ZSM-22沸石分子筛的合成与表征文献综述
2020-05-20 21:10:43
文 献 综 述
1 背景
沸石分子筛由于具有独特的孔道结构、酸性、择形性和离子交换性能被广泛的应用与吸附分离、环保和石油化工等领域。超过200种不同拓扑结构的晶状微孔分子筛现已发现与核查[1]。沸石分子筛的研究与合成受到越来越多的关注。ZSM-22是一种具有TON结构拓扑框架的高硅分子筛材料,由Kokotailo等[2]在20世纪80年代首次合成。与ZSM-5、ZSM-11及ZSM-35等分子筛类似,ZSM-22骨架拓扑结构里同时包括五元环、六元环和十元环,但无这些分子筛的交叉孔道结构。由于ZSM-22分子筛具有独特的孔道结构和固体酸性,在烷烃异构化等等反应中具有较好的选择性和催化性能,具有广阔的应用前景。
2 ZSM-22沸石分子筛的结构与应用
2.1 ZSM-22沸石分子筛的结构
分子筛是一种特定空间结构的新型催化剂[3]。ZSM-22属于正交晶系,其骨架属于TON拓扑结构(空间群为Cmcm,晶胞参数a = (1.386#177;0.003) nm,b = (1.741#177;0.004) nm,c = (0. 504#177;0. 002) nm)。ZSM-22有类似于ZSM-5、ZSM-11及ZSM-35的五元环、六元环和十元环结构,但主孔道仅具有十元环的一维孔道平行于(001)方向,孔径接近于0.45nm#215;0.55nm,无交叉孔道的高硅沸石分子筛[2,4]。
2.2 ZSM-22沸石分子筛的应用
ZSM-22分子筛由于其独特的孔道结构和适中的酸性,被广泛应用在催化、吸附分离、离子交换等各个领域[5-6]。
2.2.1在加氢异构化反应的应用
随着科技发展、工农业生产和日常生活对石油化工产品需求量的迅猛增长以及人们的环保意识不断增强,对环境友好的高辛烷值的烷基化汽油、高十六烷值柴油和高粘度、低凝点的高档润滑油的需求量不断增大。在临氢的条件下进行正构烷烃加氢异构化反应的异构脱蜡技术是生产富含支链烷烃的环境友好新型燃料油的最有效方法。正构烷烃的加氢异构化反应采用同时具有异构化/裂化功能和加氢/脱氢功能的双功能催化剂。载体的酸性位点提供异构化/裂化功能,而金属位点提供加氢/脱氢功能。与金属氧化物和SAPO系列的磷铝分子筛相比,具有微孔结构的硅铝酸盐沸石分子筛作为双功能催化剂的酸性载体具有比表面积较大、酸中心较强并且酸量和酸性强度易于调节、生产成本低、合成工艺较成熟等优点,尤其是以由十元环组成的具有TON拓扑结构的ZSM-22沸石分子筛,因为具有独特的一维直孔道体系、适宜的孔道尺寸(0.45 nm#215;0.55 nm)和酸性强度,便于产物的扩散而且抑制了分子筛的积碳,是双功能催化剂较适宜的酸性载体。因此,以ZSM-22分子筛承载Pd等贵金属的双功能催化剂对正构烷烃加氢异构化反应同时具有较高的反应活性和较高的异构化选择性能[7]。