纳米ZSM-5的合成

纳米ZSM-5的合成方法以水热体系和清液体系合成为主。文章总结了纳米ZSM-5合成的影响因素以及有关特殊结构的合成。低温老化,较高的碱度以及较高的模板剂用量,晶种的添加,适宜的硅铝源等都有助ZSM-5晶粒尺寸的降低。通过改变合成条件,添加表面活性剂以及矿化剂,合成出具有纳米片层以及纳米纤维等特殊形貌的纳米ZSM-5。     

ZSM-35沸石原位固相转化法合成过程控制

以乙二胺(EDA)为模板剂,采用原位固相转化法合成了ZSM-35沸石,并通过XRD对沸石晶化过程中的影响因素和晶化机理作了详细考察。结果表明,制备ZSM-35沸石适宜的硅铝摩尔比为21n(SiO2)/n(Al2O3)37;Na+与模板剂EDA协同作用,共同对ZSM-35沸石起着结构导向作用;延长晶化时间,ZSM-35沸石容易向ZSM-5沸石转晶,合成ZSM-35沸石合适的晶化时间为14～21 h。对晶化机理的考察表明ZSM-35沸石的合成过程具有固相机理的特征,并且由于ZSM-35沸石与ZSM-5沸石具有相同的次级结构单元,在晶化过程中容易发生转晶。     

模板剂法水热合成高硅铝比ZSM-5分子筛

以工业水玻璃和硫酸铝为主要原料,正丁胺为模板剂,利用水热法合成出了高硅铝比ZSM-5分子筛。考察了晶化时间、晶化温度、投料硅铝比、合成体系pH值以及模板剂用量等因素对晶化产物的影响。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、低温氮气吸脱附、核磁共振、扫描电子显微镜等手段对合成样品进行了表征。结果表明:合成ZSM-5分子筛最适宜的条件为:晶化时间36h,晶化温度170℃,投料硅铝比200,合成体系的pH=11.0,模板剂加入量为模硅比0.2。在最适宜条件下合成得到的ZSM-5分子筛产物具有高的相对结晶度,BET比表面积为335m2/g,晶粒尺寸约为5μm×15μm,骨架硅铝比大于100。     

无黏结剂ZSM-35沸石的制备与催化反应性能

考察了不同硅铝比无黏结剂ZSM-35沸石分子筛的合成条件及催化反应性能。以多种有机胺（乙二胺、环己胺、正丁胺）为模板剂，在SiO₂/Al₂O₃为30～40的情况下均可以水热合成无黏结剂ZSM-35沸石。在乙二胺模板剂体系中，ZSM-35合适的晶化温度为130～160℃。提高SiO₂/Al₂O₃至58时，在乙二胺和正丁胺模板剂体系下，合成产物易出现ZSM-5和石英相，而环己胺作为模板剂可以成功制备纯相的无黏结剂ZSM-35沸石。在SiO₂/Al₂O₃为72时，以乙二胺、环己胺、正丁胺为模板剂均难合成纯相ZSM-35沸石，易产生杂晶。在二甲苯异构化反应中，制备的ZSM-35沸石表现出比ZSM-5沸石更好的对二甲苯选择性和更低的二甲苯损失。     

晶种和季铵盐诱导β沸石合成研究

通过对比实验和X-射线衍射技术,研究了四乙基溴化铵(TEABr)和四乙基氢氧化铵(TEAOH)模板剂对β沸石晶体生长的结构导向作用,考察了合成胶硅铝比[n(SiO2)∶n(Al2O3)]和晶化条件对合成沸石相组成的影响。结果表明,以TEAOH为模板剂,在β沸石晶种质量分数0.5%、合成胶n(SiO2)∶n(Al2O3)=37.2~64条件下,合成出相对结晶度较高的纯β沸石。另一方面,以TEABr为模板剂,在晶种质量分数0.5%、晶化温度413K条件下,当n(SiO2)∶n(Al2O3)≤45、晶化时间240~260h时,可以获得结晶度高的单一β沸石;在不含晶种、n(SiO2)∶n(Al2O3)=37.2~72的体系中,合成的沸石β与沸石ZSM-5共生,而且随着硅铝比的增加沸石β质量分数逐渐减少,竞争相ZSM-5的含量急剧增加。     

低模数水玻璃合成ZSM-5分子筛及工艺条件优化

以低模数（n=1.03）水玻璃为硅源,通过改良水热合成途径,成功制备出无模板剂ZSM-5分子筛。借助X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对ZSM-5分子筛结晶度及晶貌进行表征。在n(硅)/n(铝)为50 的情况下,通过考察晶化温度、时间、pH值、水含量、有无搅拌或晶种对ZSM-5分子筛物性的影响,优化合成工艺。结果表明,静置或晶种法得到的ZSM-5分子筛,晶体粒径大且晶貌不规整,不适合用于低模数水玻璃合成ZSM-5体系。ZSM-5沸石最适宜制备工艺为：n(H₂O)/n(SiO₂)=40,pH=10的合成混合物经室温老化24 h,搅拌状态下,170 ℃下水热晶化24 h。与商业级ZSM-5相比,低模数水玻璃合成的ZSM-5分子筛在环己烯水合反应中表现出更高的催化活性和选择性。     

