀等特点,硝化产物转化率大幅度提高,硝化产物区域选择性好。
关键词:有机化学;甲苯;硝化反应;硝化产物中图分类号:TJ 55 文献标识码:A 文章编号:100727812(2006)0120032204Progress on Reg ioselective N itra tion of TolueneL I U L i 2rong1,2,L üChun 2xu 1,L I X ia1(1.D epartm en t of Chem istry ,N an jing U n iversity of Science and T echno logy ,N an jing 210094,Ch ina ;2.D epartm en t of Chem ical Engineering ,H uaihai In stitu te of T echno logy ,L ianyungang J iangsu 222005,Ch ina )Abstract : T he cu rren t p rogress in all k inds of m ethods that can increase the regi o selectivity of n itrati on of to luene at hom e and ab road in the last tw en ty years is summ arized .T he requ irem en t of the environm en tal aspect of regi o selective n itrati on of to luene is analyzed .T h rough the study of the con stitu te bo th of the n itrating reagen ts and catalysts ,the rati o of para isom er of n itro p roducts is i m p roved ,the regi o selectivity of n itrati on of to luene is increased ,fo rm ing of m aj o rity of o rtho isom er of n itro tu luene is avo ided ,the environm en ts of n itrati on of to luene is i m p roved and the environm en tal po llu ti on that cau sed by n itrating reacti on is decreased .T he regi o selective n itra 2ti on of to luene w ith n itrogen ox ides in the p resence of vari ou s so rts of zeo lites ,can save energy and raw m aterials ,and po ssesses the characteristics of no w aste acid and w aste w ater ,and no co rroding to the n itro in stallati on .T he yield of n itro p roducts is increased by a b ig m argin ,n itro p roducts al mo st is p roduced quan titatively and h igh para selectivity is ach ieved in all these catalysts.T he regi o selective n itrati on of to luene w ith n itrogen ox ides over ex 2changed zeo lites is a clean n itrati on m ethod w h ich has vast p ro spects.Key words : o rgan ic chem istry ;to luene ;regi o selectivity ;n itrati on reacti on ;n itrati on p roduct引 言硝基甲苯有邻、间、对位3种异构体,是一种重要的有机化工原料,广泛应用于农药、医药、染料、塑料、油漆、涂料、感光材料、彩色胶片显影等。
