微-介孔复合材料在石油化工领域中的应用
2018-08-23张萌萌
精细石油化工 2018年4期
张萌萌,陈 平,王 欣
(辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁 抚顺 113001)
根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义,分子筛可分为微孔、介孔和大孔分子筛,其孔道(窗口)尺寸分别为小于2.0、 2.0~50 nm及大于50 nm。微孔分子筛孔道结构规整、水热稳定性好,但孔径较小,在大分子催化反应中的应用受到限制;介孔分子筛孔径和比表面积比较大,可弥补微孔分子筛孔道尺寸的不足,但其酸性较弱,往往不具有催化活性,并且热稳定性和水热稳定性也较差[1]。微-介孔分子筛复合可弥补单一孔道的缺陷。两种材料优势互补、协同作用,使复合分子筛的适用性增强,大大扩展了分子筛在化工生产中的应用,已引起人们的重视,有关合成与复合方式及应用也见诸报道[2]。
1 常见的微-介孔复合材料
合成微-介孔复合材料的微孔材料选择范围比较大,如Y沸石、β沸石和ZSM-5等;而介孔材料主要为MCM及SBA系列。以下根据介孔材料的类型来介绍微-介孔复合材料的合成及结构。
1.1 MCM系列
MCM系列是最早用于制备微-介孔复合材料的介孔分子筛[3],也是应用和研究最普遍的介孔材料之一。在十六烷基三甲基溴化铵的作用(CTAB)下,在Y沸石上附晶生长MCM-48介孔材料,得到Y/MCM-48微-介孔复合材料,其结构具有微孔、介孔双峰系统,Y沸石被MCM-48薄层覆盖[4];NaA/MCM-48微-介孔复合材料是以微孔材料NaA为前驱体,两步晶化而成。MCM-48晶粒的存在使复合材料的孔隙率较高,介孔的介入并没有破坏微孔孔道[5]。
以高岭土为主要硅源,采用水热法合成的HY/MCM-41微-介孔复合材料也具有双孔结构。……
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