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2015年第34卷第9期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3311·化工进展多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其催化应用崔生航，张君涛，申志兵（西安石油大学石油炼化工程技术研究中心，陕西西安 710065）摘要：多级孔道ZSM-5分子筛具有微孔沸石分子筛良好的择形催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能，在催化领域显示出良好的应用前景。
本文综述了近年来多级孔道ZSM-5分子筛的研究进展，重点介绍了多级孔道ZSM-5分子筛的不同合成方法，包括后处理法、硬模板法和软模板法等，同时介绍了不同方法得到的多级孔道ZSM-5分子筛在催化反应中的应用，分析表明多级孔道ZSM-5分子筛以其良好的扩散性能和适宜的酸性提高了反应转化率和目标产物选择性。
最后对多级孔道ZSM-5分子筛的发展方向进行了展望，指出研发简单、经济和环保的新合成路线是多级孔道ZSM-5分子筛发展中的重大挑战，深入研究多级孔道分子筛中介孔的形成机理和开发具有多级孔道整体式催化剂以及负载型多级孔道ZSM-5分子筛是今后的研究重点。
关键词：多级孔道分子筛；ZSM-5；后处理；硬模板；软模板中图分类号：TQ 424.25 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）09–3311–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.09.016Hierarchical ZSM-5 zeolite：Synthesis and catalytic applicationsCUI Shenghang，ZHANG Juntao，SHEN Zhibing（Research Center of Petroleum Processing & Petrochemicals，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，Shaanxi，China）Abstract：Due to high shape selectivity of microporous zeolite and the excellent mass transport of the mesoporous material，the hierarchical ZSM-5 zeolite has potential applications in catalytic field. The synthesis methods and application progress of hierarchical ZSM-5 zeolite in recent years are reviewed in this paper. Various approaches of hierarchical ZSM-5 zeolite synthesis were introduced，including post-treatment method，hard templating method and soft templating method. In addition，the catalytic applications of the as-synthesized zeolites were discussed. It was demonstrated that the reaction conversion and selectivity of target products were improved due to the excellent mass transport and appropriate acidity of the hierarchical ZSM-5 zeolite. This paper also forecasted the development of the hierarchical ZSM-5 zeolite in chemical industry. It was pointed out that the development of facile，economic and green routes towards the synthesis of hierarchical ZSM-5 zeolite would be a challenge in modern industrial catalysis. Research should focus on the mechanism of the mesopore formation，the development of the hierarchical ZSM-5 monolith zeolite as well as the supported hierarchical ZSM-5 zeolites.Key words：hierarchical zeolite；ZSM-5；post-treatment；hard template；soft templateZSM-5分子筛由于其独特的晶体孔道结构、可调变的酸性以及良好的水热稳定性等特点，使其具有特殊的“择形”催化及吸附分离性能，在石油化工、精细化工和环境保护等各个领域都有非常广泛的应用。
