介孔分子筛催化剂应用研究进展
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。
分子筛催化剂的制备与性能研究
分子筛催化剂的制备与性能研究近年来，随着工业化进程不断加快，新型催化剂的研究也越来越受到重视。
其中，分子筛催化剂因其结构独特、高度可控的孔道结构、特殊的酸碱性质等优异性能而备受关注。
本文将介绍分子筛催化剂的制备方法以及其在催化反应中的性能研究。
一、分子筛催化剂的制备方法目前，制备分子筛催化剂的方法主要有化学合成法、水热合成法、溶胶-凝胶法、模板法等。
其中，模板法是目前应用最为广泛的方法之一，其基本原理是：利用有机物模板剂在水热反应过程中形成的空旷空间，从而构建出具有孔道结构的微孔或介孔分子筛催化剂。
相较于其他制备方法，模板法的催化剂具有孔径分布均匀、孔径可控、比表面积大、孔道结构稳定等优点。
其具体制备流程如下：1. 在一定温度下，加入氢氧化钠（NaOH）等碱性物质，使溶液保持一定的碱度。
2. 溶解硅酸钠（Na2SiO3）、氢氧化铝（Al(OH)3）等源材料，制备出水热合成原液。
3. 添加有机物模板剂，如季铵盐，然后将此原液置于高压釜内进行水热反应。
4. 进行烘干、焙烧等后处理工序，最终制得分子筛催化剂。
二、分子筛催化剂的性能研究1. 孔道结构的研究孔道结构是决定分子筛催化剂性能的重要因素之一。
常见的性能测试方法有X射线衍射（XRD）、氮气吸附/脱附法等。
其中，XRD能够确定催化剂的晶体结构，而N2吸附/脱附法则可以测定催化剂的孔径、孔容、比表面积等参数。
一些研究表明，孔径≤2nm的ZSM-5型分子筛催化剂，适用于烷烃催化转化反应；孔径在2-4nm的分子筛，适用于烯烃分子重排反应；而孔径在4-10nm的分子筛，适用于脂肪酸酯催化加氢反应。
2. 催化活性的研究催化活性是衡量催化剂性能的另一个关键指标。
通常采用循环使用催化剂、反应产物分析等方法来研究催化剂的催化活性。
常用的反应类型包括：芳香烃、烷基芳香烃、芳香烃异构化、烯烃加氢等。
对于ZSM-5型分子筛催化剂，其有效反应机理为酸性环境下的“裂解-转化-重构”过程。
介孔分子筛SBA-15的研究进展
Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences
reference
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分子筛催化剂在炼油与石油化工中的应用进展
分子筛催化剂在炼油与石油化工中的应用进展分子筛催化剂是一种在化学反应过程中起着关键作用的催化剂。
它具有微孔结构，能够选择性地吸附和催化分子，因此在炼油与石油化工中有着广泛的应用。
随着科技的不断进步和对能源利用效率的不断追求，分子筛催化剂在炼油与石油化工领域的应用也在不断取得进展。
炼油是将原油经过一系列的加工和分离过程，生产出各种石油产品的过程。
而分子筛催化剂在炼油中的应用主要集中在裂化、重整和加氢等过程中。
裂化是将较重质油通过催化剂的作用，裂解成较轻质的产品，比如汽油和液化气。
在这个过程中，分子筛催化剂能够选择性地裂解分子，并控制产品分布，提高汽油和液化气的产率。
它还能够减少不饱和烃和芳烃的产生，提高产品的质量。
重整是将较重的烃类分子经过催化剂的作用，重新排列成较轻质的、高辛烷值的产品，比如高辛烷值汽油。
分子筛催化剂在重整过程中能够提高反应选择性，减少副反应产物的生成，同时还能够延长催化剂的寿命，降低生产成本。
除了在炼油领域的应用外，分子筛催化剂在石油化工领域也有着广泛的应用。
比如在烃类分子的分离和提纯过程中，分子筛催化剂能够通过吸附和解吸的方式，实现对混合物的分离，提高产品的纯度和质量。
在化工合成反应中，分子筛催化剂能够作为载体，提高反应活性和选择性，同时还能够降低催化剂的用量和生产成本。
近年来，随着分子筛材料的不断研究和开发，一些新型的分子筛催化剂也相继问世，比如中孔分子筛、介孔分子筛等。
这些新型的分子筛催化剂具有更大的比表面积和孔容量，能够有效提高反应的速率和选择性，因此在炼油与石油化工中有着更广阔的应用前景。
