ZSM-22沸石分子筛的合成和表征文献综述
2020-04-28 20:29:31
文 献 综 述
1 沸石分子筛概述
1.1 沸石分子筛的结构及性质
沸石是由硅酸盐组成的具有多孔特征的一类晶体材料,它孔径的尺寸在0.3-1.3 nm间[1]。根据沸石的形成过程,可将沸石分为天然沸石和合成沸石两类。沸石主要是由氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化钙(CaO)及水(H2O)等组成,化学组成[2]为:M2/n#183;Al2O3#183;xSiO2#183;yH2O。其中,金属阳离子由M代表,n代表离子的价态,x为硅铝比,y为已饱和的水分子的个数。沸石分子筛组成的基本单位是通过共用氧桥的TO4(T=P、Si、Al)四面体构成[3]。例如硅铝沸石分子筛的基本骨架是SiO4(硅氧四面体)和AlO4(铝氧四面体),而硅磷沸石分子筛的基本骨架是SiO4(硅氧四面体)和PO4(磷氧四面体)。
沸石分子筛具有均匀且有序的孔道结构以及均匀且分子大小的孔径,因此它具有较高的内表面和很大的孔容。因为沸石分子筛的晶穴内有较强的库仑场力,因此和其他吸附剂相比,沸石分子筛在低的吸附压和高的吸附温度下,依旧具有高得吸附性。与此同时,进入沸石分子筛内的分子的尺寸取决于沸石分子筛的孔的大小,从而具有”分子筛”的作用。除此之外,沸石分子筛能在500 ordm;C以上的温度下而不失去催化性能,具有较高的热稳定性,可以存在于极端条件下,是一种对环境无污染且友好的绿色材料,广泛应用于石油化工行业。
1.1.1 沸石分子筛的合成方法[4]
沸石分子筛是一种广泛应用的催化材料,具有多种催化途径。为了满足在不同条件下的需求,科学家进行了大量研究,生产出符合各种反应条件的沸石分子筛。主要的几种合成方法有:
(1) 水热合成法
水热合成法是将合成沸石的”前驱体”分散在水溶液中,在一定的温度和压力下,经过晶体成核、晶核生长、结晶等,最终形成沸石。
(2) 非水体系合成法