分子筛催化剂的研究进展

分子筛催化剂的研究进展
分子筛催化剂的研究进展

课程报告

课程名称工业催化

专业化学工程与技术学号201610151529 姓名黄玲

沸石分子筛催化剂的研究与进展

摘要:本文主要介绍了沸石分子筛催化剂的结构、工业应用及发展前景,并对新型沸石分子筛催化剂的研究作了简要介绍.

关键词:沸石分子筛;催化剂;工业应用

第一章概述

1.1分子筛

分子筛是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料,可用于吸附气体或液体.最初的分子筛是天然沸石,即Si和A1组成的品体化合物.足够小的分子可以通过孔道被吸附,而更大的分子则不能.同时,分子筛也是一种多功能的催化剂,对反应原料和产物有筛分作用,已广泛用于石油化工和精细化上生产中.

1.2沸石分子筛的结构

沸石分子筛是一族结晶性硅铝酸盐的总称[1].沸石最基本的结构是由(SiO

)四面

4 )四面体.相邻的四面体由氧桥连结成环,环有大有小,按成环的氧原子体和(AlO

4

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

)四面体的负电荷,利用加热或含有结晶水和阳离子,这些阳离子用来中和(AlO

4

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.

1.3沸石分子筛的催化机理

沸石分子筛在各种不同的酸性催化反应中,能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,酸度及其酸强度分布是分子筛的重要参数.研究表明,分子筛中B酸来源于骨架四面体铝,而L酸主要来源于非骨架六面体铝, 所以分子筛Al的含量及其分布与分子筛的表面酸性物质密切相关,故可采用分子筛的脱铝和补铝等二次水热处理,得到理想的硅铝比的分子筛.此外,分子筛的酸性还受取代金属离子影响,由于多价金属离子的水解作用,导致催化剂表面酸中心重新分布. 此外,在 1960 年首次提出了择形催化的概念,即催化反应的选择性取决于分子与孔径的相应大小,尤其对于中孔沸石.

第二章沸石分子筛催化剂的应用

2.1石油化工中的应用

2.1.1催化裂化(FCC)

用掺杂了铈和镧的Y型分子筛可将重油转化成中等的馏分及高辛烷值汽油[2].由我国石油化工科学研究院研发成功ZRP-1择形分子筛含有稀土元素和磷元素,在苛刻水热条件处理时,具有良好的结构稳定性,又具有特别优异的水热活性稳定性,在催化裂解等烃类转化技术中也显示出良好的择形催化性能.

2.1.2加氢裂化

这是一个“环境友好”过程.含Pt或Pd的SAPO-11和SAPO-41催化剂可以使重油同时进行加氢裂化和异构化反应,从而降低油品的粘度和倾点,得到具有较好流动性的油品.

2.2精细有机合成中的应用

2.2.1 烷基化反应

由长链烯烃和苯进行烷基化反应,一般分子筛催化剂对于芳烃烷基化反应均有较高的活性,但其产物的选择性较差,催化剂的稳定性不高,容易结焦失活,通过对分子筛进行改性处理可以改善其催化性能.由萘直接烷基化制备合成 2,6-二甲基萘是最合理的技术路线,但二烷基萘的异构体有10个,其物化性能很相近,以Zn改性的β分子筛催化剂达到了择形烷基化的效果[3].

2.2.2 氧化反应

钛硅沸石最重要的功能是对于有机物有优异的选择氧化性能(以H

2O

2

为氧化

剂),并且不会产生过度氧化现象.该类反应对H

2O

2

浓度要求不高,反应条件温和,

主产物收率高,反应几乎以化学计量关系进行,可用于饱和烃的氧化.

2.3其他

在洗涤剂中,它用于取代磷酸盐.它还用作吸附剂,用于物料的净化和分离.在环境保护方面,它用于燃料气的SCR工艺.另外,5A分子筛负载纳米镍铈粒子在气相中的苯加氢反应,分子筛催化乙醇脱水制乙醚,ZSM-5分子筛催化合成乙撑胺和哌嗪均有报道。

第三章发展前景及新型沸石分子筛催化剂的研究

3.1 发展前景

进入21世纪以来,石油化工的发展面临资源短缺的巨大挑战,采用新工艺、新技术、新材料,追求石油化工过程的节能降耗已经成为石油化工发展的必然趋势,同时开发以煤炭、天然气、生物质原料制备石油化工产品的新工艺以解决资源短缺问题是近年来的研究热点.另外,清洁生产、环保与温室气体减排与转化也是当今国家关注的重点.面对这些国家、行业和市场的发展需求,分子筛催化面临着如何进一步提高催化剂性能与效率、催化剂设计与制备是否达到可控、如何进一步提高合成经济性、分子筛的催化新应用等诸多问题和挑战。国内外分子筛研究者也正围绕这些问题和难点在努力探索和研究。

3.2 新型沸石分子筛的研究

沸石分子筛是酸碱反应中的重要催化剂.随着我国石油化工的迅速发展,要求我们尽快合成出新型的沸石分子筛。近期,有资料报道,在合成ALPO

系列分子

4

筛时,得到了新型沸石。

参考文献

[1]田红丽,刘荣杰.沸石分子筛催化剂及其应用[J].广东化工,2013,17(40):259

[2]王尚弟,孙俊全.催化剂工程导论[M].北京:化学工业出版社,2001.