随着绿色环保理念的不断提倡，对于分子筛催化剂的选择也更加注重其环境友好性。
一些无害的、可再生的催化剂也逐渐成为研究的热点。
比如一些金属氧化物、炭材料等，因其具有良好的催化性能和环保性，正在逐渐取代传统的分子筛催化剂成为新的研究方向。
分子筛催化剂在炼油与石油化工领域的应用正不断取得进展，对于提高产品质量、降低生产成本、促进能源可持续发展都起着重要作用。
MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用
题目MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用作者姓名巴得儒指导教师王长青班级14级化学工程与工艺学号20142090132MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用摘要：本文综述了近年来介孔分子筛MCM-41在精细有机合成非均相催化中的应用,特别是手性合成等领域的研究进展。
关键词MCM-41非均相催化剂精细有机合成手性合成固相化Abstract Recent researches focusing on the application of mesoporous MCM-41 to heterogeneous catalysis in the synthesis of fine chemicals are reviewed.MCM-41,with an extremely high surface area,uni-Form pores of 15—100•and mild acidity,shows great promise in catalysis of bulky molecule reactions in-volved in the synthesis of fine chemicals especially chiral compounds.Key words MCM-41; heterogeneous catalysis; fine chemical synthesis; chiral synthesis; immobi-lization在传统精细化学品生产过程中大量使用均相酸碱催化剂。
由于其存在难分离、难重复利用和腐蚀污染严重等问题,已成为制约精细化学品生产可持续发展的“瓶颈”。
因此,开发精细合成用环境友好固体酸碱催化剂已成为催化剂研制的热点领域之一。
具有大比表面积的多孔物质如:有机树脂和无机多孔沸石等作为载体的催化剂得到了巨大的发展。
但由于受这些载体本身结构和性能的限制,其在精细有机合成中的催化应用受到了束缚。
介孔分子筛MCM-41在有机催化中的研究进展
相 法制 备 的 ＭｎＳ ｌ １ １ＭＣ ４ 催 化 剂具 有 较 （ａ ｎ ／Ａ 一 Ｍ一 １ ｅ
高 的催化 活性 和环氧 化物选 择性 ，而 且催 化剂 的性 能 与制备 过程 中微波 辐射 的时 间有关［ ３ １ Ｍａｔｒ 。Ｍ ｓ ｉ ｅ— Ｆ ｒｈ ｎ 等 将 Ｍ０ ２ 载到 ｓ— Ｍ一 １ ， ａａａ ｉ Ｏ负 ｉＭＣ ４ 上 并对 １ 一 己烯 、一 １ 辛烯 环 氧化 反应 ，在 比较 温 和 的反应 条件 下 环 己烯 和环 辛烯 的选择 率在 ９ ％～ ９ ４ ５ ９ ％Ｉ １ 。
目前 。在 以分 子氧作 为氧 化剂均 相催 化烯烃 环
氧化 的研究 中 ，应 用醛类 化合 物作 为氧转 移试 剂是
一
１ 环 氧 化 反应
环 氧化合 物 作为有 机合 成 中间体具 有广 泛应用
种有 效 的方 便 的促进烯 烃环 氧化 的方法 。 但是 ， 均
相催 化剂难 于分离 和重 复使用 ，因此将 均相催 化剂 多相 化是发 展新 型催化 体系 的有效 方法 。 任通 、 闫亮
等 多种 方 法 引入 催 化 活 性 中心『 ２ １ 属 原 子 、 多 。金 杂 酸、 类、 胺 金属化 物 和过渡 金属 络合物 等催 化剂可 以
