含钙杂原子Silicalite-1的合成文献综述
2020-04-07 16:08:54
文 献 综 述
1.1 沸石分子筛
从天然沸石到人工合成沸石,从低硅沸石到高硅沸石再到后来发展的类沸石分子筛材料,沸石分子筛材料从发现至今已经有两百多年的历史。他们具有均匀而规则的孔道结构和较大的比表面积,因此被广泛引用于分离、催化、吸附、离子交换等化工领域。
分子筛是一类具有一般分子大小微孔的晶体物质,其骨架组成的基本单元是 TO4四面体,其中T可以是 Al3 ,Si4 ,P5 及其他一些金属或非金属阳离子,有些分子筛有时还会出现 TO5及TO6 等多面体。根据IUPAC(国际纯粹和应用化学联合会)的定义,按照多孔材料的孔径大小分类,可将其分为三类:孔道尺寸小于2nm的为微孔材料(micropore);孔道尺寸在2至50nm的为介孔材料(mesopore);孔道尺寸大于50nm的为大孔材料(macropore),故分子筛是微孔材料中最重要的一个组成部分。
1.1.1 沸石分子筛的发展简史
沸石分子筛有两种来源,一是自然界中生成的天然沸石,二是人工合成的合成沸石。1756 年,人们第一次发现了天然沸石(Natural Zeolite),即天然的硅铝酸盐(Natural Alumiuno silicate)。瑞典科学家A.F.Cronstedt发现一种天然硅铝盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,所以将其取名”沸石”。1932年,McBain提出”分子筛”的概念。在长期的实践活动中,人们对天然沸石的一些性质有了一定的了解,但由于工业上对沸石的需求量越来越大,而天然沸石的含量和开采等方面又受到限制,人们想到了用合成人工沸石来代替天然沸石,到目前为止,人们已经人工合成了一百多种沸石,其中有些沸石是在自然界中不存在的。
1964年Breck等人成功合成Y型分子筛,推动了中等硅铝比分子筛的研究和发展,随后众多科研工作者研究和开发出一系列低硅和中硅沸石分子筛。20世纪60年代美国Mobil公司的科学家将季胺盐及有机胺作为合成沸石分子筛的模板剂,合成出第一批富硅型分子筛,这在沸石分子筛合成领域意义重大。
1.1.2 沸石分子筛的合成
随着研究领域间交叉与渗透的日益加强,以及研究方法与现代实验技术的进步,沸石分子筛的合成得到了深入发展,探索沸石分子筛合成方法有助于制备新型结构或特殊形貌的沸石分子筛材料,有助于认识沸石分子筛的合成机理,进而合成特定性质的沸石分子筛材料。目前,合成沸石分子筛的方法大致有以下几种:
(1)水热合成法
水热法合成,通常指在密闭体系中,以水为溶剂,在一定温度和水的自生压力下,与原始物料进行反应 ,经过成核、生长、结晶等过程形成沸石分子筛。水热合成法是最早、最传统、同时也是最常的合成沸石而采用的方法。水热合成具有使复杂离子间反应加速,水解反应加速,氧化还原电势明显变化等特点。
(2)溶剂热合成法