《高硅ZSM-5分子筛的无模板合成及工艺优化》一、引言高硅ZSM-5分子筛作为一种重要的催化剂材料，在石油化工、精细化工和环保产业等领域有着广泛的应用。
然而，传统的ZSM-5分子筛合成方法通常需要使用模板剂，这不仅增加了生产成本，还可能带来环境污染。
因此，研究无模板合成高硅ZSM-5分子筛的方法及工艺优化，对于推动催化剂材料的绿色合成和工业应用具有重要意义。
二、无模板合成高硅ZSM-5分子筛1. 原料选择与预处理无模板合成高硅ZSM-5分子筛的关键在于选择合适的原料并进行预处理。
常用的原料包括硅源、铝源、碱源等。
在合成过程中，需要对原料进行精细的配比和预处理，以确保合成出的分子筛具有较高的硅铝比和良好的结晶度。
2. 合成方法无模板合成高硅ZSM-5分子筛的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法等。
其中，水热法具有操作简单、成本低廉等优点，是较为常用的合成方法。
在水热法中，通过调整反应温度、反应时间、碱度等参数，可以获得不同硅铝比和结晶度的ZSM-5分子筛。
三、工艺优化1. 反应温度与时间优化反应温度和时间是影响ZSM-5分子筛合成的重要因素。
通过优化反应温度和时间，可以获得更高硅铝比和更好结晶度的分子筛。
研究表明，适当的提高反应温度和延长反应时间，有利于提高分子筛的硅铝比和结晶度。
2. 碱度优化碱度对ZSM-5分子筛的合成也有重要影响。
在无模板合成过程中，通过调整碱源的种类和用量，可以控制反应体系的碱度，进而影响分子筛的硅铝比和结晶度。
适当的提高碱度，有利于促进分子筛的合成和提高其硅铝比。
3. 添加剂的使用在合成过程中，可以添加一些助剂或表面活性剂，以改善分子筛的形貌、孔结构和表面性质。
例如，添加适量的有机胺类物质，可以调节分子筛的孔道结构和酸性，提高其催化性能。
四、性能表征与评价合成出的高硅ZSM-5分子筛需要进行性能表征与评价。
常用的表征手段包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附等温线等。
ZSM-5分子筛吸附剂应用于污染治理的研究进展袁亚伟; 李勇【期刊名称】《《无机盐工业》》【年(卷),期】2019(051)010【总页数】4页(P18-21)【关键词】ZSM-5分子筛; 吸附; 水污染; 大气污染【作者】袁亚伟; 李勇【作者单位】苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215000【正文语种】中文【中图分类】TQ424.25ZSM-5分子筛是目前最为常见且十分重要的分子筛催化剂之一，已经广泛应用于石油化工、煤化工及精细化工等催化领域。
虽然研究者们一直在探索ZSM-5分子筛在环境保护中的应用［1］，但其作为吸附剂，在环境吸附领域的研究仍在实验室研究阶段。
因此，本文综述了ZSM-5分子筛作为吸附剂处理大气以及水污染的研究，以期为实现工业化应用提供指导。
ZSM-5分子筛属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为 a=2.017 nm，b=1.996 nm，c=1.343nm，由硅或铝原子为中心，采用sp3杂化与4个顶点处的氧原子成键，并通过氧桥相连形成五元环，8个五元环便构成了ZSM-5分子筛的基本单元［2］。
其孔道结构见图1，由尺寸为0.54 nm×0.56 nm和0.52 nm×0.58 nm的孔道交叉组成。
它没有A、X和Y型分子筛存在的笼，内部的孔道即为其空腔，均可成为有效吸附位点。
因此，ZSM-5分子筛特殊的孔道结构，使得ZSM-5分子筛具有较强的吸附能力，能够很好地吸附水和大气中的有毒有害物质。
图1 ZSM-5分子筛孔道结构示意图1 ZSM-5分子筛的性质1.1 吸附性能分子筛表面的原子受到非平衡力的作用，使得吸附剂表面存在过剩的自由能，具有较强的吸附作用，即色散力；同时由于分子筛孔穴中存在阳离子，骨架氧也带有负电荷，在这些离子附近还存在较大的静电力，因此分子筛的吸附作用是色散力和静电力的共同作用［3］。
ZSM-5分子筛是由交叉孔道构成，且孔道半径相比于其他分子筛或活性炭更小，仅能装下一个分子，因此被吸附的分子受到各个方向孔壁的色散力作用，呈现叠加效果，使其牢牢地被吸附在分子筛孔道内。
ZSM-5分⼦筛的合成及影响因素探讨2ZSM-5分⼦筛的合成及影响因素探讨[摘要] 通过改变硅源、模板剂、合成原料的配⽐，调控原料的pH值等⽅法，制备了不同硅铝⽐，不同形貌及晶粒⼤⼩的ZSM-5分⼦筛；探讨了合成因素对ZSM-5分⼦筛结晶性能及原料配⽅变化对合成产物的影响。
[关键词] ZSM-5，合成，模板剂，影响因素.在⽯油炼制⼯业与化学⼯业中，有90%以上的⼯艺过程需要使⽤催化剂。
具有独特的分⼦择形性能、⾼的催化活性与⽔热稳定性的沸⽯分⼦筛催化剂在⼯业催化中占据着主要地位1，2。
ZSM-5分⼦筛是美国Mobil⽯油公司开发的⼀类⾼硅铝⽐的中孔沸⽯分⼦筛3，具有独特的结构与物理化学性质，在⽯油化⼯、精细化⼯与环保中有⼴泛的应⽤，⾃其发明以来在国际催化界备受青睐4。
