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ZSM-5基復(fù)合多孔材料的研究進展*

2018-07-11 09:17吳華東張林鋒
無機鹽工業(yè) 2018年7期
關(guān)鍵詞:晶化介孔孔道

張 嚴,高 琦,吳華東,郭 嘉,張林鋒

(武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院,綠色化工過程教育部重點實驗室,湖北武漢430073)

ZSM-5沸石是一種高硅三維通道結(jié)構(gòu)沸石,其獨特的孔道結(jié)構(gòu)和酸性,使其具有熱穩(wěn)定性高、耐酸性、不易積炭、良好的擇形催化和吸附性能等諸多優(yōu)良特性,在工業(yè)催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用以及良好的發(fā)展前景[1-2]。

根據(jù)孔徑大小將分子篩分為微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和大孔(>50 nm)分子篩,其中介孔分子篩由無定型顆粒組成,由于其孔壁較薄,孔道易坍塌,因此難以實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。為提高介孔材料的水熱穩(wěn)定性,通常將ZSM-5分子篩作為母體與其復(fù)合,利用ZSM-5優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性彌補介孔分子篩的不足。這種復(fù)合分子篩不僅具有介孔的孔道結(jié)構(gòu),而且一部分無定型顆粒按照微孔序列排列,形成部分致密微孔,不僅提高了水熱穩(wěn)定性,也有效提高了催化活性。復(fù)合分子篩由于孔道結(jié)構(gòu)、酸性可調(diào)的特點,能通過不同孔道結(jié)構(gòu)、不同硅鋁比的兩種或多種分子篩優(yōu)化復(fù)合,合成出性能更為優(yōu)異的分子篩,因而能適應(yīng)工業(yè)廢氣、汽車尾氣等成分復(fù)雜、環(huán)境惡劣的工作環(huán)境,在催化、吸附等領(lǐng)域具有重大工業(yè)應(yīng)用價值[3-5]。

復(fù)合分子篩的合成方法較多,合成方式也不盡相同。筆者以ZSM-5基復(fù)合分子篩為對象,對其合成方法和工業(yè)應(yīng)用做了系統(tǒng)闡述。

1 微孔-微孔復(fù)合分子篩

在分子篩合成歷程中,人們發(fā)現(xiàn)雖然分子篩種類繁多,功能多樣,但是仍然無法滿足日益苛刻的反應(yīng)條件,于是研究者們開始嘗試將多種分子篩復(fù)合來達到多功能的目的。張哲等[6]將ZSM-5粉末加入AlPO4-5前驅(qū)體中得到ZSM-5/AlPO4-5核殼結(jié)構(gòu)分子篩,用于催化裂化反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)其性能優(yōu)于ZSM-5和AlPO4-5的機械混合樣品。許世彬等[7]采用二步晶化法合成復(fù)合分子篩,將ZSM-5分子篩在堿液中預(yù)處理,分子篩上無定型硅和骨架硅逐漸脫離,成為硅源,再加入鋁源和模板劑,在ZSM-5表面二次晶化形成Y/ZSM-5復(fù)合分子篩。童偉益等[8]先用有機模板劑二烯丙基二甲基氯化銨預(yù)處理ZSM-5表面,使其先負載一層β晶種,再焙燒得到核相晶種,最后水熱晶化得到nano-β/ZSM-5核殼分子篩。該復(fù)合材料XRD譜圖中除了具有ZSM-5的特征衍射峰外,還出現(xiàn)8.00°和22.40°歸屬于β分子篩的特征衍射峰,說明體系中有β晶相出現(xiàn)。而且晶化3 d的β分子篩特征衍射峰要比2 d的強,說明β殼層隨著晶化時間的增加而增大。目前,在中國得到了大規(guī)模使用的微孔-微孔分子篩是由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研制的廉價ZSM-5/ZSM-11混晶分子篩,該分子篩可以在干氣不精制的情況下,直接與苯烷基化,具有較高的催化活性、選擇性以及抗毒化能力。

2 微孔-介孔復(fù)合分子篩

隨著對微介孔復(fù)合分子篩研究的深入,合成新方法不斷涌現(xiàn)。目前,微介孔分子篩主要有2種復(fù)合形式:一種是微孔和介孔分子篩由某種化學(xué)鍵連接進行復(fù)合,另一種則是微孔與介孔孔道均一并存于分子篩內(nèi)部。本文根據(jù)復(fù)合方式的差異分為后合成法(多級孔道分步合成)和原位合成法(微介孔道的合成同時進行)。

