晶种法合成ZSM-5及其在甲醇芳构化中的应用

采用晶种法制得纳米ZSM-5(Ⅰ)分子筛及微米ZSM-5(Ⅱ)和ZSM-5(Ⅲ)分子筛,缩短了ZSM-5分子筛的合成周期,利用XRD、NH_3-TPD、N2吸附-脱附、TG和SEM等方法对3种分子筛进行表征,考察了3种ZSM-5分子筛应用于甲醇制芳烃反应的催化性能及催化稳定性。表征结果显示,纳米ZSM-5(Ⅰ)分子筛具有较大的比表面积和总孔体积,纳米晶粒堆积产生的晶间介孔具有更大的容碳空间。实验结果表明,在400℃、0.15 MPa、甲醇WHSV=1.9 h~(-1)的条件下,纳米ZSM-5(Ⅰ)分子筛的芳烃和BTX(苯、甲苯和二甲苯)选择性最高,分别为38.4%和31.1%;纳米ZSM-5(Ⅰ)分子筛表现出较好的催化稳定性,在甲醇转化率降至70%时,催化寿命是另2种分子筛的近2倍。     

两步晶化法合成L/ZSM-5复合分子筛及其表征

 采用两步晶化法合成L/ZSM-5复合分子筛,考察了第二步晶化过程中不同铝源、硅/铝摩尔比(_n(SiO₂)/n(Al₂O₃))及晶化时间对L/ZSM-5复合分子筛合成的影响,采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及扫描电镜（SEM）表征了合成样品。结果表明,合成的样品为L/ZSM-5复合分子筛,其最优合成条件为(_n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为45、晶化温度150℃、晶化时间36 h。     

在载体上引入晶种合成ZSM-5沸石膜

用直接打磨和超声波震荡法将晶种引入多孔 α-Al2 O3载体管表面 ,利用水热晶化法 ,在 1 70℃下成功地合成了粒径为 0 .6～ 2 .0 μm的 ZSM-5沸石膜。SEM表征表明 ,载体表面膜层生长致密 ,晶粒取向均一。室温下对超声波震荡法制备的膜进行纯气体渗透测试 ,H2 、N2 的渗透率 (气体在单位膜面积、单位时间、单位压差下通过的摩尔量 ,F)分别为 3.5× 1 0 - 7和 9.5× 1 0 - 8mol/ (m2 · s· Pa)。H2 / N2 、H2 / n-C4 H10 、n-C4 H10 / i-C4 H10 的理想分离因数 (单组分渗透率的比值 )分别为 3.6 8、 1 6 .3、 2 5。     

晶种添加法合成微米颗粒ZSM-5分子筛结晶度的影响因素

ZSM-5 zeolite microparticles （MPs） were synthesized under hydrothermal condition using a low crystal seed addition approach without template. The synthesis parameters such as the seed addition amount, the SiOJA1203 ratio, the aluminum source, the feeding addition method, aging, and crystallization were investigated. The structure, morphology and composition of the as-synthesized ZSM-5 zeolite MPs were characterized by X-ray powder diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, laser particle size distribution （PSD） measurements, and inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry （ICP-AES）. The SIO2/A1203 ratio of ZSM-5 zeolite MPs was in the range of 20~80. The low seed addition was beneficial to improving the crystallinity and shortening the crystallization time, and the suitable amount of seed was 0.25% （SIO2）. The ZSM-5 zeolite MPs synthesized with aluminium nitrate nonahydrate used as the aluminum source exhibited a relatively high crystallinity. An appropriate aging time could eliminate the effect of feeding addition method and effectively adjust particle size. The particle size of ZSM-5 zeolite obtained at an aging time of 20 h was around 2.0 I.tm. Prolonging the aging time appropriately could also shorten the high-temperature crystallization time. The suitable aging time was 24 h, and the relative crystallinity of ZSM-5 zeolite could reach up to 99% after crystallization for 24 h at 180 ℃     

以水玻璃为硅源合成ZSM-5沸石分子筛

以水玻璃为硅源,分别采用晶种法和模板剂法合成了ZSM-5分子筛原粉。借助X射线衍射仪、X荧光光谱仪分析了ZSM-5组成及结晶度,采用扫描电镜观测了ZSM-5分子筛晶粒形态。结果表明,采用晶种法,在180℃下晶化10~15 h,可制备平均硅铝比为35.5的ZSM-5分子筛原粉;以正丁胺为模板剂,于160℃晶化24 h,可制备结晶度为94%,硅铝比为105的ZSM-5分子筛原粉。分别以晶种法和模板剂法合成的HZSM-5分子筛为活性组分的催化剂,均具有较好的水热稳定性。     

