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EMT沸石合成及应用进展

2012-10-11高道伟段爱军邓云川

化工生产与技术 2012年6期
关键词:沸石催化剂结构

高道伟 段爱军 赵 震 邓云川

(中国石油大学(北京),重质油国家重点实验室,北京 102249)

自从20世纪90年代EMT沸石问世以来,EMT作为一种优于FAU拓扑结构的沸石引起广泛的研究兴趣。EMT作为一种具有3维12元环孔道体系的沸石,具有较强的酸性和较多的酸量,在石油加工中具有优良的异构化、烷基化和芳构化性能,应用前景广阔。但是EMT沸石的合成条件苛刻、合成所需模板剂昂贵、晶化时间较长,阻碍了其工业应用。因此,近20年内,国内外许多研究者对如何降低模板剂的使用量进行了大量的研究,并对EMT沸石在长链烷烃的加氢裂化、丁烯异丁烷烷基化等反应中的性能进行研究,结果表明EMT沸石具有优良的催化性能。

本文主要介绍EMT沸石的结构特性、合成及在石油化工领域的应用研究进展。

1 结构特性

EMT沸石属于六方晶系,空间群为P63/mmc,晶胞参数a=b=1.737 4 nm,c=2.836 5 nm,骨架密度为12.9 T/nm3。EMT的骨架结构是由12元环、6元环和4元环组成的,是8面沸石FAU的一个最简单的六方类似物,具有3维12元环孔道体系[1]。

在EMT中,扭曲的β笼层按ABAB顺序堆积,层与层之间是镜像关系,β笼的此种排列产生一种具有3个12元环开口中等尺寸的亚笼(hypocage)和一种具有5个12元环开口的超笼(hypercage)。超笼略呈椭球状,内部尺寸为1.3 nm×1.3 nm×1.4 nm,其中5个12元环窗口中有3个12元环有所扭曲,尺寸为0.65 nm×0.75 nm,另外2个12元环内径为0.73 nm;亚笼内部尺寸为0.69 nm×1.3 nm×1.3 nm,有3个0.65 nm×0.75 nm的12元环窗口。超笼本身以线性方式相互连接成一维孔道,孔道开口即为0.73 nm的12元环,除此之外,它还与亚笼结合起来在垂直于上述1维孔道的方向产生另外的直孔道[2]。……

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