2.1 后合成法

后合成法是指將已經(jīng)合成好的一種微介孔分子篩進行處理,從而實現(xiàn)2種分子篩的共同復(fù)合生長。一般采用對介孔材料二次晶化處理,使其孔壁部分晶化,或者對微孔材料用堿液或水熱處理得到微孔-介孔材料。

2.1.1孔壁晶化法

孔壁晶化法是指將一種分子篩作為晶種,加入其他分子篩合成液中合成。該方法能使介孔材料孔壁晶化或部分晶化,從而改善介孔孔壁因無定形狀態(tài)引起的低酸性和低水熱穩(wěn)定性。

X.F.Qian 等[9]采用晶種法合成了由 2.4~3.0 nm的介孔SiO2包覆孔徑為0.51 nm左右的微孔ZSM-5表面形成的復(fù)合分子篩ZSM@Al-mesoSiO2,合成示意圖如圖1所示。具體步驟:將含有ZSM-5納米晶體懸浮水溶液均勻分散在十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)、去離子水的混合溶液中,再在25℃下緩慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS)溶液,晶化得到ZSM-5復(fù)合物,經(jīng)反復(fù)洗滌,最后在550℃下焙燒除去模板劑,得到ZSM@Al-mesoSiO2復(fù)合分子篩。研究發(fā)現(xiàn),富含弱酸和L酸的介孔外殼不具備催化能力,但是該分子篩催化性能與選擇性與ZSM-5相比仍有提升,這是因為較大比表面積的介孔SiO2吸附了大量長鏈分子參與反應(yīng)。

圖1 ZSM-5@Al-mesoSiO2復(fù)合分子篩合成簡圖[8]

S.Samutsri等[10]合成出一種苯甲醚烷基化反應(yīng)催化劑ZSM-5/MCA,其合成方法較為簡單。具體方法:將ZSM-5粉末加入TEOS、3-巰基丙基-三甲氧基硅烷(MPTMS)混合溶液中,在100℃晶化48 h,得到ZSM-5/MCA復(fù)合分子篩。表征發(fā)現(xiàn),小顆粒ZSM-5成功填充在MCA夾縫中,雖然孔徑由5.52nm降至4.69 nm,但酸性提升明顯,由0.79 mmol/g增至1.28 mmol/g,提升了60%。

H.D.Wu等[11]采用孔壁晶化法合成了一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合多孔材料,其合成方法采用水熱晶化法將原料[四丙基氫氧化銨(TPAOH)、異丙醇鋁、TEOS,NaOH和去離子水]在聚四氟乙烯襯里的高壓釜中晶化得到 ZSM-5,再將 ZSM-5與 P123、正丁醇混合,轉(zhuǎn)移至晶化釜中再次晶化得到ZSM-5/KIT-6復(fù)合分子篩。XRD、SEM、TEM等表征結(jié)果表明,ZSM-5的引入有效提高了B酸量,且二苯并噻吩的選擇性隨著B酸的增加而增加,表明強酸性微孔ZSM-5在介孔材料孔壁部分晶化,進而提高了純介孔材料的酸性。

L.Zhang等[12]將制備的 ZSM-5前體加入 SAPO-34合成液中,在室溫下將TPAOH和2,6-二乙基苯胺(DEA)滴入所得溶液中,再將混合物分散于CTMAB水溶液,連續(xù)攪拌直到均勻分散在懸浮液中。在40℃下老化過夜后,將凝膠在180℃下結(jié)晶1~3d。最后用去離子水充分洗滌、過濾,在550℃下焙燒4 h除去有機模板即可。TEM實驗結(jié)果表明,20~30 nm厚的SAPO-34緊密覆蓋了一層ZSM-5顆粒,說明納米沸石顆粒包覆在SAPO-34表面上一起形成了半結(jié)晶態(tài)的孔壁,而且還完整保留著介孔結(jié)構(gòu)。