晶种法快速合成多级孔ZSM-5分子筛

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。通过扫描电子显微镜(SEM)、低温氮气吸脱附仪、X射线衍射仪表征分子筛样品。结果表明:纳米级silicalite-1晶种能在1.25 h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472.5 m2/g,孔体积最高可达0.28 cm3/g。     

原位晶化技术合成ZSM-5分子筛的研究进展

原位晶化技术合成的ZSM-5分子筛催化剂孔径大、稳定性好、催化活性高、抗重金属性能优异,在增产低碳烯烃和芳烃的炼化技术领域有着广阔的应用前景。阐述了采用黏土原位晶化技术合成ZSM-5分子筛的进展,对比了原位晶化催化剂和半合成催化剂的结构特征和反应性能差异,介绍了高岭土性质、硅铝活化方式、原料配比、模板剂有无对原位合成ZSM-5分子筛的物化性质和催化反应性能的影响规律,并指出原位晶化合成ZSM-5分子筛技术的发展方向。     

不同晶粒大小ZSM-5分子筛的合成研究

用水热法合成了晶粒大小在3～12 μm的ZSM-5分子筛,并考察了晶化温度、晶化时间、模板剂品种和用量等因素对分子筛结晶度和晶粒大小的影响.结果表明,以四丙基氢氧化铵为模板剂或双模板剂如正丙胺-四丙基氢氧化铵、二乙醇胺-四丙基氢氧化铵、乙二胺-四丙基氢氧化铵,尤其是正丙胺-四丙基氢氧化铵为双模板剂,其摩尔比范围为32.2：（1.66～10.11）,晶化温度160℃,晶化时间92 h条件下,合成的ZSM-5分子筛结晶度高,粒度分布均匀,粒径尺寸6～8 μm,热稳定性好,经800℃高温焙烧3 h,相对结晶度仍达98.53%,实验重复性好.     

无机体系中两段晶化法合成ZSM-5分子筛的研究

在无有机模板剂条件下,以水玻璃为硅源采用两段变温晶化法合成了结晶度良好的ZSM-5分子筛。分别考察了低温预晶化时间、高温预晶化时间和体系中NaCl引入量对合成分子筛晶体形貌和晶粒尺寸的影响。采用XRD、SEM和N2吸附-脱附等手段对合成样品进行了物性分析。结果表明：两段控温晶化法可以控制分子筛的晶粒尺寸及分布,低温120 ℃预晶化5 h时,合成样品的晶粒最小;高温180 ℃预晶化4 h时,合成样品的晶粒最小;随着合成体系中NaCl引入量的增加,合成ZSM-5分子筛的晶粒尺寸逐渐减小,同时结晶度也逐渐降低,合成体系最佳的n（NaCl）/n（Al2O3）范围应控制在10~30。     

微波晶种法快速合成ZSM-11分子筛

以硅溶胶、硫酸铝和氢氧化钠为原料,以四丁基溴化胺(TBABr)为模板剂,在预置晶种条件下,采用微波辐射加热方法和传统加热方式水热合成了ZSM-11分子筛,考察了分子筛合成中晶种、加热方式以及钠离子对ZSM-11结晶过程的影响,并采用XRD和激光粒度仪对合成的分子筛进行了表征.结果表明,不同晶种对ZSM-11生长的促进能力依次为ZSM-11＞ZSM-5/ZSM-11＞ZSM-5,即同质晶种更有利于快速生成高结晶度的ZSM-11分子筛,且晶种的加入量与产物结晶度基本呈线性关系;微波辐射加热方式相对于传统加热方式,可以大大缩短成核诱导期,加快晶体生长速率,体现了其快速合成的特点;样品结晶度随初始原料体系中钠离子含量的增多而降低,与钠离子相关的微波局部过热被认为是影响ZSM-11分子筛结晶度的一个重要因素.     

以混合黏土原位合成多级孔道ZSM-5分子筛

以高岭土和硅藻土混合黏土作为研究对象,利用原位晶化技术和孔道控制技术,合成了具有多级孔道的ZSM 5分子筛。采用粉末X射线衍射法（XRD）、N2静态吸附 脱附法、电子扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT IR）和热重 差热（TG DTA）对所合成的样品进行分析表征。结果表明,原位晶化技术所合成的ZSM 5分子筛结晶度为53%,晶粒大小约为2 μm,且含有中大孔结构和较大的比表面积及孔体积,具有高的热稳定性。     

多孔载体上制备ZSM－5沸石膜的研究

多孔载体上制备ＺＳＭ－５沸石膜的研究樊拴狮，史小农，李春华，王金渠（大连理工大学吸附与无机膜研究所，大连１１６０１２）关键词沸石膜，ＺＳＭ－５，生成机理１引言沸石是一种很有前途的无机材料，具有均一的、小于１０的孔径及耐高温性能好、机械强度大、化学稳定...     