[3]李淑勋,袁兴东,亓玉台等.β分子筛催化剂催化合成2,6-二甲基萘[J].石油化工,2002,31(10):811-814.

【CN109967120A】沸石分子筛担载铁基催化剂的制备方法及其应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910173800.6(22)申请日 2019.03.08 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号(72)发明人 王亮 马润苑 肖丰收 (74)专利代理机构 杭州中成专利事务所有限公 司 33212 代理人 周世骏(51)Int.Cl. B01J 29/85(2006.01)B01J 29/46(2006.01)B01J 29/14(2006.01)B01J 29/76(2006.01)C07C 5/333(2006.01) C07C 15/46(2006.01)C07C 13/20(2006.01)C07C 49/447(2006.01)C07C 45/27(2006.01)C07C 13/38(2006.01)C07C 13/567(2006.01)C07C 49/603(2006.01)C07C 45/34(2006.01) (54)发明名称 沸石分子筛担载铁基催化剂的制备方法及其应用(57)摘要 本发明涉及光催化剂制备和应用领域,旨在提供一种沸石分子筛担载铁基催化剂的制备方 法及其应用。包括: 将沸石分子筛分散于水中,再加入铁源,在80℃和搅拌条件下进行离子交换6~24小时;取出反应产物,洗涤、干燥后置于马弗炉中,在400~600℃条件下焙烧4~10小时,得到沸石分子筛担载铁基催化剂。本发明制备过程中采用的原料价格较低、制备过程简单。所得沸石固载光催化剂中,铁颗粒分散在沸石分子筛上,且铁的含量可控,质量分数在0.1-99%范围内可调,分子筛孔道结构也可调,可以根据中间体选择合适的孔道结构。所得催化剂在烃类氧化的应用中,对反应条件要求不严格,仅在以氧气为氧源常温下就可以实现反应,还有很高的转化率和 选择性。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 109967120 A 2019.07.05 C N 109967120 A

分子筛的结构应用说明

1.分子筛的概念 分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为 Mx/n ?ZH2O 式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是AlO2的分子数,y是SiO2分子数,Z是水分子数,因为AlO2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时,M的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。 常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,Y-型分子筛;丝光型沸石(-M型);高硅型沸石,如ZSM-5等。分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,也属于固体酸类。近20年来在工业上得到了广泛应用,尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。 2.分子筛的结构特征(1)四个方面、三种层次: 分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4),它们构成分子筛的骨架。相邻的四面体由氧桥连结成环。环是分子筛结构的第二个层次,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等。环是分子筛的通道孔口,对通过分子起着筛分作用。氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多面体。各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。多面体有中空的笼,笼是分子筛结构的重要特征。笼分为α笼,八面沸石笼,β笼和γ笼等。 (2)分子筛的笼: α笼:是A型分子筛骨架结构的主要孔穴,它是由12个四元环,8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为7603。α笼的最大窗孔为八元环,孔径0.41nm。 八面沸石笼:是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴,由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体,笼的平均孔径为1.25nm,空腔体积为8503。最大孔窗为十二元环,孔径0.74nm。八面沸石笼也称超笼。 β笼:主要用于构成A型、X-型和Y型分子筛的骨架结构,是最重要的一种孔穴,它的形状宛如有关削顶的正八面体,空腔体积为1603,窗口孔径为约0.66nm,只允许NH3、H2O等尺寸较小的分子进入。 此外还有六方柱笼和γ笼,这两种笼体积较小,一般分子进不到笼里去。 不同结构的笼再通过氧桥互相联结形成各种不同结构的分子筛,主要有A-型、X型和Y型。(3)几种具有代表性的分子筛 A型分子筛 类似于NaCl的立方晶系结构。若将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来就得到A-型分子筛的晶体结构。8个β笼联结后形成一个方钠石结构,如用γ笼做桥联结,就得到A-型分子筛结构。中心有一个大的α的笼。α笼之间通道有一个八元环窗口,其直径为4?,故称4A分子筛。若4A分子筛上70%的Na+为Ca2+交换,八元环可增至5?,对应的沸石称5A分子筛。反之,若70%的Na+为K+交换,八元环孔径缩小到3?,对应的沸石称3A分子筛。 X-型和Y-型分子筛 类似金刚石的密堆六方晶系结构。若以β笼为结构单元,取代金刚石的碳原子结点,且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结,即用4个六方柱笼将5个β笼联结一起,其中一个β笼居