2.1.2堿處理法

堿處理法是指通過堿性溶液處理微孔分子篩,有選擇性地脫去沸石骨架上的部分Si,從而在微孔分子篩上形成介孔[1]。

M.Ogura等[13]用不同濃度NaOH溶液處理硅鋁物質(zhì)的量比[n(SiO2)∶n(Al2O3),下同]為 39.4 的 ZSM-5,處理后的ZSM-5受到不同程度的侵蝕,如圖2所示。由于ZSM-5表面形成了介孔,比表面積增大,對異丙苯的吸附能力增強,同時其轉(zhuǎn)化率由ZSM-5的22%提升到35%,裂化活性得到明顯提升。S.Abelló等[14]采用有機堿[TPAOH 和四丁基氫氧化銨(TBAOH)]處理ZSM-5得到介孔分子篩,有機堿脫硅能力不如無機堿劇烈,過程更可控,而且采用有機堿最大的優(yōu)勢是處理后的分子篩無需離子交換就能成為H型多孔結(jié)構(gòu)。

圖2 不同濃度NaOH溶液處理ZSM-5[12]

納米組裝法是指將分子篩經(jīng)堿液或水熱處理后得到次級結(jié)構(gòu)或硅鋁鹽溶液,并將其作為硅鋁源制成復(fù)合分子篩。因為低硅鋁比較不容易脫除硅,而且脫硅過度容易造成微孔分子篩骨架坍塌,所以一般選用高硅鋁比的微孔分子篩作為處理對象(比如β、Y、ZSM-5等分子篩)。該方法操作簡單,適合工業(yè)生產(chǎn)。

Q.Tang等[15]40℃下用不同濃度 NaOH 溶液處理硅鋁物質(zhì)的量比為20的ZSM-5分子篩得到納米初級和次級結(jié)構(gòu)單元的硅鋁凝膠,再加入CTMAB模板劑,在其作用下自組裝成微介孔復(fù)合分子篩。NaOH濃度越高對ZSM-5的侵蝕程度越大,形成的次級結(jié)構(gòu)單元尺寸越小,并產(chǎn)生了介孔,同時酸性發(fā)生了改變。具體表現(xiàn):總酸量由0.915 mmol/g略微降至 0.785 mmol/g,但是弱酸由 0.143 mmol/g增至0.287 mmol/g,說明合成的新型復(fù)合材料適用于弱酸型催化反應(yīng)。

H.L.Zhang等[16]通過納米組裝方法合成出具有不同硅鋁比的微介孔材料。首先將NaOH溶液加入ZSM-5凝膠溶液中,水熱晶化得到ZSM-5前體,再在F127模板劑作用下,TEOS和ZSM-5晶種自組裝合成ZSM-5-FDU-12。XRD、SEM及TEM等表征實驗發(fā)現(xiàn),ZSM-5-FDU-12分子篩綜合了ZSM-5和FDU-12二者的優(yōu)勢,具有ZSM-5的豐富酸性(引入FDU-12所不具備的6.4 mmol/g L酸)和FDU-12良好的介孔結(jié)構(gòu),因而在噻吩脫硫?qū)嶒炛斜憩F(xiàn)出優(yōu)異的催化脫硫性能。

冀德坤等[17]采用納米組裝法合成ZSM-5/MCM-41分子篩。合成方法:將硫酸鋁、水玻璃、正丁胺混合調(diào)節(jié)適宜pH,放入晶化釜中,晶化48 h得到晶化中間體。再加入十六烷基三甲基溴化銨,二次晶化得到復(fù)合分子篩。將其用于降烯烴反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)復(fù)合分子篩失活較快,1.5 h就幾乎完全失活。這是由于FCC汽油中含有大量不飽和烯烴易在催化劑活性位點上發(fā)生聚合,形成大分子碳氫副產(chǎn)物,進而繼續(xù)脫氫形成焦炭堵塞分子篩中心孔道,阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行。同時復(fù)合分子篩再生能力也十分優(yōu)異,循環(huán)2次燒碳后,液相產(chǎn)品中烯烴、芳烴及異構(gòu)烴選擇性幾乎保持不變,其中異構(gòu)烴選擇性再生后仍保持30%左右。

2.3 原位晶化法

原位晶化法是指在一個反應(yīng)體系中晶化生成具有多級孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)合分子篩。原位晶化又可分為一步晶化法和多步晶化法,圖3為原位晶化法合成示意圖。

