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多级孔ZSM-5沸石分子筛的合成制备及催化性能分析

更新时间:2022-12-14 点击数:74

      多级孔ZSM-5沸石分子筛具有十分优异的催化择形性能,并且在化工领域中对大分子反应有着良好的扩散性能,因此其现代合成工艺受到业内人士的广泛关注。



     才。但是传统ZSM-5沸石由于受到其微孔径的限制,因此会影响到大分子进入到微孔孔道中进行反应,同时也会使得一些大分子反应物与生成物在分子筛孔道内的扩散阻力加大,导致在一些石油化工催化反应加工过程中,ZSM-5沸石会因积碳受到影响,最终使得加工工艺效率较低。

      面对这种问题,研究人员通常会通过优化合成方式来对ZSM-5沸石进行介孔分子筛加工亦或制备纳米级的ZSM-5沸石,但是结合实际运用,纳米 ZSM-5 沸石存在热稳定性和水热稳定性较差同时分离困难等问题,因此制备多级孔的ZSM-5沸石分子筛成为目前最有效的方法。

      多级孔的ZSM-5沸石分子筛能够有效保留微孔分子筛中可以调变的酸性、水热稳定性等优点,并且也可以通过沸石分子筛引入部分介孔克服了沸石自身易传质亦扩散的限制条件,因此目前广泛应用于不同的石油化工催化领域。

      在制备工艺中,多级孔 ZSM-5的沸石分子筛主要通过后处理法来进行制备,具体来说,其可以通过酸或碱性试剂以及水热处理等方法对分子筛的骨架原子进行选择性脱除从而引入一定量晶内介孔。对于ZSM-5 沸石分子筛而言,主要才用的是脱硅处理法,其可以利用碱性试剂选择性脱除ZSM-5 分子筛的骨架硅原子来引入晶内介孔结构。与无机碱相比来说,通过脱硅处理的方式可以更加温和,具有较强的可控性。Abelló采用了四丙基氢氧化铵( TPAOH) 和四丁基氢氧化铵 ( TBAOH) 来处理ZSM-5沸石分子筛, 发现了季铵盐阳离子能够吸附在分子筛骨架表面能够起到一定的保护作用,进而降低了OH-,对骨架硅的溶解速率并避免铝原子补位, 实现对脱硅改性程度的控制(处理过程对比如图所示) 。


      与传统ZSM-5沸石分子筛相比,多级孔 ZSM-5沸石分子筛由于引入了大量的介孔,因此在石油化工领域具有较好的催化活性,并且提升了选择性、稳定性,因此成为如今化工领域内相对理想的苯、甲醇烷基化的催化剂,具有良好的推广与应用前景。









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