通 过掺 杂 、 载 、 接 等 方 法 引进 到 ＭＣ ４ 负 嫁 Ｍ一 １介 孑 Ｌ 孔道 中 ，在催 化领 域潜在 的应 用价值 引起 了人们 广 泛 的关 注 ＭＣ ４ 介 孑 分 子筛 在催化 领域 中主要 Ｍ一 １ Ｌ 应用 于催 化氧化 反应 、 化加氢 、 催 聚合 、 缩合 反应 、 烷 基化 反 应 、 构化 反 应 、 化 裂 化及 光催 化等 方 面 ， 异 催 并且 得 到广泛 的研 究 。因此 ，本文 总结 了 ＭＣ ４ Ｍ一 １ 介孑 分 子筛在 有机 催化领 域 的研究 进展 。 Ｌ
分子筛催化剂的发展及研究进展
分子筛催化剂的发展及研究进展摘要：分子筛是一种具有特定空间结构的新型催化剂，具有活性高、选择性好、稳定性和抗毒能力强等优点，因此，近几十年来它作为一种化工新材料发展的很快，应用也日益广泛。
特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。
本文介绍了几种常见的分子筛及应用前景，并对分子筛的性能做了详尽的概述［1］。
关键词：分子筛；催化剂；应用；性能Development and research of the molecular sieve catalystAbstract：Zeolite is a new catalyst with specific spatial structure, with high activity, good selectivity, advantages, stability and antitoxic ability etc. Therefore, in recent decades, as a kind of new material chemical development soon, have been widely applied in. Especially as industrial catalysts in refining and petrochemical petroleum plays a very important role. This paper introduces the composition and application of molecular sieve, and the properties of molecular sieves as described in detail.Key words：Molecular sieve；catalyst；application；performance1.分子筛的发展现状所谓分子筛催化剂，就是将气体或液体混合物分子按照不同的分子特性彼此分离开的一类物质，实际上是一些具有实际工业价值且具有分子筛作用的沸石分子筛，构成沸石分子筛基本结构特征主要是硅氧四面体和铝氧四面体，这些四面体交错排列形成空间网状结构，存在大量空穴，在这些空穴内分布着可移动的水分和阳离子。
介孔分子筛的功能化制备及催化性能研究进展_詹望成
.化工进展CHEMICAL INDUSTRYAND ENGINEERING PROGRESS介孔分子筛的功能化制备及催化性能研究进展詹望成，卢冠忠，王艳芹(结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室，华东理工大学工业催化研究所，上海200237)摘要：介绍了介孔分子筛经杂原子取代，引入酸功能、氧化还原功能；经有机-无机嫁接（杂合），引入聚合催化功能、酸催化功能、手性催化功能；经修饰的介孔分子筛，用作固定化酶催化剂的载体；作为催化剂的载体，用于负载过渡金属及其氧化物和制备负载化的固体酸催化剂。
综述了介孔分子筛经功能化制备及催化性能的研究进展。