分子筛催化反应技术的发展及应用
分子筛催化反应技术的发展及应用分子筛催化反应技术指的是使用具有多孔性或介孔性的材料，通过反应物在孔道内扩散、吸附、反应、再脱附的循环过程，实现催化反应的一种技术。
这种技术可以提高反应速率和选择性，降低反应温度和能量消耗，广泛应用于石油化学、化工、制药等领域。
分子筛催化反应技术的发展可以追溯到20世纪初，当时的研究主要集中在天然分子筛（如沸石）的制备和性质研究上。
20世纪50年代中期，人们开始通过合成获得一些新型的分子筛，如分子筛X、Y等，这些分子筛具有更大的比表面积和更高的孔隙容积，为分子筛催化反应技术的应用奠定了基础。
随着合成技术的不断改进，现在已经可以制备出介孔分子筛和纳米分子筛等各种具有特殊结构和性能的分子筛。
这些新型分子筛使得分子筛催化反应技术在化工、石油和制药等领域中得到广泛应用。
分子筛催化反应技术的主要应用领域之一是石油化工。
在油品加工过程中，分子筛可以用于催化裂化、异构化和氢化反应等。
其中，催化裂化是将重质油分子分解成轻质油品和化学原料的重要手段。
分子筛作为催化剂，可以提高反应速率和选择性，降低反应温度和压力。
在化工领域，分子筛催化反应技术主要应用于氧化、氢化、烷基化和醇醚化等反应。
其中，氧化反应可以将低价化学物质转化成高价有机物或无机物，如将甲烷氧化成甲醛，乙烯氧化成丙烯醛等。
氢化反应可以将不饱和化合物转化成饱和化合物，如将苯乙烯氢化成乙苯。
烷基化反应可以将低碳化合物转化成高碳化合物，如将甲烷烷基化成乙烷。
醇醚化反应可以将醇和醚的分子重组成大分子化合物，如将甲醇和乙烯醚醚化成異丙醇。
在制药领域，分子筛催化反应技术主要应用于有机合成反应和药物制剂中的分离和纯化。
分子筛可以用于催化酯化、羟化和缩合等反应，在药物分离和纯化中，分子筛可以通过吸附和分子筛柱等方式实现药物分离和纯化。
与传统催化剂相比，分子筛具有孔径狭窄、内部表面积大、孔隙结构可控、选择性高等特点，而且可以通过控制孔径和孔隙结构实现对反应性质和转化率的调节。
聚苯基甲基硅氧烷改性ZSM-5分子筛上的甲苯择形歧化反应
聚苯基甲基硅氧烷改性ZSM-5分子筛上的甲苯择形歧化反应王新星;崔楼伟;何观伟【摘要】以聚苯基甲基硅氧烷为改性剂,采用化学液相沉积法对ZSM-5分子筛催化剂进行改性修饰,考察改性催化剂的甲苯择形歧化反应性能.采用XRD、BET、NH3-TPD表征改性催化剂的孔结构和酸性质.结果表明,聚苯基甲基硅氧烷作为改性剂可以增加催化剂的弱酸中心和中强酸中心酸量,同时缩小催化剂的平均孔径,改性程度与改性次数有关.改性催化剂用于甲苯歧化反应可以增加对二甲苯的选择性,对二甲苯选择性的增加程度与改性次数有关,改性次数增多,对二甲苯选择性增加越显著,同时甲苯转化率越低,副反应越多.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)009【总页数】5页(P43-47)【关键词】催化化学;聚苯基甲基硅氧烷;ZSM-5分子筛;甲苯歧化【作者】王新星;崔楼伟;何观伟【作者单位】西安元创化工科技股份有限公司,陕西西安710061;西安元创化工科技股份有限公司,陕西西安710061;西安元创化工科技股份有限公司,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TQ426.6甲苯歧化反应根据生成产物中对二甲苯的含量可分为甲苯歧化与烷基转移工艺和甲苯选择性歧化工艺[1-2]。
传统的甲苯歧化与烷基转移工艺以甲苯及C9+芳烃为原料生产混合二甲苯，由于受二甲苯异构体之间的热力学平衡限制，产物中对二甲苯含量约为24%，需要将对二甲苯分离纯化才能进一步使用，然而对二甲苯与其他三个同分异构体(间二甲苯、邻二甲苯、乙苯)沸点十分接近，分离十分困难，成本很高。
相对于甲苯歧化与烷基转移工艺，甲苯择形歧化以纯甲苯为原料生产对二甲苯，其特点是产物中对二甲苯的含量很高，对二甲苯在三个异构体中占到90%以上[3]，远远大于热力学平衡值，极大的减少了分离难度。
由于甲苯择形歧化反应具有显著高的对二甲苯选择性，该技术受到广泛关注。
目前，国内外多家公司相继成功开发出甲苯择形歧化工艺技术，包括ExxonMobil、UOP和RIPP等公司，该类技术的核心是择形催化剂的制备[4-7]。
分子筛催化甲苯酰化反应研究
分子筛催化甲苯酰化反应研究
