ZSM-5沸石的化學(xué)組成可用氧化物的摩爾比表示為:0.9±0.2M2/nO:Al2O3:5---100SiO2:ZH2O,式中M是陽離子(堿金屬鈉離子和有機(jī)胺離子);n是陽離子的價(jià)數(shù);Z是從0到40。
ZSM-5沸石具有很高的硅鋁比,根據(jù)需要可合成出不同硅鋁比的分子篩而且可以在10至3000 以上的廣闊范圍內(nèi)變化。
ZSM-5沸石含有十元環(huán),基本結(jié)構(gòu)單元是由八個(gè)五元環(huán)組成的。其晶體結(jié)構(gòu)屬于斜方晶系,空間群Pnma,晶格常數(shù)a=20.1?,b=19.9?,c=13.4?。它具有特殊的結(jié)構(gòu)沒有A型、X型和Y型沸石那樣的籠,其孔道就是它的空腔。骨架由兩種交叉的孔道系統(tǒng)組成,直筒形孔道是橢圓形,長(zhǎng)軸為5.7~5.8 ?,短軸為5.1~5.2 ?;另一種是"Z"字形橫向孔道,截面接近圓形,孔徑為5.4±0.2?。屬于中孔沸石。"Z"字形通道的折角為110度。鈉離子位于十元環(huán)孔道對(duì)稱面上。其陰離子骨架密度約為1.79克/厘米3。因此ZSM-5沸石的晶體結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。
相對(duì)結(jié)晶度:Na型 > 85% H型 > 95%
孔徑:5A
骨架密度:1.81(異辛烷測(cè)定)
熱穩(wěn)定性:1200℃分子篩可保持結(jié)構(gòu)
水熱穩(wěn)定性:700℃水蒸氣處理,分子篩可保持結(jié)構(gòu)
ZSM-5分子篩在國內(nèi)已有廣泛的用途,主要應(yīng)用在柴油臨氫降凝催化劑,固定床催化裂化催化劑,流動(dòng)床催化裂化反應(yīng)上FCC的催化劑添加ZSM-5分子篩對(duì)提高汽油辛烷值,增加氣體的烯烴含量有很大益處,國內(nèi)外FCC催化劑添加的ZSM-5分子篩是ZSM-5分子篩用途最多的一項(xiàng),并主要集中在SiO2/Al2O3(二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比)在40-50之間。國內(nèi)FCC的助劑降低汽油的烯烴上的應(yīng)用較廣,在這方面的應(yīng)用SiO2/Al2O3在38-40之間,另外國內(nèi)外的渣油催化裂化上采用SiO2/Al2O3在25-30的范圍內(nèi)的分子篩。此外ZSM-5分子篩在化工上廣泛的應(yīng)用于擇形催化,如對(duì)二乙苯催化劑,二甲苯異構(gòu)化催化劑;另外在環(huán)保方面對(duì)水中有機(jī)物的提取采用高硅ZSM-5分子篩,SiO2/Al2O3在220-400之間。用水玻璃和硫酸鋁直接合成的ZSM-5分子篩,該產(chǎn)品用于低烴烷基化,異構(gòu)化,芳構(gòu)化,脫臘降凝的催化劑的母體,同國外用有機(jī)胺合成的ZSM-5相比,工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量穩(wěn)定,無污染,成本低,水熱穩(wěn)定性高。
ZSM-5沸石的熱穩(wěn)定性很高。這是由骨架中有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的五元環(huán)和高硅鋁比所造成。比如,將試樣在850℃左右焙燒2小時(shí)后,其晶體結(jié)構(gòu)不變。甚至可經(jīng)受1100℃的高溫。到目前為止,ZSM-5是已知沸石中熱溫定性最高者之一。所以將它用于高溫過程是特別適宜的。例如用它作為烴類裂解催化劑,可經(jīng)受住再生催化劑時(shí)的高溫。
ZSM-5沸石具有良好的耐酸性,它能耐除氫氟酸以外的各種酸。
Wang,IKai等的研究表明,當(dāng)其他沸石受到水蒸汽和熱時(shí),它們的結(jié)構(gòu)一般被破壞,導(dǎo)致不可逆失活。而Mobil公司用ZSM-5作為甲醇轉(zhuǎn)化(水是主要產(chǎn)品之一)的催化劑。這表明ZSM-5對(duì)水蒸汽有良好的穩(wěn)定性。540℃下用分壓為22mmHg柱的水蒸汽處理HZSM-5和HY沸石24小時(shí)后,HZSM-5的結(jié)晶度約為新鮮催化劑的70%,可是在同樣條件下,HY沸石的骨架幾乎全部被破壞。
ZSM-5具有高硅鋁比,其表面電荷密度較小。而水是極性較強(qiáng)的分子,所以不易為ZSM-5所吸附。盡管水分子的直徑小于正己烷,但ZSM-5對(duì)正己烷的吸附量一般大于水。
ZSM-5孔口的有效形伏、大小及孔道的彎曲,阻止了龐大的縮合物的形成和積累。同時(shí),ZSM-5骨架中無大于孔道的空腔(籠)存在,所以限制了來自副反應(yīng)的大縮合分子的形成。從而使ZSM-5催化劑積炭的可能性減少。ZSM-5對(duì)烷基芳烴進(jìn)入孔道形成障礙,因而反應(yīng)過程中它不能在較小的孔道中繼續(xù)反應(yīng),最后縮聚形成焦。所以ZSM-5比Y型及絲光沸石的積炭速率慢得多,幾乎相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)。ZSM-5沸石的容炭量也較高。
以沸石分子篩作為催化劑,只有比晶孔小的分子可以出入催化反應(yīng)的進(jìn)行受著沸石晶孔大小的控制,沸石催化劑對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物分子的大小和形狀表現(xiàn)出極大的選擇性。ZSM-5沸石十元環(huán)構(gòu)成的孔道體系具有中等大小孔口直徑,使它具有很好的擇形選擇性。
吸附量 | 正已烷 | 環(huán)已烷 | 水 |
SiO2/Al2O3=38 | 9.5-10.5% | 1.9-2.3% | 9.0-10.0% |
SiO2/Al2O3=50 | 9.0-10.0% | 1.5-2.0% | 7.0-8.0% |
SiO2/Al2O3=25 | 9.5-10.5% | 2.05-2.5% | 11.0-12.0% |
分子篩又叫 稀土Y型分子篩 分子篩分很多型號(hào) 有3a分子篩4a分子篩5a分子篩等可以去南陽南召環(huán)宇分子篩廠看下詳細(xì)的介紹了
你用分子篩是不?用什么型號(hào)的?