⾄今关于ZSM-5的合成与改进⽅法研究仍不断见诸专利⽂献5，6。
ZSM-5分⼦筛的合成⼀般采⽤⽔热法，基本原料为含硅和铝的化合物，通过硫酸调控料液的碱度，并加⼊⼀定量的结构导向剂或模板剂，于合成釜中在100~200℃范围内⾃⽣压⼒合成7。
由于合成所⽤原料及其配⽐的变化与模板剂的不同，对制备的ZSM-5分⼦筛的纯度、晶形及晶粒⼤⼩均有影响。
通常在ZSM-5分⼦筛晶体⽣成过程中伴随有α-SiO2的⽣成，如果合成条件控制不当，还有可能⽣成⽅沸⽯或丝光沸⽯等。
本⽂以硅酸钠和⽔玻璃为硅源，硫酸铝为铝源，⼄⼆胺、正丁胺以及四丙基氢氧化铵(TPA)为模板剂，合成了⼀系列不同形貌及晶粒⼤⼩的ZSM-5分⼦筛。
在此基础上，通过调控合成原料的配⽐、料液的pH值以及模板剂的变换等⽅法，研究了影响ZSM-5分⼦筛结晶性能的影响因素；并针对合成过程中可能⽣成⽅沸⽯、丝光沸⽯及α-SiO2等问题进⾏了探讨。
1 实验部分1.1 分⼦筛的合成分⼦筛的合成采⽤静态⽔热法，在100mL的不锈钢⾃⽣压⼒晶化器内进⾏。
所⽤原料为：硅酸钠或⽔玻璃(模数3.6)为硅源，硫酸铝为铝源，⽤硫酸调节料液的pH值。
《干胶转化制备ZSM-5分子筛以及其应用》篇一干胶转化制备ZSM-5分子筛及其应用一、引言随着石油资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，对高效、环保的催化剂需求日益增长。
ZSM-5分子筛因其独特的孔道结构和良好的催化性能，在石油化工、精细化工等领域具有广泛的应用。
本文旨在探讨干胶转化法制备ZSM-5分子筛的工艺及其应用。
二、干胶转化制备ZSM-5分子筛1. 原料选择与预处理干胶转化法制备ZSM-5分子筛的原料主要包括硅源、铝源、模板剂等。
硅源一般选用硅溶胶或硅酸酯，铝源则常用偏铝酸钠或拟薄水铝石。
模板剂则选用四丙基氢氧化铵（TPAOH）等有机胺。
在制备过程中，需对原料进行精细的预处理，如干燥、研磨、混合等，以保证原料的纯度和均匀性。
2. 干胶转化过程干胶转化过程是将预处理后的原料混合均匀，经过一定的温度和压力条件，使原料发生凝胶化、晶化等反应，最终形成ZSM-5分子筛。
此过程中，需严格控制反应条件，如温度、压力、反应时间等，以保证分子筛的结晶度和纯度。
3. 产物处理与表征制备得到的ZSM-5分子筛需经过洗涤、干燥、煅烧等处理，以去除模板剂和其他杂质。
然后通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附等手段对产物进行表征，以评估其结构、形貌和性能。
三、ZSM-5分子筛的应用1. 石油化工领域ZSM-5分子筛在石油化工领域具有广泛的应用，主要用于催化裂解、异构化、烷基化等反应。
其独特的孔道结构和酸性催化性能使其在这些反应中表现出优异的催化性能，能有效提高石油产品的产量和质量。
2. 精细化工领域ZSM-5分子筛还可用于精细化工领域的催化反应，如酮类化合物的合成、醇类化合物的脱水等。
其高比表面积和良好的热稳定性使其在这些反应中具有较高的催化活性和选择性。
3. 其他领域此外，ZSM-5分子筛还可应用于吸附分离、环境治理等领域。
其优异的吸附性能和良好的再生性能使其在这些领域具有广阔的应用前景。
ZSM-5分⼦筛的合成及性质测定ZSM－5分⼦筛的合成及性质测定33100224 黎鹏（吉林⼤学化学学院）摘要本实验为了了解⽔热合成法的主要特点和⼀些基本实验操作⼿段。
掌握合成ZSM－5分⼦筛的⽅法，并⽤粉末X射线衍射法进⾏物相分析。
关键词粉末X射线衍射分析, ZSM－5分⼦筛, 物相分析, 粒度测定。
⼈⼯合成的沸⽯⼜被称为分⼦筛或沸⽯分⼦筛。
传统意义上的分⼦筛是指以硅氧四⾯体[SiO4]和铝氧四⾯体[AlO4]为基本结构单元，通过氧原⼦形成的氧桥将基本的结构单元连接构成的⼀类具有笼型或孔道结构的硅铝酸盐晶体。
在笼内和孔道中存在着⽔分⼦和平衡⾻架负电荷的可交换的阳离⼦，其化学式为：[M2(Ⅰ),M(Ⅱ)]O?Al2O3?nSiO2?mH2O不同结构类型的分⼦筛的组成有⼀定的范围。
当沸⽯分⼦筛的硅铝⽐(SiO2 /Al2O3)不同时，其性质也有所改变。
分⼦筛⾻架结构中有许多规则的孔道和空腔，通常这些孔道和空腔内充满着⽔分⼦和平衡⾻架的阳离⼦，孔道直径为分⼦⼤⼩的数量级，其中⽔分⼦可以通过加热除去，⽽阳离⼦则定位在孔道或空腔中⼀定位置上。
分⼦筛的孔道具有⾮常⼤的内表⾯，对极性分⼦和可极化分⼦具有较强的吸附能⼒，可以按吸附能⼒的⼤⼩对某些物种进⾏选择性分离。
分⼦筛在孔道或空腔中的阳离⼦可以交换，其程度与分⼦筛的孔径⼤⼩及离⼦的价态有关。
经离⼦交换后使分⼦筛的化学物理性质有较⼤的变化。
⾼硅沸⽯分⼦筛的合成开发是沸⽯合成研究中的⼀个重要领域，20世纪60年将有机胺等引⼊分⼦筛合成体系，开辟了有机模板法合成分⼦筛的新领域，诱导合成了⼤量的⾼硅铝⽐分⼦筛。
ZSM－5型分⼦筛结构中硅（铝）氧四⾯体连接成⽐较特殊的基本结构单元。
属于正交晶系，晶胞常数a=2.01nm,b=1.99nm,c=1,34nm。
晶胞组成表⽰为Na n Al n Si96－n O192·16H2O。
ZSM-5分⼦筛具有宽的硅铝⽐范围和特殊的孔道结构，因⽽具有较⾼的抗腐蚀性、精致的选择性以及良好的⽔热稳定性能，被⼴泛应⽤于催化领域，如⽯油加⼯及精细化⼯⼯业中。
