石油化工的新型催化剂—ZSM-5沸石分子筛 Ⅱ.ZSM-5沸石的合成及ZSM-5催化剂的制备

<正>一、ZSM-5沸石的合成及其鉴定 (一)ZSM—5沸石的合成 合成ZSM—5沸石采用水热合成法,将一定配比的混合物于某一温度下进行晶化,直至反应完全。按所用原料、产品中阳离子种类及晶粒大小等不同,主要分为以下几种方法: 1、有机胺法 R·J·Argauer等最早报道用四丙基铵化合物(如四丙基氢氧化铵或四丙基溴化铵)来合成ZSM—5沸石。首先制备含有四丙基氢氧化铵、氧化钠、铝或镓的氧化物、氧化硅或锗的氧化物和水的混合物,其组成用氧化物的克分子比表示见表1。     

ZSM-5沸石分子筛的择形催化及其应用

<正> 分子的择形催化是Weisz 和Frilette于1960年首次报道的。他们认为催化活性中心是在沸石分子筛晶体内部的孔道之内。并提出,只有那些分子大小和形状合适的反应物,才能进入分子筛孔道中进行反应;同时,生成的产物只有能够顺利地通过分子筛孔道扩散出去,产物才可连续不断地生成,该     

ZSM-5沸石分子筛催化剂的研究进展

介绍了ZSM-5沸石分子筛催化剂的主要特点,探讨了ZSM-5沸石分子筛催化剂的主要合成方法,分析总结了ZSM-5沸石分子筛催化剂的研究进展。     

微波法高效合成全结晶ZSM-5分子筛催化剂及其催化性能

采用微波法高效合成含有100%活性组分的全结晶ZSM-5分子筛催化剂,并采用X射线衍射、扫描/透射电子显微镜、固体核磁共振、比表面积及孔径分析以及机械强度测试等手段对样品进行综合表征分析。结果表明：采用微波辐射的加热方式,在优化的合成配方条件下,经过8h晶化,ZSM-5分子筛催化剂的相对结晶度已达到100%,其晶体形貌规整、97%铝原子为四配位状态,机械强度高达110N/cm,完全满足工业应用需求。此全结晶ZSM-5分子筛催化剂在接近工业装置的工艺条件下,在苯和乙烯气相烷基化反应中表现出优异的催化性能,其中乙烯转化率接近100%,乙基选择性大于99.6%,关键杂质二甲苯含量仅为450μL/L左右,且长周期稳定性能良好。     

ZSM-5沸石分子筛的研究进展

介绍了ZSM-5分子筛的合成和改性方法,探讨了不同理化指标的ZSM-5分子筛的反应性能。     

含硼的ZSM-5沸石分子筛

自从70年代初,美国Mobil公司开发了ZSM-5沸石分子筛催化剂以来,由于它的催化活性高,又具有独特的“择形催化”特性,因而得到广泛的应用和研究。ZSM-5沸石分子筛在应用前可通过各种方法进行改质,以改善其性能,经常采用的改质方法是离子交换。例如,先经过阳离子交换,把沸石中的Na~ 换成NH_4~ ,然后再灼烧,把NH_4~ 变成H~ ,从而把Na~ 型的ZSM-5转变成为H~ 型的ZSM-5。还有一些文献中,提到另一些离子交换,在ZSM-5中引进一些其它阳离子,或者用某些化学试剂处理ZSM-5,部分改变晶体内部的中心原子,以上这些改质处理,均能改进ZSM-     

多级孔ZSM-5沸石的制备及其催化性能

采用干胶转化法,在晶种辅助下,制备出多级孔ZSM-5沸石,考察了晶种加入量、水加入量和晶化时间等因素对多级孔沸石结构和形貌的影响.结果表明:加入晶种,大大加快了沸石合成的晶化速率,无定形硅铝凝胶直接在晶种表面形成的水膜中溶解并就近快速生长为ZSM-5纳米沸石,纳米沸石相互聚集,并在纳米沸石间形成了介孔孔道.通过调节晶种...     