分子筛催化剂

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Zeolites Socony Mobil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,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

分子筛催化剂

伴随着工业革命的大潮,碳材料的应用越来越广泛,从最初的过滤杂质逐渐发展到分离不同组份。与此同时,随着技术的进步,人类对物质的加工能力也越来越强。那么什么是分子筛催化剂?为此,安徽天普克环保吸附材料有限公司为大家总结了相关信息,希望能够为大家带来帮助。 分子筛催化剂又称沸石催化剂,指以分子筛为催化活性组分或主要活性组分之一的催化剂,工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂,它属于固体酸催化剂。此外,常用的还有具双功能催化作用的载金属分子筛催化剂,如钯-超稳Y型分子筛加氢裂化催化剂。 催化性质按分子筛的催化性质,可分为分子筛固体酸催化剂、金属分子筛双功能催化剂和分子筛择形催化剂三大类。按分子筛的类型分类,则分子筛催化剂的分类和分子筛的分类相同。 分子筛催化剂中通常只含有5%~15%的分子筛,其余部分可称为基质,通常由难熔性无机氧化物或其混合物和粘土组成。基质的作用是使分子筛良好分散,使分子筛易于粘结成形,甚至可使分子筛的

热稳定性得到提高。在催化过程中基质还起到热载体的作用。制造催化剂时,分子筛原粉通常经胶体磨研磨后混入基质的胶体中,用喷雾、挤条或其他方法成形,再经干燥、焙烧等步骤最后制成催化剂。 安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限公司直属公司,本公司成立于2004年,由于生产量扩增,本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。 二期工程将建成4000吨分子筛生产线。公司全面推行ISO9001质量管理体系,建有现代化的实验室和质量控制中心。现有工程技术人员20人,其中工程师8人。 产品系列化、经营多元化,这些都是企业的发展方针,而OEM----更是公司多年的经营模式,并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业,我们的客户群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客

微孔分子筛催化剂的制备及应用

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2 银川能源学院 工业催化 学生姓名席坤 学号 指导教师王伟 院系石油化工学院 专业班级能源化工1302班 微孔分子筛催化剂的制备及应用 ) 摘要:微孔分子筛具有表面积大、水热稳定性高、微孔丰富均一、表面性质可调等性能,被广泛地用作催化剂。分子筛作为催化剂常应用在石油化工、有机中间体的合成和物质 的分离中。本文主要是简述了一下微孔分子筛催化剂及对微孔分子筛的改进方法和分子 筛催化剂在不同反应中的应用。 关键词:催化剂;微孔;分子筛;应用 一、引言 分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物,具有均匀的微孔结构,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛”分子的作用,故称分子筛。根据形成的孔径的大小,国际纯粹与应用化学协

会(IUPAC)定义:微孔(小于2nm),介孔(2~50nm),大孔(大于50nm)三类。分子筛到现在通过各种方法合成的新型分子筛,人们已经从结构,性质,作用原理等各个方面全面认识了分子筛。根据不同的需要合成具有不同功能的分子筛材料,不同种多性能的分子筛被越来越多的人研究[1]。因此分子筛也不再局限于由硅氧四面体和铝氧四面体组成的阴离子骨架硅铝酸盐体系 ,而是泛指一类具有规则孔结构的结晶无机固体。这些具有新型组成和结构的分子筛进一步扩大了微孔分子筛的应用和发展空间。分子筛作为催化剂特别具有活性高,选择性好,稳定性和抗毒能力强等优点。近年来,它作为一种化工新材料发展得很快,应用也日益广泛。特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用[2]。 二、微孔分子筛的合成方法[3] 传统的微孔分子筛合成方法有:水热体系合成法,非水体系合成法,蒸汽相体系合成法,干粉体系合成法,微波法,高温焙烧法,向导剂法等等。 1、水热体系合成法 又称水热晶化法,是将硅源、铝源、碱(有机碱和无机碱)和水按一定比例合,放入反应釜中,在一定温度下晶化而制备沸石晶体。通常低硅铝比沸石是在低温水热体系中合成的,而高硅铝比的沸石于高温水热体系中合成。 2、非水体系合成法 非水体系合成法于本世纪八十年代初期由Bibbq和Dale[19]开创。它不以水为溶剂,而代之以有机物作为溶剂进行沸石的合成。开辟了一条沸石合成的新途径,并为沸石的固相转变机理提供了有力的佐证。 3、蒸汽相体系合成法

