分子筛催化剂的前沿进展_李超
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[1]。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[2]。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[3]。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[4-5]。
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[6]。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[7]。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[8]。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[9-12]。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.[13]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元环直孔道的AlPO4-5沸石。1988年Davis，M.E.成功的合成出第一个具有18元环圆形孔口的磷酸铝，（H2O）42[Al18P18O72] ---VPI-5[14]。
90年代，Mobil公司的科学家报道了使用烷基季铵盐阳离子表面活性剂为模板剂成功地合成了M41S（MCM-41、MCM-48、MCM-50）系列氧化硅(铝)等有序介孔分子筛[15-16]。
近年来，人们利用不同方法合成MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56、MCM-70、SBA-15、以及HMS、MCF、MSU、MFS等多种介孔分子筛，并且
分子筛催化剂的前沿进展
李超，王强，郭昭华，池君洲，王永旺，杜艳霞，黄岩，房现阁
（神华准能资源综合开发有限公司，内蒙古薛家湾010300）
摘要：分子筛是一种特定空间结构的新型催化剂，侧重介绍了ZSM-5分子筛、MCM系列分子筛、磷酸铝分子筛、SBA-15分子筛、Y型分子筛的结构特点及改性前后应用。分子筛催化剂常用于工业化工生产、石油化工。目前，分子筛催化剂的研究越来越多，种类与性能更加丰富，开发环境友好型分子筛催化剂成为今后的研究热点。
关键词：分子筛；催化剂；应用
中图分类号：TE624.9+9文献标识码：B文章编号：1671－9816（2013）03－0073－05
收稿日期：2013-01-07
作者简介：李超（1983－），男，博士研究生，工程师，神
华准能资源综合利用开发有限公司，研究方向：能源化工与
催化新材料，主要从事粉煤灰中硅系物质的资源化利用与开
发。
将Fe、Co、Ni、Ga、Cr、Zr、Ti、Nb、Ru、Mo、W、B、Sn等杂原子引入介孔分子筛的孔壁合成出杂原子分子筛。Yaghi O.M.等科学家合成的配位聚合物，无机有机杂化物质为主体的有序多孔骨架Porous Metal-organic Frameworks（MOFs）的大量兴起[17-19]，并且在结构与功能上显示出MOFs的特色，为多孔材料的多样化增添了新的领域。
2几种常见的分子筛催化剂
2.1ZSM-5分子筛催化剂
ZSM-5分子筛是MFI结构的分子筛，（硅铝比≥20），骨架结构由五元环组成，具有耐热性、耐酸性、疏水性和较高的水热稳定性，孔道交叉，孔径在0.52～0.56nm之间，催化反应性能优异[20]。