磷铝复合改性ZSM-5分子筛及其催化性能

ZSM-5分子筛是一种重要的高硅铝比择形催化剂,具有较强的酸性和较好的热、水热稳定性,通过对该分子筛进行磷与铝的复合改性,对其酸性质和孔结构进行了调变。研究结果表明,当磷铝负载量(质量分数)大于10%时,磷铝物种以片状形式沉积在ZSM-5分子筛表面,不仅提高了分子筛的酸量,还形成了孔径在10 nm左右的介孔。这种高酸性的多级孔结构使其正辛烷裂化转化率明显提高,丙烯收率增加20%以上;在重油催化裂化评价反应中降低了渣油和焦炭收率,丙烯的收率提高了1%。     

无模板剂合成ZSM-5分子筛及其催化性能

采用水热合成法制备了无模板剂ZSM-5分子筛,考察了制备工艺对无模板剂ZSM-5分子筛结构的影响,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)和N2低温吸附(BET)等方法对合成产物的物相、形貌和酸性等进行了表征。结果表明,在140℃晶化24 h,可制得性能较好的无模板剂ZSM-5分子筛,其相对结晶度为151%,具有较大的比表面积、适中的酸强度和较高的热稳定性,在催化甲醇制丙烯(MTP)单程反应中,甲醇转化率为100%,丙烯选择性为39.5%。     

磷铝复合改性ZSM-5分子筛及其催化性能

ZSM-5分子筛是一种重要的高硅铝比择形催化剂,具有较强的酸性和较好的热、水热稳定性,通过对该分子筛进行磷与铝的复合改性,对其酸性质和孔结构进行了调变。研究结果表明,当磷铝负载量（质量分数）大于10%时,磷铝物种以片状形式沉积在ZSM-5分子筛表面,不仅提高了分子筛的酸量,还形成了孔径在10 nm左右的介孔。这种高酸性的多级孔结构使其正辛烷裂化转化率明显提高,丙烯收率增加20%以上;在重油催化裂化评价反应中降低了渣油和焦炭收率,丙烯的收率提高了1%。     

沸石分子筛催化剂及其应用

文章介绍了沸石分子筛的特殊结构和分类,并阐述了其催化机理,主要提出了择形催化的基本理论。重点介绍了沸石分子筛在石油化工和精细有机合成中的广泛应用,从各种角度均表明了此种催化剂的优异性能和实用性。沸石分子筛催化剂对工业生产和科学研究均起到了非常重要的作用。文章最后展望了分子筛催化剂的广阔背景。     

含硼ZSM-5沸石分子筛的合成

我们曾于1980年用水玻璃、正丙胺、硼砂,硼酸等合成出含硼的ZSM-5沸石分子筛,并初步测定了它们的一些性质在这个基础上,又进一步对合成条件和产物性质作了较深入的研究。     

赤泥基ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

使用工业固废赤泥和水玻璃进行ZSM-5分子筛的制备研究,调查了赤泥碱熔活化、赤泥添加量、模板剂(四丙基溴化铵、葡萄糖)用量等合成因素;并对低密度聚乙烯进行催化裂解研究,考察其催化裂解性能。结果表明,赤泥经过碱熔活化后,硅酸铝被转化为了铝酸钠;将碱熔赤泥、四丙基溴化铵、葡萄糖、水玻璃、去离子水以1.5∶0.8∶3.6∶24∶18的质量比混合、水热晶化后得到了ZSM-5。并在剂料比为5∶3、500℃下进行裂解实验,液体和气体产率分别为13%和84%,其中单环芳烃和低碳烯烃(C_2-4~=)选择性分别为47%和75%,在生产苯、甲苯、二甲苯及乙烯、丙烯等方面展示了较好的应用前景。     

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

在不添加任何有机胺模板剂情况下,以硅溶胶和铝酸钠为原料通过简单的水热活化-晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛(Z1),在此合成方法上,分别添加蔗糖、木质素、微晶纤维素作为介孔模板剂,合成了三种多级孔ZSM-5分子筛(SZ、LZ、CEZ)。进一步对纤维素和低密度聚乙烯(LDPE)进行共催化裂解研究,考察裂解反应温度和催化剂酸性、孔径对产物分布的影响。结果表明,在450～600℃下使用Z1对纤维素/LDPE进行共裂解,550℃时得到的BTX(苯、甲苯、二甲苯)产率最高(21.6%)。在优化温度下(550℃),使用不同催化剂进行共裂解实验,使用CEZ-10得到的BTX产率最高(26.1%),并有良好的抗积碳能力。与单独裂解LDPE(17.8%)相比,CEZ-10共裂解得到的BTX产率提升了8.3%。结果表明,共催化裂解纤维素和LDPE有助于BTX的生成。     