分子筛催化剂的研究

分子筛催化剂的研究综述 化工0908班 学号:09110822 姓名:陈相龙

分子筛催化剂的研究 1.分子筛的发展历史及工业应用 50年代中期,美国联合碳化物公司首先生产X-型和Y-型分子筛,它们是具有均一孔径的结晶性硅铝酸盐,其孔径为分子尺寸数量级,可以筛分分子。 1960年用离子交换法制得的分子筛,增强了结构稳定性。1962年石油裂化用的小球分子筛催化剂在移动床中投入使用,19 64年XZ-15微球分子筛在流化床中使用,将石油炼制工业提高到一个新的水平。自分子筛出现后,1964年联合石油公司与埃索标准油公司推出载金属分子筛裂化催化剂。利用分子筛的形状选择性,继60年代在炼油工业中取得的成就,70年代以后在化学工业中开发了许多以分子筛催化剂为基础的重要催化过程。在此时期,石油炼制工业催化剂的另一成就是1967年出现的铂-铼/氧化铝双金属重整催化剂。 继石油炼制催化剂之后,分子筛催化剂也成为石油化工催化剂的重要品种。70年代初期,出现了用于二甲苯异构化的分子筛催化剂,代替以往的铂/氧化铝;开发了甲苯歧化用的丝光沸石(M-分子筛)催化剂。1974年莫比尔石油公司开发了ZSM-5型分子筛,用于择形重整,可使正烷烃裂化而不影响芳烃。70 年代末期开发了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子筛催化剂,取代以往的三氯化铝。80年代初,开发了从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂。在开发资源、发展碳一化学中,分子筛催化剂将有重要作用。90年代以来,现有分子筛催化剂进一步研究,具有抗中毒、择形、抗耐磨,防结焦、耐高温,引入更多金属助剂,应用更加广泛,改进Cat,使其在石化行业有更高的选择性、活性; 2、分子筛催化剂简介 具网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等,当作为层析介质时,可按分子大小对混合物进行分级分离。分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子筛分子尺寸大小(通常为0.3~2.0 nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。又称沸石催化剂,指以分子筛为催化活性组分或主要活

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分子筛催化剂的发展及研究进展 摘要:分子筛是一种具有特定空间结构的新型催化剂,具有活性高、选择性好、稳定性和抗毒能力强等优点,因此,近几十年来它作为一种化工新材料发展的很快,应用也日益广泛。特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。本文介绍了几种常见的分子筛及应用前景,并对分子筛的性能做了详尽的概述[1]。 关键词:分子筛;催化剂;应用;性能 Development and research of the molecular sieve catalyst Abstract:Zeolite is a new catalyst with specific spatial structure, with high activity, good selectivity, advantages, stability and antitoxic ability etc. Therefore, in recent decades, as a kind of new material chemical development soon, have been widely applied in. Especially as industrial catalysts in refining and petrochemical petroleum plays a very important role. This paper introduces the composition and application of molecular sieve, and the properties of molecular sieves as described in detail. Key words:Molecular sieve;catalyst;application;performance 1.分子筛的发展现状 所谓分子筛催化剂,就是将气体或液体混合物分子按照不同的分子特性彼此分离开的一类物质,实际上是一些具有实际工业价值且具有分子筛作用的沸石分子筛,构成沸石分子筛基本结构特征主要是硅氧四面体和铝氧四面体,这些四面体交错排列形成空间网状结构,存在大量空穴,在这些空穴内分布着可移动的水分和阳离子。基本组成物质为:Na2O、Al2O3、SiO2。上世纪50年代末发现小分子的催化反应可以在分子筛的孔道中进行,才使得这种材料得以迅速的发展。美国的多家公司,具有代表的是Linder公司、Exxon公司、联合碳化公司(UCC )模拟天然沸石的类型与生成条件,开发了一系列低硅铝和中硅铝的人工合成沸石。 上世纪60年代左右,上海试剂五厂开展沸石分子筛的研制开发工作,合成出A型、X型、Y型沸石分子筛。上世纪80年代,金陵石化有限公司炼油厂首次工业化生产ZSM-5沸石分子筛。已有南开大学、北京石科院、兰化炼油厂等单位纷纷开展ZSM -5沸石分子筛的开发生产,并将其广泛应用催化裂解、辛烷值助剂、柴油、润滑油降凝、芳烃烷基化、异构化及精细化工等领域。 近几年来市场对各类分子筛催化剂的需求不断增加,国内合成分子筛的规模也在不断扩大。中科院大连物化所自上世纪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。已完成中试放大实验,据称,该研究所采用改性SAPO-34分子筛催化剂可使二甲醚单程转化率大于97%,低碳烯烃选择性达90%。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NFK-5分子筛(直接法合成ZSM-5分子筛)、Beta分子筛、Y型分子筛以及以其为载体的获得国家级发明奖的各类催化剂。 2.分子筛的性能 一切固体物质的表面都有吸附作用,只有多孔物质或表面积很大的物质,才有明显的吸附效应,才是良好的吸附剂。常用的固体吸附剂活性炭、硅胶,活性氧化铝和分子筛等都有很大的表面积。其中沸石分子筛在吸附分离方面有十分重要的地位,它除了有很高的吸附量外,还有独特的选择性吸附性能。这是由于它具有规整的微孔结构,这些均匀排列的孔道和尺寸固定的孔径,决定了能进入沸石分子筛内部的分子的大小。