ZSM-5分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、异构化、催化氧化、裂化及脱硫反应。近年来，主要利用其酸碱特性进行甲醇转化为烃类和低碳烷烃脱氢反应。张玲玲等考察了纳米与非纳米ZSM-5分子筛在甲苯烷基化、二甲苯异构化反应的催化性能，结果表明：纳米ZSM-5催化剂表面存在更多的酸量，使得催化裂化活性与氢转移活性相对较高[21]。
陆璐等采用固相水热合成法，以有机硅烷作为添加剂，直接合成了多级孔ZSM-5分子筛，并进行了苯、甲醇烷基化反应测试，结果表明:多级孔ZSM-5分子筛上苯的转化率提高了约8%，甲苯及二甲苯的选择性提高了约3%，收率提高了近9％[22]。许烽等人研究了ZSM-5分子筛的粒径可控合成及其在甲醇转化中的催化作用，发现小粒径分子筛有利于生成轻质烃类(C1～C4)，而大粒径分子筛对C5以上烷烃和芳烃的选择性高[23]。韩伟等考察了低温合成HZSM-5分子筛上甲醇制丙烯反应性能，结果表明：低温合成的分子筛晶粒较小，表面粗糙且存在微晶晶粒，比表面积、孔容较大，丙烯选择性较高[24]。
熊强等，采用水热晶化法合成钒原子改性的VZSM-5分子筛，结果表明，钒进入分子筛骨架后，使分子筛的总酸量和强酸量降低，B酸量减少，L酸量增多；HVZSM-5分子筛的脱硫效果优于HZSM-5，脱硫率提高了11%，焦炭产率下降了0.22%，液体收率升高了2%[25]。汪红等人采用原位水热合成技术，以堇青石陶瓷为载体，合成了ZSM-5/堇青石催化剂，并考察了NO低温氧化的催化反应性能，结果表明：ZSM-5分子筛/堇青石催化剂具有较好的抗水汽能力[26]。尚会建等人利用离子交换法改性HZSM-5分子筛，结果表明：HZSM-5分子筛经KCl、NiO和ZnO改性，表面形成许多小晶粒，KCl-NiO-ZSM-5催化剂催化性能较好，哌嗪的选择性最高[27]。
2.2MCMs分子筛催化剂。
1992年美国Mobil公司的研究者Beck等人利用阳离子表面活性剂做为结构的模板剂，合成了MCM-41，MCM-48和MCM-50的有序介孔材料。尽管有序介孔材料尚未获得大规模的工业化应用，但它所具有的孔道排列有序、大小均匀、孔径可在2～50nm 范围内连续调节等特性，使其在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料方面有着巨大的应用潜力。
MCM-41的合成主要采用水热合成法。纯硅MCM-41分子筛离子交换能力小，酸含量及酸强度低，热稳定性和水热稳定性差，使其不具备催化氧化能力。因此，人们在其结构性能方面做了大量工作，包括：增孔、杂原子金属改性及固体杂多酸改性等方面[28]。
谷桂娜等人利用阳离子和三嵌段共聚物混合表面活性剂为模板，在水热条件下合成出孔径在2～3nm 之间的MCM-41分子筛[29]。果崇申等分别采用分步浸渍和共浸渍法将K2O引入Co-Mo/MCM-41催化剂的前驱体，考察了催化剂的加氢脱硫（HDS）反应性能，结果表明：分步浸渍法引入K2O对Co-Mo/MCM-41催化剂能提高对DDS路径的催化活性，抑制了HYD路径的催化活性，降低反应过程中氢气的消耗[30]。
李长海等[31]采用等体积浸渍法，制备Ni-SiW12/ MCM-41催化剂，并考察了催化剂正庚烷异构化反应的催化性能，结果表明：在Ni物种质量分数为4％，SiW12质量分数为30％，反应温度为300℃的条件下，M-SiW12/MCM-41催化活性为18.8％；异构化选择性为74.4%。
1990年美国Mobil公司报道了新型沸石MCM-22分子筛(拓扑代码MWW)，孔径<2nm的微孔结晶分子筛，具有2种独立的孔道体系，层内为二维、正弦、交叉的10元环椭圆孔道，而层间为0.71nm×0.71nm×1.82nm的12元环大型超笼，超笼通过重合六元环，贯穿在近似椭圆形的10元环窗口中。MCM-22分子筛具有较高的热稳定性、水热稳定性及适宜的酸性[32]。因此，烷基化、裂化、芳构化及甲苯歧化等方面显示出广阔的应用前景。
韩静等制备了MCM-22分子筛，并考察了苯与丙烯烷基化反应催化性能，结果表明：柠檬酸处理的MCM-22分子筛，苯的转化率达到44%，正丙苯含量
