多孔沸石分子筛材料

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1、多孔沸石分子筛材料天津大学1.沸石分子筛的发展历史1756年瑞典矿物学家Cronstedt发现天然硅铝酸盐矿物；1840年Damour首先注意到沸石晶体具有可逆的吸脱水作用；1858年Eichhorn发现天然沸石与土壤一样有离子交换性质；1862年St.Claire-Deville首次用水热方法合成了插晶菱沸石；1930年Taylor和Pauling用X射线方法测定了第一个沸石晶体结构；1932年McBain最早提出了“分子筛”这个专用名词；20世纪3040年代英国科学家Barrer在沸石的吸附和水热合成方面进行了大量引人注目的开创性

2、研究，对已知的沸石按其对不同尺寸分子分能力进行了系统的分类；1948年Barrer首次报道了天然丝光沸石的人工合成；19491954年间Milton和Breck研制了一系列有工业应用价值的沸石，称之为LindeA，X和Y型沸石；1.沸石分子筛的发展历史1962年MobilOil公司将合成X型沸石用于制造催化裂化催化剂；1964年Breck成功地合成与开发Y型沸石，且在催化转化发挥了极为重要的作用；19671969年MobilOil公司发明了制备高硅和ZSM-5沸石的方法；1982年Wilson等报道了AlPO4分子筛的研究，随后又

3、介绍了与其相似的SAPO、MeAPO、MeAPSO、ElAPO、ElAPSO分子筛；1983年Taramasso成功合成了钛硅分子筛，称为TS-1；1988年Davis成功合成了具有十八元环的VIP-5分子筛；1992年Kresge用表面活性剂合成了一系列全新的MCM介孔分子筛；20世纪90年代Estermann和徐如人分别报道了两种新的具有二十元环的超大孔Cloverite和JDF-20分子筛；2.沸石分子筛的组成与结构2.1沸石分子筛组成：沸石晶胞的化学式：M2/nO•(Al2O3)•m(SiO2)•pH2OM----金属阳离子或有

4、机阳离子；n----金属阳离子的价数；m----SiO2摩尔数，数值上等于SiO2与Al2O3的摩尔比，又简称硅铝比；p----H2O的摩尔数。2.1沸石分子筛的结构初级结构单元(TO4四面体):硅氧四面体和铝氧四面体相互联结时遵守如下规则：(a)四面体中的每个氧原子都是共用的;(b)相邻的两个四面体之间只能共用一个氧原子;(c)两个铝氧四面体不直接相联.2.1沸石分子筛的结构次级结构单元：由(SiO4)或(AlO4)通过氧桥形成的环状结构。多元环的最大直径2.1沸石分子筛的结构笼--通过氧桥连接成具有三维空间的多面体，多面体呈中空的笼

5、状，也有称为空腔。是构成各种分子筛的主要结构单元。笼有多种多样，如六方柱笼、立方体笼、笼、笼、笼、八面沸石笼等。笼再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。六方柱笼结构特征：由六个四元环和两个六元环组成。由六个四元环组成。立方体笼结构特征：笼结构特征：笼可以看作为在离八面体每个顶角1/3处削去六个角而形成的。在削去顶角的地方形成六个四元环。原来八个三角面变成六元环，顶点成了24个(即24个硅铝原子)。笼进一步连接构成A型、X型和Y型分子筛。笼结构特征：以笼为结构单元，将笼置于立方体的8个顶点上，相互之间以四元环通过立方体笼连

6、接起来，而形成的一个新的更大的笼叫笼。8个笼和12个立方体笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫笼。笼总共由12个四元环、8个六元环和6个八元环组成的26面体。2.3几种常用的分子筛A型分子筛:Na96[Al96Si96O384]216H2OA型分子筛是8个笼和12个立方笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫笼。它是A型分子筛的主晶穴。笼与笼之间通过八元环互相连同，其直径约为0.4nm，故称4A分子筛。当A型分子筛中的Na+有70%以上被Ca2+交换，八元环的孔径增至为0.5nm，称5A分子筛。当A型分子筛中的Na+有70

7、%以上被K+交换，八元环的孔径减小为0.3nm，称3A分子筛。八面沸石和X、Y型分子筛：八面沸石的名称来自于天然矿物。人工合成的X和Y型分子筛的晶体结构与八面沸石的结构相同。X、Y分子筛的区别只在于硅铝比的不同Si/Al=1-1.5为X型，1.5-3.0为Y型；理想晶胞组成：X型Na86[Al86Si106O384]264H2OY型Na56[Al56Si136O384]264H2OX和Y型分子筛的结构单元与A型分子筛相同，也是8个笼，只是排列方式不同。在X和Y型分子筛中，笼是按金刚石晶体式样排列的，金刚石结构中的每一个碳原子由一

8、个笼代替，相邻的笼通过六元环以T-O-T键联结。笼按上述方式联结时围成了一个二十六面体笼，称为八面沸石笼或超笼，直径1.8nm，是八面沸石的主要孔笼.ZSM-5分子筛：理想晶胞组成：Nan[AlnSi