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摘 要

ZSM-22沸石分子筛是一种具有TON拓扑结构的高硅沸石分子筛。与ZSM-5相比，ZSM-22沸石分子筛的孔径稍小，且无交叉孔道。其独特的孔道结构和适宜的酸性，在烷烃的催化裂解/异构化反应中表现出良好的催化性和选择性。ZSM-22沸石分子筛是一种具有很大潜在价值的固体酸催化剂，在石油化工生产中具有广阔的应用前景。本论文考察了合成过程中的各种影响因素对合成ZSM-22分子筛的影响，并用XRD、SEM等手段对其结构和形貌进行表征。主要结果如下：

以硅溶胶为硅源，采用气相法和静态水热法都合成出ZSM-22沸石分子筛，但静态水热法合成得到的产物的结晶更完全。在静态水热合成条件下，以1,6-己二胺和正丁胺为模板剂都可合成得到纯的ZSM-22分子筛，但颗粒尺寸有所区别。随着凝胶中OH^-/SiO₂比的提高，产物尺寸逐渐减小。凝胶中SiO₂/Al₂O₃比在200~400范围内都可合成得到ZSM-22分子筛，且随着硅铝比的增加，产物颗粒尺寸逐渐减小。

关键词：ZSM-22分子筛 静态水热法 气相法 合成条件

The synthesis and characterization of ZSM-22 zeolite

Abstract

ZSM-22 zeolite (TON) is a crystalline microporous aluminosilicate. Because of the regular pore array, large surface area, high stability and strong acidity, it has been widely used in adsorption and catalysis. This dissertation concentrates on synthesizing highly crystallized ZSM-22 zeolite under static conditions, by hydrothermal or vapor-phase method. Various synthesis parameters were investigated in detail. The physicochemical properties of produced samples were characterized by XRD, and SEM. The main results are as follows.

The emphasis of this paper is to synthesize the high crystallinity ZSM-22 zeolites by optimizing the synthesis conditions. Using silica sol as silicon source, ZSM-22 zeolite was synthesized by vapor phase method and static hydrothermal method. Moreover, by adjusting the hydrothermal reaction parameters, such as increasing the the OH^-/SiO₂ ratio of reaction solution, the particle size decreased. Also, the pure ZSM-22 product with the SiO₂/Al₂O₃ ratio being as high as 400 can be obtained. Increasing the SiO₂/Al₂O₃ ratio produces the smaller particles of ZSM-22.

Keywords：ZSM-22; vapor-phase method; static hydrothermal method; synthetic conditions

目录

摘要 ---------------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ

第一章 绪论-------------------------------------------------------------------------------------1

1.1 前言---------------------------------------------------------------------------------------1

1.2 微孔分子筛的研究进展---------------------------------------------------------------2

1.3 微孔分子筛的合成方法---------------------------------------------------------------3

1.3.1 水热法----------------------------------------------------------------------------3

1.3.2 溶剂热合成法-------------------------------------------------------------------3

1.3.3 气相合成法----------------------------------------------------------------------4

1.3.4 微波合成法----------------------------------------------------------------------4

1.4 ZSM-22沸石分子筛产生的背景-----------------------------------------------------5

1.4.1 ZSM-22沸石分子筛的结构---------------------------------------------------5

1.4.2 ZSM-22沸石分子筛的合成---------------------------------------------------5

1.5 论文的研究目的和内容 --------------------------------------------------------------8

第二章 实验方法-------------------------------------------------------------------------------9

2.1 实验药品及仪器------------------------------------------------------------------------9

2.2 沸石分子筛的合成--------------------------------------------------------------------10

2.2.1 静态水热法合成ZSM-22沸石分子筛------------------------------------10

2.2.2 气相法合成ZSM-22沸石分子筛------------------------------------------10

2.3 沸石分子筛的表征--------------------------------------------------------------------10

2.3.1 X射线扫描仪（XRD）------------------------------------------------------10

2.3.2 扫描电镜（SEM） ----------------------------------------------------------10

第三章 合成ZSM-22沸石分子筛的影响因素------------------------------------------11

3.1 引言--------------------------------------------------------------------------------------11

3.2 合成条件对ZSM-22沸石分子筛合成的影响-----------------------------------11

3.2.1 合成方法的影响 -------------------------------------------------------------11

3.2.2 模板剂种类的影响------------------------------------------------------------12

3.2.3 碱度的影响---------------------------------------------------------------------13

3.2.4 硅铝比的影响-----------------------------------------------------------------15

第四章 结论与展望 -------------------------------------------------------------------------17

参考文献----------------------------------------------------------------------------------------18

致谢----------------------------------------------------------------------------------------------22

第一章 绪论

1.1 前言

当今社会，材料是人类赖以生存和发展的基石，是一切技术发展的物质基础。材料与国名经济建设、国防建设和人民生活息息相关。新材料的研发是二十一世纪科技发展的重要发展方向之一。在当今不断研究和应用的材料当中，无机多孔材料占据着非常重要的地位。该种材料具有分布范围广泛的内部空腔和多种多样的拓扑结构，被国际上众多科研工作者普遍关注，被广泛的应用于工业催化、吸附分离、离子交换等工业领域。无机多孔材料主要分为微孔材料（孔径小于2 nm）、介孔材料（孔径在2~50 nm之间）和大孔材料（孔径大于50 nm）三大类。

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