分子筛催化剂的解析

分子筛催化剂的解析 分子筛(又称合成沸石)是一种硅铝酸盐多微孔晶体,它是由 SiO4和AlO4四面体组成和框架结构。在分子筛晶格中存在金属阳离子(如 Na,K,Ca等),以平衡四面体中多余的负电荷。分子筛的类型按其晶体结构主要分为: A型,X型,Y型等 A型主要成分是硅铝酸盐,孔径为 4A(1A=10 -10 米),称为 4A(又称纳A型)分子筛;用Ca2+交换4A分子筛中的Na+,形成5A的孔径,即为5A(又称钙A型)分子筛;用K+交换4A分子筛的Na+,形成3A的孔径,即为3A(又称钾A型)分子筛。 X型硅铝酸盐的晶体结构不同(硅铝比大小不一样),形成孔径为 9—10A的分子筛晶体,称为 13X(又称钠X型)分子筛;用Ca2+交换13X分子筛中的Na+,形成孔径为9A的分子筛晶体,称为 10X(又称钙X型)分子筛。 沸石分子筛是一类由硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子相互连接成骨架结构、并具有均匀晶内孔道的晶态微孔材料。通常,天然的和人工合成的沸石分子筛指的是硅铝酸盐。 1 分子筛的应用领域 沸石分子筛不仅可应用于催化、吸附、分离等过程,还可用于微激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域,并在药物化学、精细化工和石油化工等领域有着广阔的应用前景。 分子筛主要应用品种有 3A、4A、5A 、13X以及以上述为基质的改性产品。 3A分子筛用途:各种液体(如乙醇)的干燥;空气的干燥;制冷剂的干燥;天然气、甲烷气的干燥;不饱和烃和裂解气、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。 4A分子筛用途:空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥;氩气的制取和净化;药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥;油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。 5A分子筛用途:变压吸附;空气净化脱水和二氧化碳。 13X分子筛用途:空气分离装置中气体净化,脱除水和二氧化碳;天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫;一般气体深度干燥。 改性分子筛可用于有机反应的催化剂和吸附剂。 2分子筛催化剂的发展历史 分子筛的起源可追溯到1756年,首次在玄武岩的孔洞中发现了天然微孔硅铝酸盐,天然沸石。1840年,发现天然沸石具有可逆地吸水一脱水的性能,并且在加热过程中,它的透明度和结晶形状不发生变化。于是,天然沸石的微孔性及其在吸附、离子交换等方面的能引起了研究者的关注。1858年,根据泡沸石脱水晶体可以分离不同大小分子的性能,成功地实现了异构烷烃和正烷烃的分离。1925年,人们发现菱沸石能迅速吸附水、乙醇和甲酸蒸气,而基本上不吸收丙酮、乙醚和苯,再次证实了沸石的分子筛分作用。于是,沸石分子筛这一不仅代表其组成,而且代表着其作用的名称便产生了。研究者最初主要把沸石分子筛用作流体干燥和净化过程的吸附剂与干燥剂,后来也用于流体的分离。 20世纪50年代中期至80年代初期,是分子筛科研、应用及产业发展的全盛时期。1960年,提出了分子筛规整结构的“择形催化”概念,1962年,X型沸石分子筛首次用于催化裂化过程,此阶段发现的低、中硅铝比(SiO2/A1203≤10)的A型、X型、Y型、丝光沸石等称为第一代分子筛。 20世纪70年代,美国美孚石油公司开发的以ZSM一5为代表的高硅三维交叉直通道的新结构沸石分子筛称为第二代分子筛。如ZSM一5、ZSM一11、ZSM一12等,这些高硅分子筛水热稳定性高,亲油疏水,绝大多数孔径在0.6nm左右,对甲醇及烃类转化反应有良好的活性及选择性,此类分子筛的开发,促进了分子筛及微孔化合物结构与性质的研究,也大大推动了分子筛应用方面的研究。 联碳(UCC)公司于80年代开发了非硅、铝骨架的磷铝系列分子筛联碳(UCC)公司于80