分子筛催化甲苯酰化反应是一类重要的 organic 反应，
它可以利用分子筛作为催化剂，将甲苯变成酰化产物。
在古典催化条件下，甲苯会生成不需要费力去除的不饱和醛，这是不可取的。
此外，由于底物的易氧化性，在高温条件下易于发生交叉酰化现象，反应效率不高。
分子筛对甲苯酰化变化反应具有极好的催化效应，能够
实现高纯度产物的生成。
因凹凸有序空间结构，使得分子筛能够结合活性质子源，形成配位驱动体系，进而产生持续有效的活性质子，这有利于甲苯酰化反应的促进。
此外，由于分子筛具有较高的热稳定性，反应条件选择更加宽松，允许低温状态，有助于甲苯的有效催化。
众所周知，催化剂的选择是甲苯酰化反应效率的关键。
利用分子筛催化剂，可以使甲苯酰化反应的收率显著提高，从而实现快速高产的目的。
另外，它同催化反应的热稳定性也非常好，可以在较低的温度条件下进行反应，有利于减少交叉酰化，从而有效避免底物过量消耗。
综上所述，分子筛在催化甲苯酰化反应中发挥了至关重
要的作用，它不但能够有效提高反应收率，而且还具有较高的热稳定性，可以在较低的温度条件下进行反应，有助于减少不必要的底物损耗。
就催化性能来说，分子筛比传统催化剂具有更高的活性和稳定性，它可以有效减少反应条件，大大提高甲苯酰化反应的收率和效率。
MgO改性IM_5分子筛在甲苯甲醇烷基化反应上的应用_柯玲
MgO改性IM_5分⼦筛在甲苯甲醇烷基化反应上的应⽤_柯玲MgO 改性IM-5分⼦筛在甲苯甲醇烷基化反应上的应⽤柯玲潘博张志会孙磊张⽂祥贾明君**(吉林⼤学化学学院,长春，130012)关键词：IM-5，甲苯甲醇烷基化，对⼆甲苯对⼆甲苯是⼀种重要的化⼯原料，是⽣产对苯⼆甲酸、对苯⼆甲酸甲酯进⽽⽣产聚酯的重要中间体。
以分⼦筛为催化剂的甲苯甲醇烷基化反应是制备对⼆甲苯的重要⽅法。
甲苯甲醇烷基化反应是⼀种酸催化反应，催化剂主要集中在ZSM-5及其改性分⼦筛上。
由于ZSM-5的表⾯酸性质和特殊的⼆维孔道体系使ZSM-5能够催化甲苯甲醇烷基化反应获得⾼浓度的对⼆甲苯[1,2]。
IM-5分⼦筛是⼀种具有⼆维⼗元环孔道结构的微孔分⼦筛[3] ，与ZSM-5有相似的孔道结构，并且IM-5具有⾼稳定性、⾼⽔热稳定性等特点。
近期⽂献报道的结果表明：氢型IM-5分⼦筛对甲苯甲醇烷基化反应表现出较⾼的催化活性，但对⼆甲苯选择性相对较低[4]。
本⽂主要采⽤浸渍法制备了MgO 改性的IM-5分⼦筛催化剂，并通过甲苯甲醇烷基化反应考察了催化剂的性能。
催化剂制备：将合成的氢型IM-5分⼦筛通过⼀定浓度的Mg(CH 3COO)2⽔溶液浸渍24 h ，100 ℃烘⼲6 h ，再于马弗炉中550℃焙烧4 h ，得到MgO 负载量分别为5%、7%和9%的MgO-IM-5分⼦筛催化剂。
图1为H-IM-5和5%MgO-IM-5的XRD 谱图。
从图1中可以看出MgO 改性的分⼦筛仍然保留着IM-5分⼦筛的特征衍射峰。
与未改性的H-IM-5相⽐， MgO 改性的IM-5分⼦筛的XRD 衍射强度明显降低，但并未检测到对应于晶体MgO 的衍射峰，表明MgO 均匀的分散在IM-5分⼦筛表⾯。
510152025303540100020003000400050006000700080009000i n t e n s i t y 2θ(degree )H-IM-55%MgO-IM-5图1.H-IM-5和5%Mg-IM-5分⼦筛催化剂的XRD 表征结果NH 3-TPD 结果表明，H-IM-5分⼦筛表⾯存在⼤量的弱酸中⼼和⼀定量的中等强度的B 酸中⼼（图2）。
分子筛材料的性能优化及应用
分子筛材料的性能优化及应用随着现代工业的发展，许多化学反应需要在高温高压下进行，然而这些条件下的反应不仅容易导致能源浪费，还有可能引起环境污染。
为了解决这个问题，人们开始采用催化剂来加速反应速率，从而降低反应温度和压力，减少对环境的负担。
分子筛材料是一种非常重要的催化材料，它在化工、精细有机合成、环保等领域中具有广泛的应用。
分子筛材料是一种由特殊结构的无机氧化物组成的晶体材料，其中含有许多网状孔道，这些孔道大小和形状可以精确地控制，从而使得分子筛具有对分子的选择性吸附和分离，分子大小和形状、极性和惰性等因素都可以被精确地控制。
不同的分子筛材料具有不同的孔径大小和酸碱性，通常可以用于选择性催化反应、分离、吸附等方面。
分子筛材料的性能和应用非常广泛，因此优化制备方法和提高其性能的研究十分必要。
以下是几个关于分子筛材料性能优化与应用的案例研究。
