沸石分子筛催化剂的发展现状

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1、沸石分子筛催化剂的发展现状姓名：班级：学号：沸石分子筛催化剂的发展现状摘要：从工业催化的角度思考和表述了沸石分子筛催化剂合成、催化及应用，综述了国内外相关的最新研究进展，探讨了分子筛催化剂未来的发展方向。旨在引发人们对分子筛催化未来向经济、可控、高效催化、绿色环保和新应用等方面发展的思考与探索。关键词：沸石分子筛催化剂、工业应用、未来发展在我国的经济发展，工业是国民经济的重要组成部分,化学工业中80%以上的过程涉及催化技术，尤其对于炼油与石化工业，催化剂更是不可或缺，其中分子筛催化剂未来的发展方向又深切关系着工业的发展。目前，分子

2、筛催化剂在炼油与化工工业得到了研究与应用，如催化裂化、加氢裂化、带支链芳烃的烷基化、异构脱蜡以及轻烯烃聚合等。国内外已开发出一批有发展前景的高功能化、多功能化、精密化的分子筛催化剂材料。分子筛催化剂的合成方法主要有：①水热晶化法；②非水体系合成法；③干胶转换法；④无溶剂干粉体系合成法；⑤微波辐射合成法；⑥蒸汽相体系合成法；⑦多级孔道沸石分子筛的合成；⑧化学后处理法；⑨硬模板法；⑩软模板法[1]。而沸石分子筛是其中重要一员。沸石分子筛的工业催化应用始于上世纪60年代，Mobil公司首先发现并采用八面沸石替代无定形硅铝催化剂,应用于炼

3、油中催化裂化(FCC)过程,大大提高了汽油产量以及原油利用率。目前，仅作为FCC催化剂一项，沸石分子筛催化剂的销售额就占全球催化剂的18.5%。沸石分子筛具有确定的孔体系，大的晶内比表面积和与硫酸或氯化铝相当的酸性，同时具有分子筛分或择形作用以及可改性或易掺杂等优点，它们对许多工业催化反应有高效促进作用。在各种酸性催化剂高性能中，反应了它的催化潜力。此外，还有其他类型的高效分子筛催化剂。1、沸石分子筛结构沸石分子筛是一族结晶性硅铝酸盐的总称。沸石最基本的结构是由(SiO4)四面体和(AlO4)四面体。相邻的四面体由氧桥连结成环，环

4、有大有小，按成环的氧原子数划分，有四元氧环，五元氧环，六元氧环，八元氧环，十元氧环和十二元氧环；环是分子筛的通道孔口，对通过的分子筛起筛分作用。氧环通过氧桥相互连结，形成具有三维空间的多面体。多面体有中空的笼，笼是分子筛结构的重要特征。空洞中含有结晶水和阳离子，这些阳离子用来中和(AlO4)四面体的负电荷，利用加热或减压的办法，可以比较容易地脱除一部分或全部结晶水。不同结构的笼再通过氧桥互相连接形成各种不同结构的分子筛。基础研究工作发现，Al中心原子可被三价的原子，如B、FeCr、Sb、As和Ga等取代；而Si中心原子也可被四价的

5、原子，如Ge、Ti、Zr和Hf或P等取代。因此，可以合成磷酸铝分子筛、硅磷酸铝(SAPO分子筛)以及钛硅分子筛。另外，分子筛特别适合用作金属或稀土金属的载体材料，可以合成双功能或三功能的杂原子分子筛。根据晶型和组成硅铝比的不同，把分子筛分为A型沸石类、八面沸石类、丝光沸石类、菱沸石类、ZSM、pentansil等类型；而根据孔径的大小又分为超大孔、大孔、中孔、介孔、微孔分子筛；根据孔道结构可分为10元环和12元环具有二维或三维体系三、四元环、手型孔道结构等分子筛。2、沸石分子筛催化剂的合成在工业应用中，对于沸石分子筛的合成而言，其

6、具有很好的效果，在有机离子的作用下，对沸石分子筛进行催化作用，进行直接合成，如丝光沸石，还有一些沸石需要在有机胺的作用才能合成，如p沸石等，但是从总体上来讲,经过催化作用所合成的沸石产品，无论是在晶粒大小上，还是在结晶度上,或者是在硅铝等各个方面,其质量比较容易控制,但是存在的一个缺点就是在合成蛙,所用成本较高，尤其对于当下的一些新发现的分子筛，与之前的分子筛相比，甚至于说是昂贵，并且还需要通过导向合成，为此，导致工业成本增加。因此，对于沸石分子筛的经济效果的研究就成为各国科学家所研究的重点，需要突破成本高的问题，采用廉价的材料,

7、结合相应的导向剂，使得分子筛合成,目前,应用比较普遍的两种方法是无胺合成法和有机胺替代法。首先，无胺合成法。这种方法主要是建立在经济理论的基础之上，不仅生产方便，而且成本较低，一般情况下，其都是用廉价的材料来完成即可，不需要结构导向剂的作用。在合成时，需要加入晶种，这样做的主要目的就是为了有效地减少有机结构导向剂的用量，同时，这也是很多人关注的一个重要课题。在前期，我国的一些研究人员也曾发现了一些新的进展，如在合成体系中，加强凝胶导向剂或者是分子筛晶种，促进无胺体系中分子筛的生长，进而来达到合成果。这种研究成果具有很好的效应，其原

8、料成本较低，无论是在经济方面，还是在环保方面，其都在巨大的潜在优势。其次，有机胺替代法。这种方法的工业中的应用，其主要是建立关以往的合成经验上，来合成分子筛。据我们所知，在合成分子筛的体系结构中，要想达到所要的质量和产量，那么必须要用过量的有机胺，