圖3 原位晶化法合成示意圖

2.3.1雙模板劑一步晶化法

L.P.Liu 等[18]直接將 2 種模板劑(CTMAB 和TPAOH)加入異丙醇鋁(AIP)和TEOS混合溶液中,一步晶化得到復(fù)合分子篩。該方法無需多次晶化、焙燒等復(fù)雜操作,適合工業(yè)化生產(chǎn)。而且其孔結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和形態(tài)可控,能隨晶化溫度發(fā)生規(guī)律性改變,其表面積隨晶化溫度上升先增大后減小,最高可達1 050 m2/g,同時晶化溫度越高越有利于形成穩(wěn)定的二相復(fù)合結(jié)構(gòu)。

2.3.2雙模板劑二步晶化法

周志華等[19]先將TPAOH加入TEOS和 AIP的混合溶中得到前驅(qū)液,再加入堿性CTMAB溶液晶化得到ZSM-5/MCM-48復(fù)合分子篩。分析表明,該復(fù)合分子篩既具備微孔ZSM-5分子篩孔壁,也具備介孔MCM-48三維孔道結(jié)構(gòu),其孔道尺寸為2.6 nm屬于介孔,比表面積高達1 039 m2/g。

2.4 其他方法

2.4.1微波輔助晶化合成法

微波能引起物質(zhì)內(nèi)部偶極分子的劇烈震動,進而轉(zhuǎn)化為熱能,其最大的特點是加熱迅速,物質(zhì)內(nèi)外溫度均一,能大大提高晶化速率,縮短晶化時間。微波輔助晶化過程中合成液溫度均一,使得晶化環(huán)境穩(wěn)定。其加熱迅速的特點也能促進原料在離子液中的溶解,從而加速原料間的反應(yīng)以及分子篩骨架的形成。

許爭等[20]將適量氫氧化鈉、偏鋁酸鈉、正硅酸乙酯加入去離子水中均勻混合,再加入晶種SAPO-34粉末和TPAOH繼續(xù)攪拌,再在微波反應(yīng)器中晶化2 h,即得 S/Z 復(fù)合分子篩。 F.Liu[21]等也采用微波反應(yīng)器輔助晶化合成,分析發(fā)現(xiàn)所得SAPO-34/ZSM-5復(fù)合分子篩中小顆粒ZSM-5均勻分布在SAPO-34表面,無單一ZSM-5聚集結(jié)晶,說明微波能有效均勻促進ZSM-5二次晶化。

2.4.2硬模板法

分子篩凝膠圍繞固體模板晶化,形成沸石晶體后通過高溫處理后得到復(fù)合分子篩,其主要模板劑為碳基類材料(如炭黑、介孔碳、納米管或納米纖維等),形成的介孔多在分子篩內(nèi)部無法與外界打通,部分影響分子篩性能。C.J.H.Jacobsen等[22]使用不同粒徑炭粉摻入ZSM-5前驅(qū)液,合成出孔徑為30~100 nm的介孔ZSM-5分子篩。

3 ZSM-5復(fù)合分子篩的應(yīng)用

微孔分子篩孔徑小、比表面積不大,大分子進出分子篩孔道的擴散阻力較大,不利于反應(yīng)的進行。相反介孔分子篩孔徑大、比表面積大,能彌補微孔分子篩孔徑小的缺陷,然而介孔分子篩同時也存在孔徑單一、孔壁單薄以及水熱穩(wěn)定性不高等缺陷,限制了介孔分子篩的工業(yè)運用。采用特殊合成方法將二者有機結(jié)合,協(xié)同作用,優(yōu)勢互補,大大提升復(fù)合分子篩的催化性能。因而為復(fù)合分子篩廣泛運用于工業(yè)催化領(lǐng)域提供了可能。目前,ZSM-5復(fù)合分子篩主要應(yīng)用于異構(gòu)化、催化裂化、加氫脫硫、甲醇制烯烴、烷基化以及吸附分離等方面[23]。

3.1 異構(gòu)化反應(yīng)