案例一: 孔结构的精确控制分子筛材料的性质受孔结构的影响，而孔结构也可以通过控制分子筛材料制备过程中的反应条件进行精确的控制。
通过采用控制结晶过程的方法，可以有效地控制分子筛孔道尺寸、分布和形状。
例如，利用控制结晶过程的方法可以制备出一种中空微球型的分子筛材料，其孔径尺寸与球心到表面的距离相关，可实现对不同孔径和微球外形梯度的调控，用于催化反应时可以得到比之前报道的同类材料更好的效果。
案例二: 热稳定性的提高分子筛材料的应用需要具备较好的热稳定性。
在过去的研究中，人们通过添加铝等原子组成物为催化活性中心，在一定温度下制备固定形状的分子筛材料。
但是这种材料在高温下的热稳定性较低，容易受到热处理过程中的失活和毁坏。
近年来的研究表明，通过将合适的元素引入到分子筛材料的晶体结构中，就可以显著提高其热稳定性，例如，将硅、铝以外的杂原子引入分子筛材料晶体，并控制其含量和位置，就可以提高分子筛材料在高温下的稳定性，从而改善催化反应的效果。
案例三: 转移催化应用领域传统上，分子筛材料被用来催化烷基化、烷基异构化等反应。
ZSM-11分子筛改性及其在苯、甲醇烷基化反应中的应用
ZSM-11分子筛改性及其在苯、甲醇烷基化反应中的应用任广成;闻振浩;梅园;朱学栋【摘要】采用NaOH溶液碱处理、HCl溶液酸处理、负载Mg等方法对ZSM-11分子筛进行改性.采用XRD,FE-SEM,NH3-TPD,N2吸附-脱附等方法对改性前后的分子筛及催化剂进行表征,结果表明:改性后的分子筛中引入了大量的介孔,但最大限度地保留了分子筛ZSM-11的晶型和微孔,负载Mg后,容易产生积炭副反应的强酸中心被覆盖.将改性后的分子筛催化剂用于苯、甲醇的烷基化反应中,在反应温度为460℃、反应压力为0.2 MPa、质量空速为3h-1、n(苯):n(甲醇)=1的条件下,苯转化率达到52.60％,甲苯、二甲苯总选择性达到89.91％,二甲苯选择性达到34.08％.苯、甲醇烷基化反应的稳定性实验结果表明,改性后分子筛催化剂在200 h内保持了反应活性的相对稳定.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(046)005【总页数】5页(P56-60)【关键词】ZSM-11;改性;苯;甲醇;烷基化【作者】任广成;闻振浩;梅园;朱学栋【作者单位】华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室【正文语种】中文对二甲苯(PX)是重要的有机化工原料，主要用于制备对苯二甲酸(PTA)，进而生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，还可用作溶剂以及医药、香料、油墨等行业的生产原料，用途十分广泛[1]。
随着我国聚酯产能的增加，PX需求量持续增加，处于供不应求的状态。
工业上制备PX的技术主要有甲苯歧化与烷基转移、甲苯甲醇烷基化、二甲苯异构化和二甲苯吸附分离[2]。
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分子筛的改性及在甲苯硝化中的应用
分子筛是一种高分子聚合物，其结构和形状是多孔性材料，具有独特的表面性质。
其特点是具有非常大的表面积和强大的耐腐蚀性，使其成为高分子材料的优秀基础材料，在氮氧化物反应结来中发挥着重要作用。
其中，甲苯硝化是分子筛改性发展的一个重要领域，具有重要的应用价值。
近些年来，研究者们对分子筛在甲苯硝化反应中的改性进行了展开，他们发现分子筛改性可以提高甲苯硝化反应的速度、效率和稳定性，从而提高反应产物的质量。
首先，改性后的分子筛可以提高甲苯��化反应的速度。
研究者们采用一个简单的方法将甲苯硝化剂与分子筛表面溶解，将溶解后的甲苯硝化剂充分整合入分子筛表面，从而改变分子筛表面的性能特性，从而实现甲苯硝化反应的快速。
其次，分子筛的改性可以提高甲苯硝化反应的稳定性。
经过改性，分子筛表面的孔径变小，可以限制甲苯在表面上的脱氢反应，从而极大地提高反应稳定性。
同时，在分子筛表面溶解的甲苯硝化剂与反应物之间可以形成更牢固的物理键，从而使反应性能更稳定、更精确。
最后，通过分子筛表面溶解的甲苯硝化剂及其牢固的物理键，可以提高甲苯硝化反应的效率。
可以明显缩短甲苯反应时间，获得更优的反应产物，大大提高生产效率。
综上所述，分子筛的改性对于甲苯硝化反应具有重要的作用，可以提高反应的速度、稳定性和效率，从而提高反应产物的质量，为甲苯硝化反应提供重要技术支持。