关键词：介孔分子筛；功能化；制备；杂原子取代；嫁接；负载中图分类号：TQ 424.25 文献标识码：A 文章编号：1000-6613 (2006) 01-0001-07Preparation and catalytic activities of functionalized mesoporousmolecular sievesZHAN Wangcheng, LU Guanzhong, WANG Yanqing (Lab for Advanced Materials, Research Institute of Industrial Catalysis, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237)Abstract：The preparation of functionalized mesoporous molecular sieves were introduced, which are including the formation of the acid active sites, redox active sites and used the support for immsobilizing enzyme catalysts by heteroatomic substitution; the formation of polymerization active sites, acid active sites or chiral catalysis sites by the organic —inorganic graft (or hybridization); as the carriers, the transition metals, transition metal oxides and acid catalysts are supported. The progresses on the preparation and catalytic activities of the functionalized mesoporous molecular sieves are reviewed.Key words ：mesoporous molecular sieve ；functionalization ；preparation ； heteroatomic substitution ；graft； support介孔分子筛，是指孔径在2〜50 nm、孔分布均匀且具有规则孔道结构的无机多孔材料。
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连续调节 ， 具有高的比表面积和较好 的热稳定及水 热 稳定 性 ， 而将 分 子 筛 的规 则 孑 径从 微 孔 范 围拓 从 Ｌ
展 到介 孔 领域 ， 这对 于 在 沸 石 分 子 筛 中难 以 完 成 的 大 分子 催 化 、 吸附与分 离等 过 程 ， 疑展示 了广 阔的 无 应 用前 景 。 ＫＴ （ ｏ ａＡ ｖｎｅ ｎｔｕｅｏ ｃｅｃ ｎ Ｉ Ｋ ｒ ｄａｃｄ Ｉｓｔｔ ｆＳｉ ｅ ａｄ ｅ ｉ ｎ Ｔｃｎｌｇ ） Ｒ ｏ ＿ 合 成 的一 种 结构 无 序 的介 ｅｈ ｏ ｙ 是 ｙｏ等 ４ ｏ
具 有精 细孔 道 结 构 的新型 材料 是材 料 科学 研 究 的一 个重 要 前沿 领 域 ， 对工 业 发展具 有 巨大 的推动 作用 。
根据 国际纯 粹 与 应 用 化 学 协会 （Ｕ Ａ 的定 义 … ， Ｉ Ｐ Ｃ）
的结 构特 征 、 吸附行 为及金 属 离子 的掺 杂性能 ， 目前 Ｆ Ｍ 多 用 作催化剂 的载 体 。 Ｓ
河 南 化 工（ ） 下
Ｈ ＥＮＡＮ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
・３ ・
综述 与述 评 ・
介 孔 分 子 筛 催 化 剂 应 用 研 究 进 展
郭宝聚 刘传宾 ，
（． １ 青州 市高校毕业生就业指导服务 中心 ，山东 青州 ２２０ ； ． ６ ５０ ２ 中化 弘润石油化工有限公司 ，山东 青州 ２２１ ６５ ３）
孔 氧化 硅 材料 ， ＭＣ 一 １介 孔 分子 筛相 比 ， 有 与 Ｍ ４ 具
１ 种见 分筛 几常的 子
Ｆ Ｍ（ ０ｄ ｄ ｅｔ ｍｅｏ ｏ ｓｍ ｔ ｉ ） 一 种 Ｓ Ｆ ｌｅ ｈ ｅ ｓｐｍｕ ａｅ ａ 是 ｓ ｒ１
挈
递， 因而在 这些方 面具 有一 定 的应用 前景 。
