高硅铝比ZSM-22沸石分子筛的合成与表征文献综述
2020-05-31 20:47:24
1 ZSM-22沸石分子筛的结构特征 ZSM-22分子筛是美国Mobil公司于20世纪80年代开发的一种微孔沸石分子筛,具有十元环一维孔道结构,孔径为0.45nm#215;0.55nm[1,2]。
ZSM-22分子筛的孔道结构具有特殊的择形作用。
因此,广泛的应用于长链烷烃异构化及甲醇制烯烃等催化反应[3-5]。
同时,在甲苯-甲醇烷基化反应中也表现出很好的催化性能[6,7]。
ZSM-22分子筛是一种高硅沸石,晶胞结构(Cmcm) a=1.386 nm #177; 0.003nm,b=1.741nm #177; 0.004nm,c=0.504nm #177; 0.002nm,具有类似于ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35的5、6和10元环,其孔道结构为一维线性10元环椭圆形孔道,孔道直径略小于ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35的10元环孔道,无交叉孔道[8],Thomas[9]研究发现10元环沸石可有效抑制齐聚、裂解及氢键转移副反应的发生,由于其独特的结构,具有中等强度的表面酸性和较高的分子选择性的ZSM-22分子筛在直链烃类异构化方面有较强的催化性能,一些重要的反应如催化脱蜡[10,11]、二甲苯异构化、芳香烃烷基化[12]、1-丁烯异构化[13]、甲醇转化烯烃[14]等均在ZSM-22分子筛上做了相应的研究,结果表明,ZSM-22分子筛具有较高的反应选择性和反应活性。
ZSM-22的合成可分为动态合成法及静态合成法,静态法合成需要加入少量晶种,否则会得不到ZSM-22分子筛,动态法需要相应的动态实验设备,操作上不如静态法方便,只适用于少量制备。
2 ZSM-22分子筛合成及其影响因素 ZSM-22分子筛一般采用水热法合成,将铝源和碱溶于去离子水,搅拌混合均匀,剧烈搅拌的同时将硅源缓慢滴加至混合液中,加入模板剂,搅拌成白色凝胶状态,在反应釜中一定温度晶化一段时间,最后将产物取出、洗涤、过滤和干燥,得到ZSM-22分子筛。
2.1原料与配比反应原料和配比是合成分子筛的关键因素,不同硅源或铝源在水溶剂中具有不同的溶解度,在碱性体系中会形成不同的硅酸根或铝酸根,影响反应的动力学、晶体尺寸和晶体形貌,并生成不同的晶相。
合成分子筛时选择合适的硅源或铝源可以避免杂晶的出现,提高产物纯度和结晶度,缩短晶化时间,控制产物的晶体尺寸及形貌。
一般溶解度大的硅源或铝源有利于生成较小的晶粒,而溶解度低的硅源或铝源则有利于生成较大的晶体[15]。