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首次在Na2O-SiO2-Al2O3-TPABr(四丙基溴化銨)-HMBr2(溴化六甲雙銨)-H2O合成體系中,以溴化六甲雙銨(HMBr2)和四丙基溴化銨(TPABr)為雙模板劑,采用一步晶化法合成了具有微-微孔道結(jié)構(gòu)的B-EU-1/ZSM-5復(fù)合分子篩,并通過XRD,FT-IR,SEM等手段對(duì)合成樣品的物性進(jìn)行表征;分析發(fā)現(xiàn)合成的復(fù)合分子篩同時(shí)具有ZSM-5和EU-1的特征衍射峰,結(jié)晶度較好,是兩種晶相相互作用的分子分散晶相材料;通過合成條件的探究,發(fā)現(xiàn)復(fù)合分子篩的生長(zhǎng)過程與兩種模板劑的比例有關(guān),在0.2
副題名
外文題名
Synthesis of ZSM-5 zeolites without organic structure-directing agent
論文作者
黃先亮著
導(dǎo)師
王正寶指導(dǎo)
學(xué)科專業(yè)
學(xué)位級(jí)別
工學(xué)博士
學(xué)位授予單位
浙江大學(xué)
學(xué)位授予時(shí)間
2012
關(guān)鍵詞
館藏號(hào)
館藏目錄
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沸石分子篩:具有分子篩作用的晶態(tài)硅鋁酸鹽
沸石分子篩:1979年科學(xué)出版社出版的圖書
分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽,由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積,所以具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)。
(1)按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用,即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子;
(2)對(duì)于小的極性分子和不飽和分子,具有選擇吸附性能,極性越大,不飽和度越高,其選擇吸附性越強(qiáng);
(3)具有強(qiáng)烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下,仍有相當(dāng)高的吸水容量。
一、分子篩基本特性
a)分子篩對(duì)水或各種氣,液態(tài)化合物可逆吸附及脫附;
b)金屬陽離子易被交換;
c)分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍;
1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應(yīng)
分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu),晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通,并且孔徑大小均勻,固定(分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間),與通常分子的大小相當(dāng),只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附,而構(gòu)型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道,則不被分子篩吸附。而硅膠,活性氧化鋁和活性碳沒有均勻的孔徑,孔徑分布范圍十分寬廣,所以沒有篩分性能。
2、根據(jù)分子極性,不飽和度和極化率的選擇吸附
分子篩對(duì)于極性分子和不飽和分子有很高的親和力;在非極性分子中,對(duì)于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢(shì)。此外,沸點(diǎn)越低的分子,越不易被分子篩所吸附。
二、分子篩的高效吸附特性
分子篩對(duì)于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力,特別是對(duì)于水,在低分壓(甚至在133帕以下)或低濃度,高溫(甚至在100℃以上)等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。
1、低分壓或低濃度下的吸附
在相對(duì)濕度30% 時(shí)分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對(duì)濕度的降低,分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著,而硅膠,活性氧化鋁隨著濕度的增加,吸附量不斷增加,在相對(duì)濕度很低時(shí),它們的吸附量很少。
2、高溫吸附
分子篩是唯一可用的高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對(duì)濕度時(shí)分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下,分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分,而活性氧化鋁,特別是硅膠,大大喪失了吸附能力。
3、高速吸附
分子篩對(duì)像水等極性分子在分壓或濃度很低時(shí)的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硅膠,活性氧化鋁。雖然在相對(duì)濕度很高時(shí),硅膠的平衡吸水量要高于分子篩,但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高,硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率高。
三、分子篩的離子交換性
分子篩的一個(gè)重要性能是可以進(jìn)行可逆的離子交換。通過這種交換,改進(jìn)了分子篩的吸附和催化性能,從而獲得了廣泛的應(yīng)用(如可用于軟化水和廢水處理)。
四、分子篩的催化性能
分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu),孔徑的大小與通常分子相當(dāng);它們具有很大的表面積。而且表面極性很高;平衡骨架負(fù)電荷的陽離子,可進(jìn)行離子交換;一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體,然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài);同時(shí)分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì),使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑,而且成為有效的催化劑和催化劑載體。
來源:建龍微納
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