胡 雨,杨 雪,田辉平

(中国石油化工科学研究院,北京 100083)

ZSM-5分子筛是五元环型高硅分子筛,由八个五元环构成基本结构单元,具有“Z”字形的十元环通道,平行于a轴时为S型弯曲,孔径为0.54 nm×0.56 nm;平行于c轴时为直线型,孔径为 0.51 nm×0.55 nm[1]。由于ZSM-5分子筛特殊的孔道结构,为较小尺寸粒子的出入提供便利,具有择形催化性,同时具有优异的水热稳定性和离子交换性,在环境化学和石油化学工业中应用广泛[2]。

传统的ZSM-5分子筛虽然有择形催化性[3-5],但由于孔道孔径小于1 nm,大分子反应物无法进入微孔,不能和分子筛内部的活性中心接触,进而降低了分子筛活性位点的有效利用率[6]。同时也会影响反应分子的扩散,降低反应效率;扩散长度的增加使得产物难以扩散到孔道外,造成积炭现象,使催化剂失活[7-9]。研究人员发现,分子筛的粒径较小时,可以增加酸性位点的数量减小扩散长度,对催化反应有利。然而在实际催化应用时,小粒径分子筛的处理过程较困难。而多级孔分子筛由于具有多种孔道结构,可以减低微孔分子筛的扩散限制和空间位阻,从而提高其传质效率,并保持微孔分子筛的晶体结构,起到择形催化作用,因此在分子筛领域有很好的应用和发展。

通常,多级孔分子筛的合成方法可以分为两大类：第一类是使得分子筛骨架选择性脱除硅或铝原子的后处理法;第二类是添加不同模板剂的模板剂法,根据模板剂种类的不同又可分为软模板剂法和硬模板剂法。……