分子筛催化剂

分子筛催化剂

分子筛催化剂及其进化柴油机尾气的研究 一、分子筛催化剂 1、分子筛的相关解释 分子筛, 常称沸石或沸石分子筛, 按经典的定义为“是具有可以被很多大的离子和水分占据孔穴(道) 骨架结构的铝硅酸盐”。照传统定义,分子筛是具有均一结构,能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。狭义讲,分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键连相连形成孔道和空隙体系,从而具有筛分分子的特性。基本可分为A、X、Y、M和ZSM几种型号,研究者常把它归属固体酸一类。 2、分子筛催化剂的分类及其特点 分子筛按孔道大小划分,分别有小于2 nm、2—50 nm和大于50 nm的分子筛,它们分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。分子筛根据孔径大小可分为微孔、介孔和大孔分子筛3 大类。微孔分子筛具有强酸性和高水热稳定性等优点和特殊“择形催化”性能,但也存在着孔径狭窄、扩散阻力大等缺点,从而大大限制了在大分子催化反应中的应用。介孔分子筛具有比表面积高、吸附容量大、孔径大等特点,在一定程度上解决了传质扩散限制问题,但其酸性较弱且水热稳定性较差,导致其工业应用受到了限制。为了解决上述问题,研究人员开发了多级孔分子筛,该分子筛结合了介孔和微孔分子筛的优点,在石油化工领域具有不可估量的应用前景。 3、分子筛的催化特性 (1)催化反应的活性要求: 比表面积大,孔分布均匀,孔径可调变,对反应物和产物有良好的形状选择;结构稳定,机械强度高,可耐高温(400~600℃),热稳定性很好,活化再生后可重复使用;对设备无腐蚀且容易与反应产物分离,生产过程中基本不产生“三废”,废催化剂处理简单,不污染环境。如择形催化的研究体系,几乎包括了全部的烃类转化和合成,还有醇类和其它含氮、氧、硫有机化合物以及

分子筛在石油加工中的应用和作用

七月四号星期四 分子筛在石油加工中的应用和作用 分子筛在石油化工中最主要的用途是催化作用。工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂。使用分子筛催化的优点是活性高,选择性高,稳定性好,抗毒能力强。择形催化是一种将化学反应与分子筛吸附及扩散特性结合的科学,通过它可以改变已知反应途径及产物的选择性。导致择形催化的机理有两种,一种是由孔腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的,称为质量传递选择性;另一种是由催化反应过度态空间限制引起的,称为过渡态选择性。择形催化有四种形式:反应物择形催化(当反应混合物中某些能反应的分子因太大而不能扩散进入催化剂孔腔内,只有那些直径小于内孔径的分子才能进入内孔,在催化活性部分进行反应);产物的择形催化(当产物中某些分子太大,难于从分子筛催化剂内孔中扩散出来);过渡态限制的选择性(反应物和产物都不受催化剂窗口孔径扩散的限制,只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间,才能形成相应的过渡态);分子交通控制的择形催化(在具有两种不同形状和大小孔道分子筛中,反应物可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位,进行催化反应,而产物分子则从另一孔道扩散出去,尽可能地减少逆扩散,从而增加反映速率)。分子筛对烯烃聚合有较好的催化作用,其活性为:异丁烷>丙烷>乙烯。在实际应用中可以把分子筛做成不同孔径以针对特定的反映。 分子筛吸湿能力极强,因此被广泛的用作干燥剂。吸收器油可用于分子筛干燥,使原来环境温度下操作的油吸收设备能转变为更有效的,在低温下操作的回收设备,油中存在的水分在一定的低温下生成碳氯化合物的水化物,引起堵塞和污染。分子筛的吸水作用会使水分减少,吸收器可在相对较高的温度下工作。在氟化氢或硫酸的烷化反应中,应用分子筛干燥原料可改善腐蚀和降低酸耗。分子筛可循环利用,吸水后,可在干燥箱250-300度干燥4小时以上,可以除掉绝大部分水分(再生不彻底)或者先用干燥箱150度干燥1小时,再用高温马弗炉500-550度焙烧1小时,可以除掉结晶水(再生完全)。 分子筛也可以做吸附剂,以除去硫化物。在二氧化碳含量较高的小储藏量的酸气井中,,天然气用分子筛吸附脱硫极为有利,通常用碱性吸收井不经济,分子筛对硫化氢的选择性比二氧化碳高。可用仪器自动控制,操作距离更远更安全。轻质碳氢化合物气流用分子筛液相吸附脱硫, 可得良好效果, 因为硫化合物的极性

