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1、石油科學(xué)通報(bào)2016年6月第1卷第1期創(chuàng)刊號(hào):164-170介孔分子篩材料合成的研究進(jìn)展1*2高雄厚,杜曉輝1中國(guó)石油石油化工研究院,北京1001952中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心,蘭州730060*通信作者,gaoxionghou@petrochina.com.cn收稿日期:2016-05-03摘要介孔分子篩材料含有豐富的介孔,它不僅具備微孔分子篩良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的選擇性和活性,而且由于介孔的引入改善了其對(duì)大分子的吸附和擴(kuò)散性能,成為多孔催化材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。合理地調(diào)節(jié)孔道結(jié)構(gòu)與表面酸性,成為提高分子篩反應(yīng)效率、延長(zhǎng)
2、其使用壽命的有效途徑。本文從介孔分子篩材料的合成方法角度,重點(diǎn)概述了介孔Y型分子篩以及介孔ZSM-5分子篩制備方法的研究現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞介孔材料;Y型分子篩;ZSM-5分子篩;微-介孔0引言文從介孔分子篩材料的合成方法角度,概述介孔Y型分子篩以及介孔ZSM-5分子篩制備方法的研究現(xiàn)狀。隨著科技發(fā)展的日新月異,人們對(duì)天然沸石的微觀結(jié)構(gòu)有了更多的了解,發(fā)現(xiàn)了微結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)點(diǎn)和1介孔分子篩的合成方法應(yīng)用前景,同時(shí)人工合成的適用于不同領(lǐng)域和生產(chǎn)環(huán)[4]境下的分子篩新材料如雨后春筍般地出現(xiàn),介孔分子20世紀(jì)90年代Kresge等采用水熱法首次合成篩就是其中之一
3、。按照國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)出M41S系列介孔分子篩。在此基礎(chǔ)上人們對(duì)介孔分(IUPAC)的定義,把孔道尺寸在2~50nm之間具有規(guī)子篩的合成方法進(jìn)行了大量的研究工作。合成方法從[5-6]則孔道結(jié)構(gòu)的物質(zhì)稱為介孔材料。介孔材料具有的孔水熱法發(fā)展到室溫合成、微波合成等方法,所采用[7-9]道結(jié)構(gòu)使得它在大分子吸附等催化反應(yīng)中發(fā)揮出重要的模板劑由傳統(tǒng)表面活性劑發(fā)展到各種類型,都是作用,而這些反應(yīng)在微孔材料上是很難完成的。相對(duì)為了簡(jiǎn)化合成方法、降低合成成本和提高介孔分子篩于大孔材料而言,它又具有較高的比表面積;因此,的穩(wěn)定性,并且使所合成的介孔分子篩
4、具有不同的性介孔材料在催化反應(yīng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,特別是在大能。到目前為止,介孔分子篩材料主要通過(guò)合成法以[10]分子參與的反應(yīng)中,有序介孔材料顯示出特有的優(yōu)于及后處理法得到。微孔分子篩的催化活性。1.1介孔材料的沸石化[1-3]近年來(lái)的研究表明,采用不同方法制備的介孔沸石分子篩,由于既具有微孔沸石的強(qiáng)酸性和高的介孔材料沸石化是指在使用分子微孔導(dǎo)向模板劑水熱穩(wěn)定性,同時(shí)其介孔孔道又有利于大分子的傳質(zhì)、的作用下晶化無(wú)定形有序介孔材料。使用微孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)擴(kuò)散以及參與反應(yīng),因此表現(xiàn)出優(yōu)異的反應(yīng)性能。本向劑浸漬介孔材料,在適當(dāng)條件下進(jìn)行水熱處理,使引用格式:高
5、雄厚,杜曉輝.介孔分子篩材料合成的研究進(jìn)展.石油科學(xué)通報(bào),2016,01:164-170GAOXionghou,DUXiaohui.Overviewofsynthesisofmesoporouszeoliticmaterials.PetroleumScienceBulletin,2016,01:164-170.doi:10.3969/j.issn.2096-1693.2016.01.011?2016中國(guó)石油大學(xué)(北京)清華大學(xué)出版社有限公司http://sykxtb.cup.edu.cn介孔分子篩材料合成的研究進(jìn)展165[11]介孔孔壁部分晶化形
6、成有序介孔材料。介孔材料沸進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生介孔。硝酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸和草酸、石化的另一種方法是以無(wú)定形介孔的矩陣作為沸石前檸檬酸等有機(jī)酸都可以用來(lái)脫鋁。酸的類型和分子篩驅(qū)體或以納米晶作為支撐,在高溫條件下,將預(yù)制好的結(jié)構(gòu)都對(duì)脫鋁效率有很大的影響。的介孔材料浸漬沸石晶種,獲得半晶化的分子篩介孔化學(xué)處理脫鋁通過(guò)使用螯合劑EDTA,能較快速[12][13]層。On等使用介孔尺寸為16nm左右的無(wú)定形地去除骨架中的鋁,但會(huì)導(dǎo)致部分結(jié)構(gòu)破壞甚至坍塌;介孔泡沫氧化硅材料(MCF),浸漬后得到了與ZSM-5或使用六氟硅酸銨和四氯化硅對(duì)分子篩進(jìn)行硅同形取[14]或N
7、aY沸石晶體的復(fù)合材料。Majano等在含鋁源和代鋁,不僅可以避免局部過(guò)度脫鋁和表面硅沉積的發(fā)有機(jī)模板劑的溶液中用蒸汽輔助轉(zhuǎn)化無(wú)定形硅聚集體,生,而且得到的分子篩產(chǎn)品骨架硅鋁分布均勻,且富制備了組裝納米沸石,晶化后材料出現(xiàn)9.5nm左右的含介孔。晶粒間介孔。1.3.2分子篩骨架脫硅與分子篩骨架脫鋁相似,脫硅也可以引入介孔,1.2雙模板法特別在處理高硅鋁比分子篩時(shí)非常有效。而堿濃度、雙模板法合成策略是將微孔模板劑和介孔模板劑處理溫度和時(shí)間對(duì)分子篩介孔的形成影響甚大;大多[15]與硅鋁酸鹽前驅(qū)體混合。Kloetstra等使用包含了Y數(shù)無(wú)機(jī)堿如NaAl
8、O2、Na2CO3、NaOH等都可以用來(lái)進(jìn)型分子篩和介孔氧化硅MCM-41兩種模板的凝膠相,行分子篩脫硅。通過(guò)控制鈉的濃度并誘導(dǎo)NaY結(jié)