分子筛催化剂

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1、绿色高分子材料论文——分子筛催化剂学院：京江学院班级：高分子1101姓名：刘铭学号：4111126020摘要:随着环保意识的增强，对清洁能源的需求不断提高，人们越来越多的研究了新型环保的催化剂。目前，分子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。1.分子筛催化剂的概述1.1、定义：指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。又称沸石催化剂。分子筛具有离

2、子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良好的热稳定性和水热稳定性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。应用最广的有X型、Y型、丝光沸石、ZSM-5等类型的分子筛。工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂。1.2、合成方法：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。2.分子筛催化剂的的发展现状1954年第一次人工合成沸石分子筛催化剂并作为吸附剂而商品化。20

3、世纪50年代人们先后合成了A型、X型和Y型分子筛。随着人们对分子筛催化剂的不断加深，美国联合碳化学公司（UCC）开发出合成沸石分子筛，继而，美国Mobil公司的研究人员开发出由ZeolitesSoconyMobil缩写命名的ZSM系列高硅铝比沸石分子筛催化剂，并形成工业化规模生产。1980年Sand合成了ZEOLON分子筛。1982年UCC（联合碳化公司）Wilson和Flanigen等首次合成20余种AlPO4和SaPO4分子筛，从而打破了沸石分子筛由硅氧四面体和铝氧四面体组成的传统观念。1982年，

4、WLSON等在水热条件下首先合成了新型微孔磷铝分子筛，这种分子筛由铝氧四面体和磷氧四面体严格有序交替排列而成，其骨架接近中性。1992年美国Mobil公司发现了M41S介孔分子筛。为了改善催化剂的催化活性，在催化剂中加入杂原子，如La、Ce、Fe、Mn、Ti、Sn。Vietze等将有机燃料加入到在磷酸铝分子筛合成中。Tang等在磷酸铝分子筛中组合了直径为0.4nm的超小的单个的碳纳米分子筛。Caro等报道了非线性硝基苯胺载体磷酸铝晶体的特性。近几年来市场对各类分子筛催化剂的需求不断增加，国内合成分子筛的

5、生产规模也不断增大。中科院大连化物所自20世纪80年代以来开展沸石分子筛的合成及改性研究工作，开发出二甲醚裂解制低碳烯烃催化剂及甲醇转化制低碳烯烃催化剂。1988年首次合成了具有十八环的VPI－5分子筛，孔径达1.3nm，实现了大孔分子筛的合成。上海骜芊科贸发展有限公司生产经营ZSM－5高硅沸石分子筛结晶粉体、疏水晶态ZSM－5吸附剂等系列分子筛。南开大学催化剂厂主要生产了NKF－5分子筛（直接法合成ZSM－5分子筛）、Bate分子筛、Y型分子筛及以其为载体的获得国家级发明奖的各类催化剂。3.常见的分子

6、筛催化剂3.1、ZSM－5分子筛催化剂ZSM－5分子筛催化剂具有独特的孔道结构和孔径尺寸、稳定的骨架和大范围可调硅铝比，有较优异的催化性能，有二维十元环孔道，孔径在0.55nm左右，热稳定性和催化活性高的特点。ZSM－5分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、催化裂化及异构化，近年来因其独特的孔道结构及表面酸碱特性，其催化反应主要在酸碱中心进行，可以用于甲醇转化为烃类过程，低碳烷烃脱氢过程。同时高硅ZSM－5分子筛为疏水性，对甲醇转化为烃类的活性和热稳定性都很好。改性的ZSM－5沸石分子筛更能提高其催化性能。Z

7、SM－5沸石分子筛的改性方法有水蒸气改性、离子交换改性、化学气相沉积改性。水蒸气改性是通过改变分子筛的硅铝比来达到改性的目的。ErofeevVI等报道，高硅ZSM－5沸石经过高温水热处理后，其酸性中心将重新分布，原有的强酸中心基础上产生了弱Ｌ酸中心，有利于提高Ｃ２～Ｃ４低碳烯烃的选择性，低焦炭收率。在陈洪林等的基础上，通过原位两步晶化法，合成了含有ZSM－5和Ｙ沸石的复合分子筛催化剂ZSM－5／Y。3.2、MCM分子筛催化剂MCM系列催化剂属于介孔催化剂，它的介孔是无序、无定形的，它们的孔道是有序排列，

8、且孔径大小分布很窄。在经过优化合成条件或后处理后，具有一定的水热稳定性、很好的热稳定性、比表面积较大（＞400m2／g）、孔隙率较高、颗粒外形规则、组成可调等特点，且可在微米尺度内保持高度的孔道有性。胡灯红、郑华均对MCM－41介孔分子筛催化剂进行了改性研究。为了满足大分子反应的需要，增大中孔分子筛的孔径已成为对其研究的热点，它可以通过改变模板剂、添加增孔剂、调节表面活性剂的碳链长度、添加辅助剂等方法对其进行改性。MCM－41型介孔分子筛催