基本信息
- 項目名稱：
- 一種分子篩的合成
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- ZSM-5分子篩是具有三維骨架結(jié)構(gòu)高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道結(jié)構(gòu)和催化性能，并且具有極好的熱穩(wěn)定性、耐酸性、疏水性和水蒸氣穩(wěn)定性，因此受到國內(nèi)外石油化工界的重視，主要用于烷烴芳構(gòu)化、芳烴烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化過程。 本文通過對反應時間、 溫度等因素的考察，希望能夠得到合成高結(jié)晶度ZSM-5分子篩的方法。
- 詳細介紹：
- 沸石是具有由SiO4和AlO4四面體單元通過氧橋彼此交聯(lián)而建立起來的一種多孔的結(jié)晶態(tài)的鋁硅酸鹽。在這種晶體結(jié)構(gòu)中存在著大量的空穴，空穴內(nèi)分布著可移動的水分子和陽離子，使沸石具有選擇吸附、催化和離子交換三大特性。 20世紀70年代初，美孚公司首先開發(fā)了ZSM-5 沸石分子篩，ZSM-5分子篩是具有三維骨架結(jié)構(gòu)高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道結(jié)構(gòu)和催化性能，并且具有極好的熱穩(wěn)定性、耐酸性、疏水性和水蒸氣穩(wěn)定性，因此受到國內(nèi)外石油化工界的重視，主要用于烷烴芳構(gòu)化、芳烴烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化過程。 ZSM-5的制備常采用水熱合成法。基本原料是硅、鋁化合物，其來源廣泛，合成原料配比變化范圍廣泛。通常采用較廉價的水玻璃、硅膠和硫酸鋁作為硅源和鋁源，也有使用正硅酸乙酯和異丙醇鋁作為硅鋁源的但成本較高，并通過硫酸調(diào)節(jié)凝膠的堿度。此外，還需要添加晶種、模板劑或結(jié)構(gòu)導向劑等。 1980年以后出現(xiàn)的利用ZSM-5沸石分子篩晶種直接合成ZSM-5分子篩的技術(shù)，使得ZSM-5分子篩的制備成本明顯降低，而且避免了使用有機胺模板劑對環(huán)境的污染。工業(yè)上一般都用無機法或晶種法來合成ZSM-5分子篩。一般，采用無機法要合成出高結(jié)晶度的ZSM-5分子篩產(chǎn)品很難；另一方面，ZSM-5分子篩合成投料的硅鋁比較高，合成分子篩配制的凝膠稠，需大量水稀釋，產(chǎn)率很低。另外；且反應凝膠混合物過稠，容易出現(xiàn)絲光沸石和石英等雜晶。 本文主要采用無機法合成常規(guī)ZSM-5分子篩得到了一些規(guī)律性認識，得到以下結(jié)論： 合成ZSM-5沸石分子篩應選擇適當?shù)木Щ瘻囟群途Щ瘯r間，使晶化速度快，晶化產(chǎn)品穩(wěn)定，避免產(chǎn)品轉(zhuǎn)晶，以便得到較高結(jié)晶度的分子篩。成膠溫度在一定范圍內(nèi)變化時，提高成膠溫度對提高結(jié)晶度有利。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文主要通過對合成ZSM-5分子篩的基本條件如：晶化溫度、晶化時間以及合成凝膠過程中溫度對所得分子篩結(jié)晶度的影響，希望得到合成高純度ZSM-5分子篩的規(guī)律性的認識，對實際生產(chǎn)有所幫助。
科學性、先進性及獨特之處
- 對所考察的因素做了比較系統(tǒng)的實驗，得到了一定的規(guī)律性認識。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 對探索合成高結(jié)晶度分子篩提供一定的實驗依據(jù)。
學術(shù)論文摘要
- 采用無機法合成ZSM-5分子篩，實驗結(jié)果表明通過調(diào)節(jié)凝膠的晶化溫度、晶化時間，在靜態(tài)晶化條件下和較短的時間內(nèi)能夠合成出相對結(jié)晶度較高的產(chǎn)品。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 對考察合成高結(jié)晶度沸石的實驗條件提供一定的依據(jù)，具有一定的科學性。
參考文獻
- 孫慧勇,胡建仙,王建國，周敬來. 小晶粒FeZSM- 5 分子篩合成過程中粒晶大小和分布的控制. 石油化工,2001 ,30(3) :188-192 項壽鶴，吳德明，湯澤平，ZSM-5沸石分子篩的合成和HZSM-5烷基化催化劑，石油化工，1979，10：669 徐如人,龐文琴等.分子篩與多孔材料化學,科學出版社,2004,73
同類課題研究水平概述
- 20世紀70年代初，美孚公司首先開發(fā)了ZSM-5 沸石分子篩，ZSM-5分子篩是具有三維骨架結(jié)構(gòu)高硅沸石。因其具有非常特殊的孔道結(jié)構(gòu)和催化性能，并且具有極好的熱穩(wěn)定性、耐酸性、疏水性和水蒸氣穩(wěn)定性，因此受到國內(nèi)外石油化工界的重視，主要用于烷烴芳構(gòu)化、芳烴烷基化、甲苯岐化等重要的化工催化過程。 ZSM-5的制備常采用水熱合成法?；驹鲜枪?、鋁化合物，其來源廣泛，合成原料配比變化范圍廣泛。通常采用較廉價的水玻璃、硅膠和硫酸鋁作為硅源和鋁源，也有使用正硅酸乙酯和異丙醇鋁作為硅鋁源的但成本較高，并通過硫酸調(diào)節(jié)凝膠的堿度。此外，還需要添加晶種、模板劑或結(jié)構(gòu)導向劑等。