ZSM-5沸石分子筛的合成和表面改性研究进展

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。合成方面重点介绍了有机胺合成、无机胺合成及负载合成方法 ;表面改性方面重点介绍了水蒸气改性、离子交换改性及化学气相沉积改性方法     

前处理方法中铝源对ZSM-35分子筛合成的影响

以硅溶胶作为硅源、铝溶胶作为铝源、吡啶作为结构导向剂合成ZSM-35分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、N₂等温吸附-脱附(BET)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段进行表征,考察了不同的合成方法(铝源前处理方法、硅源前处理方法及常规水热合成法)和不同铝源(硫酸铝、氢氧化铝、偏铝酸钠和铝溶胶)对ZSM-35分子筛物理性能的影响。结果表明：相比于常规水热合成法,采用前处理方法所制备ZSM-35分子筛的相对结晶度均达到110%以上,固体收率在80%左右,且固相产物具有较高的实际硅/铝摩尔比(简称硅/铝比);铝源前处理法在4种不同铝源上的作用结果差异较大,以铝溶胶为铝源所制备的样品具有高结晶度(157%)、高固体收率(80%)、片层结构均匀(3~5μm)、硅/铝比适中、孔径和比表面积小、酸性适宜等优点;铝溶胶是ZSM-35分子筛合成的最佳铝源。     

极浓体系下纳米级ZSM-5分子筛的合成

在以粗孔硅胶为硅源的极浓合成体系中,合成出纳米级ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2吸附-脱附等方法对其进行表征,考察了水量、模板剂用量和碱度对合成的ZSM-5分子筛的相对结晶度、晶化速率、形貌和酸性分布的影响。实验结果表明,在极浓合成体系(n(H2O)∶n(Si O2)=5~12)中,低水量下易于合成纳米级ZSM-5分子筛,且在一定范围内,随水量的减少,ZSM-5分子筛的酸性下降,晶化速率加快;ZSM-5分子筛的晶粒平均尺寸随模板剂用量的增加而减小,模板剂用量对ZSM-5分子筛的酸性和晶化速率的影响不明显;碱度对ZSM-5分子筛相对结晶度的影响较小,是调整分子筛粒径的重要手段,在一定范围内,碱度增加,合成的ZSM-5分子筛的晶化速率加快,酸量减少。     

氯甲烷在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上催化转化研究

在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上,氯甲烷可以被催化转化为烃类产品。分别采用了离子交换和浸渍的方法来修饰ZSM-5分子筛。离子交换的Mg-ZSM-5催化剂和浸渍的Mg/ZSM-5催化剂都可以提高反应产物中的低碳烯烃的选择性,降低烷烃的选择性,并且保持较高的反应活性,但高的浸渍量对反应活性有一定的影响。NH3-TPD的结果表明,浸渍镁的ZSM-5催化剂的强酸中心数目明显减少。镁的修饰对催化剂酸性的影响导致了产物中低碳烯烃的增加。浸渍Mg的ZSM-5催化剂是潜在氯甲烷转化生成低碳烯烃的催化剂。     

ZSM-5分子筛晶粒尺寸对石脑油催化裂解性能的影响

采用XRD、NH_3-TPD、N_2物理吸附、XRF和SEM等方法对两种ZSM-5分子筛(ZRP和FX分子筛)进行了表征,并在固定床反应器中于600℃下对其催化裂解石脑油的性能进行了评价。表征结果显示,ZRP和FX分子筛均具有ZSM-5分子筛的特征衍射峰,均为单晶条状晶粒,且具有几乎相同的硅铝比和酸量及酸分布,但两者的晶粒尺寸、BET比表面积和微孔比表面积有差异;ZRP分子筛的晶粒粒径为2～3μm,FX分子筛的晶粒粒径小于1μm;FX分子筛的BET比表面积和微孔比表面积大于ZRP分子筛。实验结果表明,ZSM-5分子筛对石脑油的催化裂解能力及乙烯与丙烯的总收率随晶粒尺寸的减小而增大,这与小晶粒分子筛的扩散路程短有关。