维持在170ug/g以下[33]。张祚望等利用水热动态合成法制备了H-MCM-22分子筛，并考察了苯与异丙醇的烷基化反应测试，结果表明：苯的转化率达到23.8%，异丙苯的选择性达到88.7%[34]。
初乃波等利用炭黑微球做模板，一步动态水热晶化合成MCM-22分子筛微球，具有空心结构，并考察了多级孔道Mo-MCM-22HS空心球催化剂在甲烷无氧芳构化反应的性能，较常规催化剂相比，甲烷总转化率提高25%~30%，苯收率保持在9%左右[35]。纪永军等利用水热合成法制备MCM-22分子筛，经后期处理制备了更大表面积的Meso-MCM-22分子筛，在1.3.5-三异丙苯的裂解反应、苯和异丙醇烷基化反应中表现出优异的催化性能[36]。
MCM-56是MCM-49合成过程的中间过渡态，二者具有MWW结构，都含有相同的微观结构单元[37-38]。华东理工大学李涛课题组利用动态水热法合成MCM-49分子筛，并考察了苯与三异丙苯烷基化、苯与丙烯液相烷基化性能，实验数据与动力学模型数值计算相符[39]。庄道陆等采用后合成法制备了MCM-56分子筛，并对负载MoO3的HMCM-56分子筛进行了重芳烃轻质化实验，结果表明：C9+的转化率和苯、甲苯、二甲苯的选择性分别达到59.35%和87.11%[40]。2.3AlPO4分子筛催化剂
磷酸铝分子筛骨架是由铝氧四面体、磷氧四面体，呈电中性。其中，Al3+和P5+可被不同价态的金属元素、非金属元素取代，形成具有不同结构和性能的杂原子MeAPO-n分子筛催化剂。王宇飞等利用溶胶凝胶法制备了AlPO4分子筛，并进行了乙醛丙二醇反应测试，结果表明：n（P）/n（Al）=1.0，焙烧温度为400℃，分子筛具有最大的弱酸酸度，缩醛化反应活性最高[41]。王喜涛等人利用溶胶凝胶法制备了MoVBiO/AlPO4催化剂，并考察了异丁烷制备异丁烯醛的催化反应性能，结果表明：随着Bi/V摩尔比的增大，异丁烯醛的选择性从14.2%上升到45.1%[42]。刘刚等利用柠檬酸法合成路线制备了介孔AlPO4材料，并进行了邻苯二酚O－单醚化合成愈创木酚的反应性能测试，催化效果良好；并利用磷酸铝作为硬模板合成介孔碳材料[43]。宁静等利用有机—无机超分子自组装法，合成了介孔磷酸铝材料，并应用到环烯烃氧化反应测试中，表现出较高的催化活性[44]。此外，磷酸铝分子筛还广泛用于裂解反应、脱氢反应、水合反应、酯化反应等方面。
2.4SBA-15分子筛催化剂
1998年，Zhao等人以三嵌段共聚物PEO20PPO70PEO20作为模扳剂，在强酸性水热合成的条件下，制得高度有序二维六方相的SBA-15分子筛[45]，介孔尺寸在4.6～30nm范围内，氧化硅孔壁厚度可在3.1～6.0 nm范围内，比表面积在500～1000m2/g之间。董贝贝等详细介绍了SBA-15分子筛的合成、机理、及其结构的调整[46]。许思维等制备Fe改性的SBA-15分子筛吸附剂，对砷溶液的吸附性能研究表明，温度为500℃时，Fe含量为8%的SBA-15分子筛，砷吸附效果最好，性能最优良[47]。王放等制备了短孔道Zr-Ce/SBA-15负载的Pd催化剂，并用于甲苯氧化反应测试，效果良好[48]。钱林平等制备了Ru改性SBA-15分子筛，并进行甲烷与二氧化碳重整反应测试，结果表明：Ru质量分数为0.5wt%、反应温度为750℃时，二氧化碳与甲烷的转化率均超过90%[49]。改性的SBA-15分子筛催化剂还可用于催化加氢、聚合、缩合、烷基化、异构化、催化裂化和热分解等方面[50]。
2.5Y型分子筛催化剂