【 要 】 介 孔 分 子 筛催 化 剂作 为 一 类 新 型 催 化 材 料 ， 传 统 的 质 子 酸 催 化 剂 相 比 ， 优 点 突 出， 应 用 于 炼 油 技 摘 与 其 已
术、 化工和精 细化 学品的合成领域 ， 文章 对介 孔分子 筛的应 用进展 进行 了综述 并展 望 了微 孔一介 孔复合分子 筛的
工、 特别 是 分 子 动 力 学 直 径 ＜１ ｎ 的 精 细 化 工 领 ｍ
相 的 ＭＣ 一 ８和层 状 的 ＭＣ 一５ Ｍ ４ Ｍ ０的介 孔 分子 筛 ， 其 中 Ｍ Ｍ 一４ Ｃ １最 引 人 注 目， 的 特点 是 孔 道 大 小 它
均匀、 六方 有序 排列 、 径 在 １ ５～１ ｍ 范 围可 以 孔 ． ０ｎ
域。微孔分子筛具 有均匀 的孔道结构 ， 可以选择适 当的分 子进 入 其 骨 架 内部 进 行 反 应 ， 较 大 分 子 反 但
应 物无 法接 近 其 内表 面 ， 只能在 外 表 面反应 ， 这不仅 影 响 了催化 剂 的有 效 活性 ， 而且 使 选择 性 降低 ， 以 所 工 业上 非 常希 望设 计 和合 成 出孔 径 较 大 的分 子筛催 化 剂来 满足 这 方 面 的 需求 ， 此 中 大孑 分 子 筛 和 复 因 Ｌ 合 型分 子筛 的研究 和开发 成为 当前 催 化领 域 的研究 ’
Ｋｅｇ ｒｓｅ等 首 次 在 Ｎ ｔｒ 志 上 报 道 的 一 类 新 颖 ａｕｅ杂
的介孔 氧 化硅 材料 ， 括 六 方 相 的 Ｍ Ｍ 一４ 、 方 包 Ｃ １立
大孔 分 子筛 （ 径 ＞５ ． ｍ） 孔 ００ｎ 。 目前 微 孔 分 子 筛 催 化剂 已成 功应 用 于 炼 油 、 化
作者简介 ： 郭宝 聚（ ９ ４一） 男 ， １７ ， 经济师 ； 通讯联系人 ： 刘传宾 ， Ｅ—ｍａ ：ｈ ａｂｎ９ ０ １６ ｔｍ。 ｉ ｃ ｕ ｎ ｉ１８ ＠ ２ ．ｏ ｌ
将层 状 硅 酸 盐 材 料 Ｋ ｎｍｉ 组 成 为 Ｎ Ｈ ｉ ・ ａｅ ｔ ｅ（ ａ Ｓ， ０
Ｓ Ａ— （ ｎｖｒ ｔ ｏ ａ ｆ ｉ， ａ ｔ Ｂ ｒａａ Ｂ ｎ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｌｏ ａ Ｓｎａ ａ ｒ ） ｅ ｉ Ｃ ｉｒ ｎ ｂ
３ Ｏ） Ｈ， 与长链 烷 基 三 甲基 铵 （ Ｔ Ａ ＭＡ） 碱 性 条 件 下 在 混合 处 理发 生 离子 交换 作 用得 到 的孑 径分 布 狭窄 的 Ｌ
是 一种 含 有笼形 结 构 的氧 化 硅 介 孔 材料 ， 所用 的模 板 剂是 具 有双链 结 构 的表 面活 性 剂 ， 过 改 变两 侧 通
三维介孔氧化硅材料 Ｆ Ｍ， Ｓ 这是最 早 发现的氧化硅
收 稿 日期 ：０ １一Ｏ ２１ ５一ｌ １
或 中间烷基链的长度和性质 ， 在强酸性条件下合成
Ｍ １ Ｍ ｂ ｏ ｐ ｓ ｅ ｏ ａｔ ） １ ９ 年 ４ Ｓ（ ｏ ｉ Ｃ ｍ ｏｉ ｆＭ ｔ ｒ 是 ９ ２ ｌ ｔ ｅ
按 照孔 径 的大 小 ， 子 筛可 以分 为 ： 孔 分 子 筛 （ Ｌ 分 微 孑
径 ＜２ ０ａ 、 孔 分 子 筛 （ ． ｍ） 介 孔径 ２ ０～５ ． ｍ） ． ０ ０ ｎ 和
发展远景 ， 同时指 出了存在的 问题 和不足 。
【 关键 词 】 介孔分子 筛 ； 催化剂 ； 用 应 【 中图分类号 】 Ｔ ４６６ Ｑ ２． 【 文献标识 码 】 Ａ 【 文章编号 】 １０ — ４７ ２ １）２ ００ — ２ ０３ ３６ （０１ １ — ０３ ０
近 年来 ， 随着 人 们 环 保 意识 的 不 断 增 强 以及 环
保 立法 的越 来 越严 格 ， 护 环境 已 成 为 人 们 开 发 和 保 研究 环 境友 好 催 化 新 工艺 的重 要 动 力 ， 计 和 开 发 设
介 孔材 料 ， 只因其结 构不够 理 想 ， 当时没有 引起 人们
的注 意 。后来 Ｉａａｉ － 对 这种方 法进行 了改进 ， ｎ ｇｋ 等 ２ Ｊ 提 出了介 孔 材 料 的相 转 变 模 型 并 深 人 探 讨 了 Ｆ Ｍ Ｓ