分子筛催化剂及其作用机理

分子筛催化剂及其作用机理 1.分子筛的概念 分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为 Mx/n[(AlO2)x?(SiO2)y] ?ZH2O 式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是AlO2的分子数,y是SiO2分子数,Z是水分子数,因为AlO2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时,M的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。 常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,Y-型分子筛;丝光型沸石(-M型);高硅型沸石,如ZSM-5等。分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,也属于固体酸类。近20年来在工业上得到了广泛应用,尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。 2.分子筛的结构特征 (1)四个方面、三种层次: 分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4),它们构成分子筛的骨架。相邻的四面体由氧桥连结成环。环是分子筛结构的第二个层次,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等。环是分子筛的通道孔口,对通过分子起着筛分作用。氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多面体。各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。多面体有中空的笼,笼是分子筛结构的重要特征。笼分为α笼,八面沸石笼,β笼和γ笼等。 (2)分子筛的笼: α笼:是A型分子筛骨架结构的主要孔穴,它是由12个四元环,8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[Å]3。α笼的最大窗孔为八元环,孔径0.41nm。 八面沸石笼:是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴,由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体,笼的平均孔径为 1.25nm,空腔体积为850[Å]3。最大孔窗为十二元环,孔径0.74nm。八面沸石笼也称超笼。 β笼:主要用于构成A型、X-型和Y型分子筛的骨架结构,是最重要的一种孔穴,它的形状宛如有关削顶的正八面体,空腔体积为160[Å]3,窗口孔径为约0.66nm,只允许NH3、H2O等尺寸较小的分子进入。 此外还有六方柱笼和γ笼,这两种笼体积较小,一般分子进不到笼里去。 不同结构的笼再通过氧桥互相联结形成各种不同结构的分子筛,主要有A-型、X型和Y型。 (3)几种具有代表性的分子筛 A型分子筛 类似于NaCl的立方晶系结构。若将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来就得到A-型分子筛的晶体结构。8个β笼联结后形成一个方钠石结构,如用γ笼做桥联结,就得到A-型分子筛结构。中心有一个大的α的笼。α笼之间通道有一个八元环窗口,其直径为4Å,故称4A分子筛。若

分子筛催化剂的前沿进展

分子筛催化剂的前沿进展 随着环保意识的增强,对清洁能源的不断提高,人们越来越多研究环保型催化剂。目前,分子筛催化剂在炼油行业和化工行业都广泛应用,如催化裂化、低碳烯烃转化、芳烃的烷基化、烃类异构化、烃类芳构化、酯化反应、甲醇转化为烯烃、酮醛缩合、聚合缩合乙酰化、异构脱蜡及光催化等反应。分子筛载体及催化剂的合成方法主要有以下几种:水热晶化法、微波辐射合成法、离子热合成法、超声波合成法、固相合成法、气相转移合成法、干胶法及软硬模板法。分子筛具有稳定的骨架结构、可调变的孔径、较高的比表面积和吸附容量,在催化领域引起广泛的关注。近年来,不少学者通过改变骨架元素组成、调控分子筛孔径尺寸及表面物化性质,使得分子筛品种不断增加、结构更加丰富、性能更齐全。此外,分子筛催化剂在石油炼制、有机合成、废水处理和气体吸附与分离等方面取得了成功,反映了分子筛基催化材料具备良好的应用潜力。 1分子筛的发展现状 上世纪50 年代末发现小分子的催化反应可以在分子筛的孔道中进行,才使得这种材料得以迅速的发展。美国的多家公司,具有代表的是Linder 公司、Mobil 公司、Exxon 公司、联合碳化公司(UCC)模拟天然沸石的类型与生成条件,开发了一系列低硅/铝和中硅/铝的人工合成沸石,如:A,X,Y,MOR,L沸石等。 从20 世纪50 年代末进入了沸石材料发展的全盛时期,不同硅铝比的沸石得以全面开发,大大推动了沸石的应用和产业化发展。然而,低硅铝比沸石存在热稳定性、水热稳定性差和酸强度低等缺点,阻碍了沸石的工业应用。1961 年,Barrer R. M.和Denny P. J.将有机季铵碱引入沸石合成体系中,合成出一批高硅沸石,并提出了模板剂的概念。随后,大量的有机分子被用作模板剂(或结构导向剂),合成出了很多新的拓扑结构的沸石。60 年代末期,有机碱引入沸石合成中,合成出大量的高硅铝比沸石分子筛,还得到了全硅分子筛ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-34、ZSM-39、ZSM-48。这类沸石特点是保持空旷的骨架结构,具有优良的择形催化性能、较高的抗酸性、热稳定性和水热稳定性。 1982 年U.C.C. 公司的科学家Wilson S. T. 与Flanigen E .M.等成功的合成与开发出了一个全新的分子筛家族—磷酸铝分子筛AlPO4-n(n 为编号),这在多孔物质的发展史上是一个重要的里程碑。最具有代表性的是用三乙胺合成的12 元