1949年UCC公司的Breck首次成功合成出具有工业应用价值的Y分子筛，具有规则的孔道结构，以β笼和六方柱笼为基础，构成一个具有超笼结构的八面体沸石。Y分子筛在重油和渣油裂化过程中表现出较高的稳定性和催化活性，并逐渐成为流化床催化剂（简称FCC催化剂）的主要成分。程时文制备了加氢裂化催化剂改性的Y分子筛，并进行了正葵烷反应性能测试，效果良好[51]。图亚等制备了高硅铝比的Y型分子筛，并进行了二异丙苯催化裂化反应测试，平均裂化率为39.9%，比工业USY提高了6.2%[52]。中国石化石油化工科学研究院等单位共同承担的项目“含双孔结构Y型分子筛复合材料的催化裂化催化剂开发”在北京通过了技术鉴定，工业应用结果表明：原料掺渣率提高4.57%、大于500℃的馏分增加2.7%，残炭提高0.43%时，比常规Y分子筛汽油收率提高4.16%，总液体收率增加0.30%，达国际先进水平[53]。
3结语
分子筛催化剂的应用已遍及化工、催化、材料、环保、信息及能源等领域。随着分子筛的不断深入研究及机理的不断深化，在廉价、低毒、快速的合成方法，生产成本降低方面必将取得重大进展。针对相应反应的类型与特点，必将合成出结构稳定、性能丰富的
分子筛催化剂，也必将带动我国化工行业突飞猛进。
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针对被评价的具体的作业条件，由有关人员（如区队长、安全人员、技术人员、工人代表）组成的小组，依据过去的经历、有关的知识和实际条件，经充分讨论，估定L、E、C的分数值。然后计算3个指标的乘积，得出危险性分值，并按照表5所列的分数来定义风险等级。
3结语
安全评价方法的应用，就是辨识查找出被评价系统所存在的危险因素及其危险和危险程度，并据此提出合理可行的安全措施，将发生事故的危险性控制在一个允许的最小范围内，并尽可能使被评价单位达到最佳安全状态。
具体来说，安全评价的作用有以下6个方面：
1）通过安全评价，可以使企业领导具体了解和掌握电铁运输系统的安全生产基础和管理水平的强弱程度，看到“量化”后的差距，确定整改的重点；
2）安全评价用有关法律、法规、标准、规范来衡量电铁运输系统安全状况，可以促进安全法律、法规和各项规章制度的落实，有利于强化安全意识，夯实安全生产基础，减少事故的发生；
3）通过安全评价，有利于提高电铁运输的安全管理水平，安全评价可以使矿山安全管理变纵向单一管理为全面系统管理；
4）通过安全评价，有利于企业对铁路系统存在问题严重程度的确认，从而合理选择安全投资，使其和可能减少的负效益达到合理的平衡；
5）通过安全评价，有利于更好的实施监督、管理提供了决策依据；
6）通过安全评价，有利于提高铁路安全管理人员、工程技术人员和广大员工的安全意识和管理水平。参考文献：
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表5D-危险性分值
D值危险程度风险等级
＞３２０１６０￣３２０７０￣１６０２０￣７０＜２０极其危险，不能继续作业
高度危险，要立即整改
显著危险，需要整改
一般危险，需要注意
稍有危险，可以接受
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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
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
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
微孔分子筛催化剂的制备及应用
微孔分子筛催化剂的制 备及应用 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
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
分子筛催化剂的发展及研究进展
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。
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
分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响_张晓琳.