纳米ZSM-5分子筛的合成及其催化转化甲醇性能

通过在常规的分子筛合成水热体系中加入适量NaCl,合成了纳米ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM、N₂吸附和NH₃-TPD等方法对其结构进行表征,并评价在甲醇制丙烯反应中的催化性能。结果表明,合成的ZSM-5分子筛分散性良好,粒度分布均一,晶粒大小约为100 nm,与微米级ZSM-5分子筛相比,纳米ZSM-5分子筛催化剂具有更大的比表面积（402.0 m²·g^-1）和孔容（0.41 cm³·g^-1）,在甲醇制丙烯催化反应中表现出更好的催化性能,丙烯选择性远高于微米级ZSM-5分子筛,且表现出很高的活性和稳定性,运行140 h,甲醇转化率仍大于90%。     

多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其催化应用

多级孔道ZSM-5分子筛具有微孔沸石分子筛良好的择形催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能,在催化领域显示出良好的应用前景。本文综述了近年来多级孔道ZSM-5分子筛的研究进展,重点介绍了多级孔道ZSM-5分子筛的不同合成方法,包括后处理法、硬模板法和软模板法等,同时介绍了不同方法得到的多级孔道ZSM-5分子筛在催化反应中的应用,分析表明多级孔道ZSM-5分子筛以其良好的扩散性能和适宜的酸性提高了反应转化率和目标产物选择性。最后对多级孔道ZSM-5分子筛的发展方向进行了展望,指出研发简单、经济和环保的新合成路线是多级孔道ZSM-5分子筛发展中的重大挑战,深入研究多级孔道分子筛中介孔的形成机理和开发具有多级孔道整体式催化剂以及负载型多级孔道ZSM-5分子筛是今后的研究重点。     

新型多级孔ZSM-5沸石分子筛制备与研究

本研究通过在传统ZSM-5沸石分子筛的基础上引入有机硅烷季铵盐作为介孔导向模板剂制备了四种新型多级孔ZSM-5沸石分子筛。利用XRD、N2吸附脱附、SEM、TEM进行结构表征,结果表明以十四烷基双氨基甲酸酯基有机硅烷季铵盐作为介孔模板剂,所制得的ZSM-5-L2新型多孔级分子筛表面结晶度较好,SEM图为椭圆形颗粒,晶体表面密集粗糙,具有有序的介孔孔道,介孔孔道占总孔容的比例相对于其他样品更大,且介孔孔道约为4.0 nm左右,满足企业对材料改性及提升性能的需求。     

ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能

采用等体积浸渍法将过渡金属Cu负载到ZSM-5分子筛上,并与其他金属(Fe、Co、Ag、Pd、Ce)共浸渍得到负载型催化剂,将其用于全组分丙烯腈废气的催化脱除过程。催化活性评价结果表明,丙烯腈在Cu/ZSM-5催化剂上320℃可以实现完全转化;掺杂质量分数2%Ce后,丙烯腈的完全转化温度降低到300℃,高选择生成N2的温度窗口也变宽,催化剂稳定性高。通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、氢气-程序升温还原、氨气-程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的物化性能进行表征,结果表明,催化剂催化氧化丙烯腈尾气的性能依赖于Cu^2+的还原能力、催化剂表面弱酸与中强酸含量以及表面Cu^2+丰度。     

ZSM-5分子筛择形催化剂的工业应用

详细介绍了ZSM-5分子筛催化剂的结构特点,及其在有机合成、精细化工、环保等领域的应用。     

用沸石分子筛ZSM-5型催化剂生产乙苯的技术分析

介绍了利用沸石分子筛催化剂生产乙苯的工艺技术，及开工情况，对其存在问题进行分析总结。