沸石分子筛催化剂的发展现状及趋势

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

沸石分子筛催化剂的发展现状

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

分子筛催化剂

分子筛催化剂及其进化柴油机尾气的研究 一、分子筛催化剂 1、分子筛的相关解释 分子筛, 常称沸石或沸石分子筛, 按经典的定义为“是具有可以被很多大的离子和水分占据孔穴(道) 骨架结构的铝硅酸盐”。照传统定义,分子筛是具有均一结构,能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。狭义讲,分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键连相连形成孔道和空隙体系,从而具有筛分分子的特性。基本可分为A、X、Y、M 和ZSM几种型号,研究者常把它归属固体酸一类。 2、分子筛催化剂的分类及其特点 分子筛按孔道大小划分,分别有小于2 nm、2—50 nm和大于50 nm的分子筛,它们分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。分子筛根据孔径大小可分为微孔、介孔和大孔分子筛3 大类。微孔分子筛具有强酸性和高水热稳定性等优点和特殊“择形催化”性能,但也存在着孔径狭窄、扩散阻力大等缺点,从而大大限制了在大分子催化反应中的应用。介孔分子筛具有比表面积高、吸附容量大、孔径大等特点,在一定程度上解决了传质扩散限制问题,但其酸性较弱且水热稳定性较差,导致其工业应用受到了限制。为了解决上述问题,研究人员开发了多级孔分子筛,该分子筛结合了介孔和微孔分子筛的优点,在石油化工领域具有不可估量的应用前景。 3、分子筛的催化特性 (1)催化反应的活性要求: 比表面积大,孔分布均匀,孔径可调变,对反应物和产物有良好的形状选择;结构稳定,机械强度高,可耐高温(400~600℃),热稳定性很好,活化再生后可重复使用;对设备无腐蚀且容易与反应产物分离,生产过程中基本不产生“三废”,废催化剂处理简单,不污染环境。如择形催化的研究体系,几乎包括了全部的烃类转化和合成,还有醇类和其它含氮、氧、硫有机化合物以及生物质的催化转化,

分子筛催化剂的研究进程

分子筛催化剂的研究进程 李楠 【常州工程职业技术学院化学工程系常州 213164】 摘要:分子筛是一种特定空间结构的新型催化剂,其中包括了多种类型的分子筛催化剂,并且它的性质及活性的研究对分子筛的应用有很大的作用。分子筛催化剂常用于石油化工与工业生产。目前,对分子筛催化剂的研究越来越多,有人正在开发出环境友好型催化剂,使得分子筛催化剂成为今后发展的热点。 关键词:分子筛;催化剂;制备;表征;活性 Study of the process of molecular sieve catalyst LI Nan Department of Chemical Engineering, Changzhou Institute of Engineering, Changzhou Institute Engineering ,Jiangsu Changzhou 213164,China) Abstract:Molecular sieve is a novel catalyst for the specific spatial structure, including many types of molecular sieve catalyst, and the properties and biological activities of it has a great effect on the application of molecular sieve. Molecular sieve catalysts used in the petroleum chemical industry and industrial production. At present, more and more researches are carried on molecular sieve catalyst, people are developing an environment friendly catalyst, which has become the focus of future development of molecular sieve catalysts. Key words: Molecular sieve; catalyst; preparation;characterization;activity 1 前言 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,其中对分子筛催化剂的合成及反应前后表征的变化来研究分子筛失活的原因以及活化的方法、对分子筛催化剂的利用有重要作用。 2.1 分子筛催化剂的发展现状 [1]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

分子筛催化剂

银川能源学院 工业催化 学生姓名杨广 学号 1310140133 指导教师王伟 院系石油化工学院 专业班级能源化工1302班

化学新型绿色催化剂——分子筛催化剂 (杨勇林能源化学工程1302班) 【摘要】对微孔分子筛催化剂,介孔分子筛催化剂,复合分子筛催化剂进行了介绍,并简述其当今的研究现状和应用。本论文简要分析了分子筛催化剂的绿色化特点。 【关键词】分子筛催化剂的发展及结构;复合分子筛;研究与应用;绿色化学 1.分子筛催化剂的崛起 50年代中期,美国联合碳化物公司首先生产X-型和Y-型分子筛,它们是具有均一孔径的结晶性硅铝酸盐,其孔径为分子尺寸数量级,可以筛分分子。1960年用离子交换法制得的分子筛,增强了结构稳定性。1962年石油裂化用的小球分子筛催化剂在移动床中投入使用,1964年XZ-15微球分子筛在流化床中使用,将石油炼制工业提高到一个新的水平。自分子筛出现后,1964年联合石油公司与埃索标准油公司推出载金属分子筛裂化催化剂。利用分子筛的形状选择性,继60年代在炼油工业中取得的成就,70年代以后在化学工业中开发了许多以分子筛催化剂为基础的重要催化过程。在此时期,石油炼制工业催化剂的另一成就是1967年出现的铂-铼/氧化铝双金属重整催化剂。 2.分子筛的概念 分子筛,是具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。是一种结晶型的硅铝酸盐,有天然和合成两种,其组成SiO 2 与Al 2O 3 之比不同,商品有不同的型号。,具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有 大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为Mx/n[(AlO2)x?(SiO2)y] ?ZH2O 式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是AlO2的分子数,y是SiO2分子数,Z 是水分子数,因为AlO2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时,M的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。 常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,

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