晶种溶液辅助合成ZSM-5沸石及偏三甲苯异构化催化性能研究

以四丙基氢氧化铵为模板剂，商业硅溶胶为硅源，在100℃下合成了晶种溶液。同时，在无模板剂体系下，以晶种溶液辅助成功合成了结晶度良好的ZSM-5沸石，并探究了其合成条件。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)测试方法对合成的沸石样品进行表征。结果表明：在无模板剂存在下，仅添加0.5%(质量分数)晶种溶液即可合成ZSM-5沸石；同时，在最佳合成条件下，170℃晶化8 h可合成亚微米级ZSM-5沸石团聚体，粒径为500 nm左右。此外，在偏三甲苯异构化反应中，硅铝比为30的样品具有更好的催化性能，其偏三甲苯质量转化率、均三甲苯质量收率及均三甲苯选择性分别为32.81%、20.81%和63.42%。     

多级孔ZSM-5沸石的制备及其催化性能

采用干胶转化法,在晶种辅助下,制备出多级孔ZSM-5沸石,考察了晶种加入量、水加入量和晶化时间等因素对多级孔沸石结构和形貌的影响.结果表明:加入晶种,大大加快了沸石合成的晶化速率,无定形硅铝凝胶直接在晶种表面形成的水膜中溶解并就近快速生长为ZSM-5纳米沸石,纳米沸石相互聚集,并在纳米沸石间形成了介孔孔道.通过调节晶种...     

水相极浓体系中ZSM-35沸石的合成

以乙二胺（EDA）为模板剂、粗孔硅胶或白碳黑为硅源，在水相极浓体系中合成了高结晶度ZSM-35沸石。利用XRD、SEM、IR和TG-DTA等仪器表征了该法合成样品的物理化学特性，并详细考察了模板剂的用量、晶化时间等因素对合成的影响。研究结果表明，以该法合成的ZSM-35沸石模板剂具有EDA用量少、晶化时间较短和所得沸石结晶度高等特点。     

低硅铝比纳米团聚体ZSM-5的合成工艺研究

纳米团聚体ZSM-5因具有较高的活性及水热稳定性而被广泛用于催化剂的制备。以水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源、正丁胺为模板剂,合成低硅铝比纳米团聚体ZSM-5分子筛。考察了钠硅比、陈化时间、晶种添加量等因素对合成分子筛形貌和晶粒尺寸的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮气物理吸附、透射电镜（TEM）和X射线荧光光谱仪（XRF）等手段对样品进行了物性分析。结果表明：钠硅比（氧化钠与二氧化硅物质的量比）大于0.11可以合成出结晶度较好的ZSM-5分子筛,当钠硅比大于0.13时ZSM-5晶粒增大;延长陈化时间有助于降低分子筛的晶粒尺寸,提高晶粒尺寸的均一度,陈化12 h时晶体的平均尺寸约为160 nm;晶种添加量为3%~4%（按总二氧化硅质量计算）时,对样品晶粒尺寸及均匀度的影响较小。     

以异丙胺为结构导向剂合成ZSM-5纳米棒

以异丙胺为结构导向剂既可以合成ZSM-23分子筛,也可以合成ZSM-5分子筛。在水玻璃-硫酸铝-浓硫酸-水-异丙胺体系中,存在ZSM-23与ZSM-5两种分子筛的晶相竞争,可以通过调变体系中异丙胺和碱量实现对最终产品晶相的控制,在低硅铝比和高碱量条件下成功制备了ZSM-5分子筛。XRD、SEM及N_2吸脱附测试结果表明,所得样品为棒状纳米ZSM-5分子筛,具有高结晶度和大的外表面积。     

硅源对纳米级ZSM-5分子筛结构及其对甲醇转化制丙烯与丁烯反应催化性能的影响

采用低温水热晶化法,以四丙基氢氧化铵为模板剂,分别使用98%粗孔固体硅胶和30%硅溶胶为硅源,制备不同硅铝物质的量比的纳米级ZSM-5分子筛,研究硅源对其物化结构及甲醇转化制丙烯与丁烯催化性能的影响。结果表明,硅源种类影响ZSM-5分子筛的结构及铝分布,进而影响其酸性和催化性能。固体硅胶为硅源,有利于形成弱酸性位点;硅溶胶为硅源,有利于形成强酸性位点。在相同硅铝物质的量比时,以固体硅胶为硅源的ZSM-5分子筛的总酸量小于以硅溶胶为硅源的样品。无论使用何种硅源,对ZSM-5分子筛的晶型结构影响不大,且ZSM-5分子筛颗粒形貌均呈现为由小晶粒堆积成(500~1 000)nm的类球形颗粒。以硅溶胶为硅源制备的样品颗粒尺寸大于以固体硅胶为硅源制备的样品。硅铝物质的量比为400时,两种硅源合成分子筛的丙烯与丁烯的选择性相近,但以硅溶胶为硅源的ZSM-5分子筛的寿命更长。     