精细石油化工进展 38 ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS 第13卷第7期 分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响 张晓琳，王俊艳，曹志涛 （中国石油辽阳石化分公司，辽阳111003） ［摘 要］介绍了Y分子筛成型步骤，考察了Y分子筛与拟薄水铝石质量比、胶溶剂品种及 Y分子筛与拟薄水铝石质含量、升温速度、水粉比等对催化剂成型后抗压强度的影响。结果表明，量比3∶1，硝酸为胶溶剂，其含量5%，缓慢升温，升温速度100℃/h，水粉比0．85，干燥温度110℃，焙烧温度550℃，在此条件下，成型分子筛抗压强度最好。 ［关键词］催化剂 抗压强度 成型条件 随着生产和科学技术的发展，成型工艺已渗 化学工业的发展很大程度上透到许多重要行业， 依赖于催化剂的开发，催化剂的活性、选择性、稳 定性、强度等性能都与催化剂成型方法有不同程度的关系，催化剂的成型方法和工艺不同使催化 ［1］ 对成型过程剂具有不同的使用效果。近年来， 中加入添加剂的性质、成型条件的变化与催化剂 机械强度、孔结构之间的关系日益受到重视。为此，笔者以Y分子筛为原料，考察了拟薄水铝石用量、胶溶剂品种及含量、升温速度及水粉比等成并对用于柴油型条件对分子筛抗压强度的影响， 脱硫剂的改性Y分子筛进行成型试验，成型后对其进行抗压强度分析。11．1 实验部分 试剂与设备 Y型分子筛，拟薄水铝石，田菁粉均为分析 型 ［2］ 。
（4）将挤条成型的分子筛干燥，缓慢升温到 110℃，恒温2h。（5）焙烧干燥后的分子筛，升温速度为100℃/h，升温到550℃后恒温2h。22．1 结果与讨论 拟薄水铝石用量及硝酸含量对分子筛抗压 强度的影响 Y分子筛与拟薄水铝石质量比分别为20∶1，5∶1和3∶1，采用硝酸作胶溶剂，其含量分别为4%，4．5%，5%，6%，7%，8%和10%，依据1．2分子筛成型步骤成型，考察拟薄水铝石用量及硝酸含量对成型分子筛抗压强度的影响，结果见图1 。 纯，天津市光复精细化工研究所生产；硝酸（含量 65%～68%），沈阳市经济技术开发区试剂厂生产；柠檬酸，甲酸和草酸均为分析纯，天津市光复精细化工研究所生产。 SX2－4－10箱式电阻炉，沈阳市工业电炉厂生产；XCB－150干燥箱，承德市金建检测仪器有限公司生产；DLⅡ型智能颗粒强度测定仪，大连化工研究设计院生产；TBL－Ⅱ型催化剂成型挤条装置，天津大学北洋化工试验设备公司生产。1．2分子筛成型步骤 （1）分别称取一定量的固体粉末Y分子筛、拟薄水铝石及田菁粉，将这3种固体充分混合均匀。（2）将配制好的胶溶剂溶液滴加到固体混合物中，边滴加边搅拌，捏合成可塑形态。 （3）用挤条机将可塑形态的分子筛挤条成 图1拟薄水铝石用量及硝酸 含量对抗压强度的影响 由图1可以看到，分子筛抗压强度随着拟薄
分子筛催化剂,分子筛价格报价
分子筛催化剂，分子筛价格报价 郑州永坤环保科技有限公司 分子筛催化剂，分子筛价格报价，分子筛价格也是根据各种型号价格相差很多，9500元/吨到19000元/吨不等，分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2 nm）的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力，多孔材料在许多领域有着广泛的应用，如微孔分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料，在石油加工、石油化工、精细化工以及日用化工中起着越来越重要
的作用。 分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体。它是由硅氧、铝氧四面体组成基本的骨架结构，在晶格中存在着金属阳离子（如Na+，K+，Ca2+，Li+ 等），以平衡晶体中多余的负电荷。分子筛的类型按其晶体结构主要分为：A型，X型，Y型等。分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不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”分子的作用，故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。 分子筛工作原理：吸附功能：分子筛对物质的吸附来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和
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
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
催化剂的制备方法与成型技术
