高嶺土是ZSM-5沸石合成的原材料

時(shí)間：2014-05-07 10:16:33

作者：世邦機(jī)器

5ZSM-5沸石：ZSM-5分子篩是美國(guó)Mostrongil公司于20世紀(jì)70年代頭批利用有機(jī)胺合成的具有獨(dú)特三維通道結(jié)構(gòu)的高硅擇形分子篩。由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)、親油疏水的特性、高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性、較強(qiáng)的抗積炭能力以及優(yōu)異的選擇性而廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、精細(xì)化工、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域。之后，使用不同的原料、不同的模板劑合成了ZSM-5沸石。其中，以高嶺土為原料經(jīng)過(guò)高嶺土加工合成ZSM-5沸石，需要對(duì)高嶺土進(jìn)行酸抽提鋁處理，或者在晶化反應(yīng)體系中補(bǔ)充硅源。

Xu等將噴霧干燥成型的高嶺土微球焙燒后，高嶺土加工技術(shù)通過(guò)酸處理降低其中的活性氧化鋁含量，使微球SiO2 :Al2O3摩爾比在(10〜200)：1范圍內(nèi)，在ZSM-5的合成條件下合成7ZSM-5沸石。

馮會(huì)等以未處理的高嶺土為原料，在相對(duì)低溫(700℃)焙燒高嶺土微球上成功合成了ZSM-5分子篩。對(duì)高嶺土微球及晶化產(chǎn)品進(jìn)行的SEM檢測(cè)結(jié)果表明，在高嶺土微球的表面包裹了一層晶粒，大小為10μm形狀為六棱形，類(lèi)似于化學(xué)合成法得到的ZSM-5形狀。在重油微反裝置上，以ZC7300平衡劑為主催化劑，添加量為10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的情形下，丙烯收率增加了2個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明此材料對(duì)丙烯具有較好的選擇性，增產(chǎn)丙烯效果明顯。

馮會(huì)等采用XRD、SEM、FTIR和N2吸附等技術(shù)研究了晶化時(shí)間對(duì)高嶺土微球上合成ZSM-5沸石的影響。結(jié)果表明，在高嶺土微球上ZSM-5沸石的原位晶化合成中，晶化時(shí)間對(duì)沸石的物相、孔結(jié)構(gòu)以及催化性能均有較大的影響。

郭天祥以高嶺土微球?yàn)榛w，在水熱體系中成功地附晶生長(zhǎng)了ZSM-5分子篩。檢測(cè)結(jié)果表明，在高嶺土微球上成功附晶生長(zhǎng)了ZSM-5分子篩，其形狀為長(zhǎng)條形，大小約為3pm，在高嶺土微球上附晶生長(zhǎng)ZSM-5分子篩后，增大了高嶺土的比表面積和孔容，高嶺土附晶ZSM-5分子篩的總酸量也得到提高。

王有和等以焙燒高嶺土為原料，采用水熱法合成ZSM-5分子篩。理想的合成條件是：晶化溫度為140〜160℃，晶化時(shí)間為24h，n(TPAOH)/n(SiO2)=0.10,投料硅鋁比為15。結(jié)果表明，以焙燒高嶺土為原料可以合成出結(jié)晶度相對(duì)較高、微孔分布集中于56nm、晶粒大小約2μm的小顆粒ZSM-5分子篩。

馬忠林等對(duì)合成ZSM-5/絲光沸石混晶的初始凝膠的n(SiO2)/n(Al2O3)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著初始凝膠n(SiO2)/n(Al2O3)的提高，產(chǎn)物從絲光沸石、絲光沸石與ZSM-5的混晶，直至變?yōu)榧僙SM-5沸石?？梢?jiàn)，n(SiO2)/n(Al2O3)高的晶化液容易生成ZSM-5沸石，而n(SiO2)/n(Al2O3)低的晶化液則容易生成MOR沸石。硅物種的多少，直接決定膠體粒子的沉積方式及晶化排列方向。