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铝源前处理下合成条件对ZSM-35分子筛的影响

2021-03-21任俊杰黄星亮吴晓彤王志东陈延达代小平

工业催化 2021年12期
关键词:沸石

任俊杰,黄星亮,吴晓彤,王志东,陈延达,曹 磊,代小平

(中国石油大学(北京)化学工程与环境学院,北京 102249)

ZSM-35分子筛(又称镁碱沸石)是庞大分子筛家族的重要一员。天然镁碱沸石储量丰富且价格低廉,但其结晶度低且含有大量杂质。1977年,Plank C J等[1]首次采用水热晶化法合成出ZSM-35分子筛,其优点在于产物纯度高,硅铝比可调,结构和性质易于调变,具有良好的发展前景。ZSM-35分子筛是一种具有FER型骨架拓扑结构的微孔材料,其二维孔道系统是由五元环、六元环、八元环和十元环巧妙连接构成的,特别是在 [001] 方向上的十元环孔道(0.42 nm×0.54 nm)与在 [010] 方向上的八元环孔道(0.35 nm×0.48 nm),二者垂直交错形成了催化反应的重要场所[2]。独特的孔道结构造就了其特殊的择形催化性能,使ZSM-35分子筛广泛应用于直链烯烃骨架异构化[3-5]、NOx选择性催化还原[6-7]、二甲醚羰基化[8]、芳烃苄基化[9]及石脑油改质等方面。

传统的水热合成法是人工合成ZSM-35分子筛的主要手段,其优点在于操作步骤简单,反应条件温和,且易于工业化,设备要求低[10]。目前ZSM-35分子筛的研究重点主要是合成方法的改进、模板剂的使用及结构性能的优化等。董乐等[11]采用硅源前处理合成方法,通过碱液调变硅溶胶的粒度与分布,调控硅物种的反应活性,合成出高硅铝比和高固收率的镁碱沸石。Lee Y等[12]使用胆碱(C5H14ON+)和钠离子作为模板剂,合成出具有纳米尺寸的针状FER沸石,但其合成周期过长,产物硅铝比低且结构不稳定。胡海强等[13]采用吡咯烷与四甲基氢氧化胺(TMAOH)作为双模板剂合成出层状球形的镁碱沸石,引入TMAOH使得镁碱沸石的衍射峰变宽,延长了晶体的诱导期和生长期。……

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