異構(gòu)化反應(yīng)廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)中,主要包括脂肪烴異構(gòu)、烯烴異構(gòu)以及芳香族化合物異構(gòu),產(chǎn)品繁多,用途廣泛。傳統(tǒng)異構(gòu)化反應(yīng)采用無機酸或者鹵素類催化劑,其腐蝕性較強,對環(huán)境污染嚴重,且難以再生。相反分子篩催化劑具有均勻的孔道結(jié)構(gòu),豐富的酸性。在異構(gòu)化反應(yīng)中,分子篩催化劑具有高活性、高選擇性、可反復(fù)使用和環(huán)境友好等優(yōu)勢,因而得到人們的高度關(guān)注。劉占宇等[24]將二步晶化法合成出的ZSM-5/SAPO-34復(fù)合分子篩運用于甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)中,發(fā)現(xiàn)復(fù)合分子篩轉(zhuǎn)化率比單一ZSM-5高7%,可能是ZSM-5和SAPO-34分子篩相互協(xié)同作用促進了甲醇芳構(gòu)化進行。張瑞珍等[25]制備的ZSM-5/SAPO-11分子篩由HZSM-5表面包覆約20 nm的SAPO-11微晶組成,且能通過調(diào)控SAPO-11中的Si含量,間接改變分子篩酸性,進而提高C8芳烴選擇性,隨著反應(yīng)時間的進行異丁烷轉(zhuǎn)化率下降,機械混合樣品進行到25 h時轉(zhuǎn)化率降至10%,而復(fù)合分子篩轉(zhuǎn)化率保持為38%。

3.2 催化裂化反應(yīng)

催化裂化是指重質(zhì)油在高溫和催化劑作用下發(fā)生裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成汽油等輕質(zhì)油過程,與熱裂化相比,其輕質(zhì)油產(chǎn)率和辛烷值產(chǎn)率更高,是石油二次加工的重要途徑。X.F.Qian等[9]合成的復(fù)合分子篩ZSM-5@Al-mesoSiO2,在正十二烷裂解實驗中ZSM-5@Al-mesoSiO2轉(zhuǎn)化率長時間保持 90%,不但比ZSM-5分子篩高7%,而且不易積炭,這是由于覆蓋的介孔含鋁氧化硅外殼具有較大的比表面積,能有效吸附長烷烴參與反應(yīng),同時較大的孔道結(jié)構(gòu)能夠降低分子的擴散阻力,而且惰性氧化硅外殼能鈍化ZSM-5分子篩表面阻礙積炭的發(fā)生。

3.3 加氫脫硫

環(huán)境問題越來越受到中國的高度重視,同時汽車尾氣污染是環(huán)境污染的主要途徑,超清潔油品的生產(chǎn)(硫含量不高于10 μg/g)需要深度脫硫技術(shù),目前柴油的深度脫硫主要采用加氫脫硫。工業(yè)上一般采用氧化鋁作為催化劑載體,但氧化鋁面臨2個問題,一是孔徑過?。? nm為主)不利于大分子擴散,二是氧化鋁與金屬活性組分之間的相互作用力過強,會降低金屬活性。H.D.Wu等[11]采用晶種法合成出核殼結(jié)構(gòu)ZSM-5/KIT-6復(fù)合分子篩,在催化劑性能評價實驗中,Z/K分子篩轉(zhuǎn)化率是商業(yè)用Al2O3催化劑的2倍,這是由于復(fù)合分子篩具有較大比表面積、孔容和Ni—Mo—S分散度,同時2種分子篩的復(fù)合產(chǎn)生了新的Al—OH—Si鍵提供了豐富的酸性位,進而更利于 4,6-DMDBT 的轉(zhuǎn)化。 郝靚等[26]以ZSM-5/KIT-1為載體搭載不同量CoMo,檢測其對二苯并噻吩/十氫萘溶液的脫硫反應(yīng)活性,發(fā)現(xiàn)負載量為20%MoOx及7%CoOx時,轉(zhuǎn)化率最高達95%以上,與負載量為24%Mo+8%Co和16%Mo+6%Co相比,轉(zhuǎn)化率分別提高40%和15%。王海濤等[27]采用機械混合法制備加氫脫硫/芳構(gòu)催化劑Mo/ZSM-5-SAPO-11,在噻吩脫硫?qū)嶒炛?,發(fā)現(xiàn)SAPO-11晶化時間為24 h,且ZSM-5和SAPO-11質(zhì)量比為7∶3時脫硫率達94.3%。