不同硅铝比ZSM-22分子筛的合成

采用静态水热合成法,以氢氧化钾为碱源,硅溶胶为硅源,1,6-己二胺为模板剂,考察了晶化温度[(423～443)K]、晶化时间[(12～72)h]和原料配比对合成ZSM-22分子筛的影响,优化了合成条件。结果表明,最佳合成条件为:晶化温度433 K、晶化时间48 h、n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(K2O)∶n(DAH)∶n(H2O)=0.11∶10∶1.3∶3.0∶400。在此基础上,通过碱度的调变,合成了较纯n(Al2O3)∶n(SiO2)=40～130的ZSM-22分子筛。     

Synthesis of ZSM-5 Membrane on the Anodized Alumina by Adding Promoter Ions

Adding promoter ions (e.g., NO–3 and PO3–4) can shorten hydrothermal synthesis time for continuous ZSM-5 layers on the anodized alumina from several ten hours to several hours. The anodized alumina, using as a support and a source of aluminum in the preparation of ZSM-5 crystals, was placed vertically in Teflon-lined stainless-steel autoclaves with a high H2O/SiO2 ratio aqueous solution. The results showed that a layer of well-intergrown ZSM-5 crystals was formed on anodized alumina and the adhesion between zeolite and anodized alumina was excellent. The morphology and crystallization of the ZSM-5 zeolite membrane were characterized by using SEM and XRD.     

磷铝复合改性ZSM-5分子筛及其催化性能

ZSM-5分子筛是一种重要的高硅铝比择形催化剂,具有较强的酸性和较好的热、水热稳定性,通过对该分子筛进行磷与铝的复合改性,对其酸性质和孔结构进行了调变。研究结果表明,当磷铝负载量（质量分数）大于10%时,磷铝物种以片状形式沉积在ZSM-5分子筛表面,不仅提高了分子筛的酸量,还形成了孔径在10 nm左右的介孔。这种高酸性的多级孔结构使其正辛烷裂化转化率明显提高,丙烯收率增加20%以上;在重油催化裂化评价反应中降低了渣油和焦炭收率,丙烯的收率提高了1%。     

晶粒尺寸对ZSM-5丙烯选择性的影响

ZSM-5分子筛由于其独特的骨架结构和酸性等特性,广泛用于石油化工领域。在催化裂化过程中,ZSM-5分子筛及其改性产品经常被加入以提高产品性能和选择性,特别是提升汽油辛烷值,增产丙烯等高附加值化工原料。通过严格控制化学合成与制备条件,制备具有相同晶体形貌、硅铝物质的量比约100和晶粒尺寸2.5μm至100 nm系列分子筛。研究分子筛的酸性、晶粒尺寸和比表面积对分子筛热稳定性、水热稳定性、活性和孔道等的影响。制成FCC助剂后,利用ACE和炼油厂原料考察FCC助剂在催化裂化反应中的性能,结果表明,硅铝物质的量比为80~100和晶粒尺寸为2.5μm的ZSM-5分子筛,可以获得最佳的丙烯选择性。     

Synthesis of ZSM-5 zeolite from expanded perlite and its catalytic performance in FCC gasoline aromatization

A hydrothermal synthesis method for ZSM-5 preparation was investigated by using expanded perlite as the only alumina source. The effect of crystallization conditions on ZSM-5 zeolite formation, such as temperature, time, pH, chemical composition of the reaction mixture, were studied. The samples were characterized by XRD, IR, SEM, XRF and BET surface area measurements. The ZSM-5 zeolite from expanded perlite showed better catalytic activity for the FCC gasoline aromatization reaction compared to ZSM-5 prepared by the standard method.     

以低温固相碱熔活化高岭土为原料合成ZSM-5分子筛

以天然矿物高岭土为主要硅铝原料,经低温固相碱熔活化后,在常规水热条件下合成ZSM-5分子筛,考察m(高岭土)∶m(氢氧化钠)、碱熔温度及碱熔时间等因素对高岭土活化效果的影响。采用XRF、XRD、FT-IR和N2-吸脱附等对不同样品进行表征。结果表明,在m(高岭土)∶m(氢氧化钠)=1∶1.5、碱熔温度250℃和碱熔时间30 min条件下,可以实现高岭土完全活化。该活化方式不仅降低了活化温度,且能在极短时间内提高高岭土活性。以最适宜低温固相碱熔活化条件下所得活性硅铝物质为主要原料,硅溶胶为外加硅源,采用水热法合成高相对结晶度的纯相ZSM-5分子筛。与工业ZSM-5分子筛相比,合成ZSM-5分子筛具有更大的比表面积和孔容。     

杂原子分子筛Ni-ZSM-5的合成及其影响因素

采用水热法合成杂原子分子筛Ni-ZSM-5，通过改变原料配比、调变原料pH、改变晶化时间和晶化温度，考察不同条件对合成Ni-ZSM-5晶化产物的影响。XRD表征结果表明，在晶化温度160 ℃、晶化时间96 h、pH为9和n（SiO₂）∶n(TBAB)∶n(H₂O)=1.0∶0.2∶67条件下,通过简单的工艺流程可得到具有规则特征结构的杂原子分子筛Ni-ZSM-5。