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基本信息

項(xiàng)目名稱：
一種分子篩的合成
小類：
能源化工
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(duì)反應(yīng)時(shí)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(xì)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(dòng)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(jì)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(jià)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(dǎo)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(jī)胺模板劑對(duì)環(huán)境的污染。工業(yè)上一般都用無機(jī)法或晶種法來合成ZSM-5分子篩。一般，采用無機(jī)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(yīng)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(jī)法合成常規(guī)ZSM-5分子篩得到了一些規(guī)律性認(rèn)識(shí)，得到以下結(jié)論： 合成ZSM-5沸石分子篩應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)木Щ瘻囟群途Щ瘯r(shí)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(shí)，提高成膠溫度對(duì)提高結(jié)晶度有利。

作品圖片

  • 一種分子篩的合成

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本文主要通過對(duì)合成ZSM-5分子篩的基本條件如：晶化溫度、晶化時(shí)間以及合成凝膠過程中溫度對(duì)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(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有所幫助。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

對(duì)所考察的因素做了比較系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，得到了一定的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

對(duì)探索合成高結(jié)晶度分子篩提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

學(xué)術(shù)論文摘要

采用無機(jī)法合成ZSM-5分子篩，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過調(diào)節(jié)凝膠的晶化溫度、晶化時(shí)間，在靜態(tài)晶化條件下和較短的時(shí)間內(nèi)能夠合成出相對(duì)結(jié)晶度較高的產(chǎn)品。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

對(duì)考察合成高結(jié)晶度沸石的實(shí)驗(yàn)條件提供一定的依據(jù)，具有一定的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)

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(xiàng)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(xué),科學(xué)出版社,2004,73

同類課題研究水平概述

20世紀(jì)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(jià)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(dǎo)向劑等。
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