3.4 甲醇制烯烴

甲醇制烯烴(簡稱MTO)的關(guān)鍵是找到一種高效率、強再生能力的催化劑。作為催化劑的ZSM-5分子篩表面酸性較強,易引發(fā)副反應(yīng)。若SAPO-34參與復(fù)合能減弱ZSM-5表面大部分強酸位,防止烯烴產(chǎn)物在強酸位上發(fā)生氫轉(zhuǎn)移和芳構(gòu)化等二次反應(yīng),阻礙副反應(yīng)的發(fā)生,提高烯烴選擇性。此外復(fù)合分子篩的多級孔道結(jié)構(gòu)限制大分子(諸如芳烴、長鏈烷烴等)的生成。L.P.Liu等[18]采用微波輔助晶化生成了SAPO-34/ZSM-5復(fù)合分子篩,并用于甲醇制烯烴反應(yīng),發(fā)現(xiàn)復(fù)合分子篩在400℃連續(xù)反應(yīng)60 h,轉(zhuǎn)化率依然保持92%以上,同條件下納米ZSM-5分子篩轉(zhuǎn)化率僅為70%左右。與此同時,復(fù)合分子篩對烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)選擇性達90%??赡茉蚴菑?fù)合分子篩的大孔徑孔道結(jié)構(gòu)為烯烴、芳烴等大分子反應(yīng)提供了足夠空間避免其堵塞孔道進而失活,同時SAPO-34引入的L酸與ZSM-5的B酸協(xié)同作用,共同促進烯烴的形成。

3.5 烷基化反應(yīng)

烷基化反應(yīng)是利用加成、置換等反應(yīng)將烷基由有一種分子轉(zhuǎn)移到另一種分子中,烷基化作為一種重要的合成手段,廣泛運用于許多化工生產(chǎn)中。S.Samutsri[10]等采用二步晶化法制備出 ZSM-5-MCA復(fù)合分子篩,并運用于苯甲醚和叔丁醇的反應(yīng)中,發(fā)現(xiàn)復(fù)合分子篩保留了ZSM-5分子篩對對位產(chǎn)物的高度選擇性以及MCA分子篩高轉(zhuǎn)化率,與ZSM-5相比苯甲醚轉(zhuǎn)化率提高25%,烷基化產(chǎn)物產(chǎn)量增加17%。同時在催化劑再生實驗中,復(fù)合分子篩經(jīng)過三次煅燒再生過程,苯甲醚轉(zhuǎn)化率保持不變,4-叔丁基苯甲醚選擇性到達94%,相反,MCA經(jīng)過3次循環(huán)轉(zhuǎn)化率由96%下降到66%,4-叔丁基苯甲醚選擇性也下降到46%。

3.6 吸附分離

分子篩具有較大的比表面積、良好的硫負載能力、良好可再生性和硫化合物分解能力,近些年已被廣泛用于吸附脫硫領(lǐng)域[28]。徐群財?shù)龋?9]采用納米組裝法合成得到ZSM-5/MCM-41復(fù)合分子篩。其吸附含硫化合物能力較強,在以噻吩為脫硫?qū)ο螅?0℃時吸附脫硫率可達90%。分析發(fā)現(xiàn),復(fù)合分子篩比表面積達到6 74.03 m2/g,孔容高達0.70 cm3/g,孔徑達4.16 nm,說明分子篩酸性越大,脫硫能力也越強,同時比表面積、孔容越大吸附含硫化合物能力也越強。

4 展望

ZSM-5分子篩和其他分子篩的復(fù)合彌補了純ZSM-5分子篩的不足,改善了其理化性質(zhì),擴展了ZSM-5分子篩的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著ZSM-5復(fù)合分子篩和其他復(fù)合分子篩研究的深入,為工業(yè)生產(chǎn)提供特定的高效、環(huán)保型催化劑載體提供了可能。為此,對ZSM-5復(fù)合分子篩的發(fā)展,尤其合成方法和復(fù)合材料提出展望。

1)目前,分子篩乃至復(fù)合分子篩大都采用有機胺作為模板劑進行合成,而有機模板劑一般價格昂貴且具有一定的毒性,不符合綠色化學(xué)的初衷,因而探索諸如無模板劑、綠色模板劑法等綠色、環(huán)保型分子篩合成新方法將成為未來分子篩合成的重要研究方向。

2)微介孔復(fù)合分子篩主要由不同孔道結(jié)構(gòu)的硅鋁基分子篩復(fù)合而成,復(fù)合材料比較單一,性能提升有限。在今后的研究中,科技工作者們應(yīng)當勇于“跨界”篩選非硅鋁基諸如高比表面積的石墨烯、碳納米管等材料進行復(fù)合,以期得到更多、性能更優(yōu)異的復(fù)合分子篩。

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介孔分子篩對傳統(tǒng)藥物的原位載藥及緩釋研究
DPF孔道內(nèi)流場及微粒沉積特性的數(shù)值模擬