\催化剂的制备方法与成型技术 摘要：本文介绍了固体催化剂的组成，催化剂制备的一般方法、催化剂制备的新技术，以及催化剂常用成型技术。 关键词：固体催化剂；制备方法；成型技术 Abstract: this paper introduces the composition of the catalyst, solid catalyst preparation of the general method of preparation, catalyst of new technology, and catalysts used molding technology. Keywords: Solid catalyst; Preparation methods; Molding technology
目录 摘要 (1) 1 固体催化剂的组成： (2) 2 催化剂的一般制备方法 (2) 2.1 浸渍法 (2) 2.2 沉淀法 (3) 2.3 混合法 (4) 2.4 滚涂法 (4) 2.5 离子交换法 (4) 2.6 热熔融法 (4) 2.7锚定法 (5) 2.8 其他方法 (5) 3 催化剂成型技术 (6) 4 小结 (7) 参考文献 (8)
0 引言 催化剂又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化作用是指改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成。催化剂具有加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量，对反应的选择性，只能加速热力学上可能的反应，且不改变化学平衡的位置的特点。催化剂是催化工艺的灵魂，它决定着催化工艺的水平及其创新程度。因此研究工业催化剂的制备方法以及成型技术具有重要的实际意义。 1 固体催化剂的组成： 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成： 1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。 目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 2 催化剂的一般制备方法 2.1 浸渍法 将含有活性组分（或连同助催化剂组分）的液态（或气态）物质浸载在固态载体表面上。此法的优点为：可使用外形与尺寸合乎要求的载体，省去催化剂成型工序；可选择合适的载体，为催化剂提供所需的宏观结构特性，包括比表面、孔半径、机械强度、导热系数等；负载组分仅仅分布在载体表面上，利用率高，用量少，成本低。广泛用于负载型催化剂的制备，尤其适用于低含量贵金属催化剂。 影响浸渍效果的因素有浸渍溶液本身的性质、载体的结构、浸渍过程的操作条件等。浸渍方法有：①超孔容浸渍法,浸渍溶液体积超过载体微孔能容纳的体积,常在弱吸附的情况下使用；②等孔容浸渍法，浸渍溶液与载体有效微孔容积相等，无多余废液，可省略过滤，便于控制负载量和连续操作；③多次浸渍法，浸渍、干燥、煅烧反复进行多次，直至负载量足够为止，适用于浸载组分的溶解
“绿色”石油裂化中的沸石分子筛催化剂
“绿色”石油裂化中的沸石分子筛催化剂 摘要：沸石分子筛催化剂是一种环境友好型的催化剂，不仅具有较高的催化活性，且其本身无毒无害，是当前催化剂研究的热点之一。目前，分子筛已在工业中取得了广泛的应用，石油的催化裂化则是其中之一。本文将简要介绍分子筛催化剂在催化裂化中的重要性，并着重探讨分子筛在石油裂化“绿色化”的道路中应如何发展。 关键词：分子筛催化剂；催化裂化；绿色化学 1、分子筛与石油催化裂化 分子筛（molecular sieves）是一种能在分子水平上筛分物质的多孔材料，常包括沸石、微孔玻璃、活性炭以及磷铝酸盐。其中，沸石分子筛是具有均匀晶内孔道的结晶硅铝酸盐，而其作为一种固体酸催化剂，已被广泛用于石油化工及炼油领域。例如，将重质油转化为裂化气、柴油等的加工过程——催化裂化，则需要活性高、可再生的催化剂的参与。历经性能较差的天然白石与无定型硅铝酸盐，沸石分子筛在二十世纪六十年代开始登上催化裂化的舞台，大放异彩。 重质油裂化成轻质油与气体的过程，本质上即为一个脱碳的过程，焦炭与干 气可视为该反应的最终产物。在工业中，催化裂化装置必须 包括反应与催化剂再生两个部分，故而在考虑催化剂活性、 寿命、选择性等因素时，其是否易再生必须引起足够重视。 沸石分子筛以硅氧四面体与铝氧四面体为基本结构，并通过 共用顶点相互连接成链或环进而构成三维空间的骨架（右图 为X\Y型沸石分子筛的晶体结构）。Y型分子筛含有较高的硅 铝比，具有更高的裂化活性，相较于其他类型的沸石分子筛，Y性分子筛被更多用于裂化工业中，而为了适应较高的反应温度与催化剂再生温度，人们将Y型分子筛经高温水热处理铝或脱铝补硅以增强其稳定性，从而开发了一类超稳型沸石分子筛裂化催化剂（USY）。目前常用的沸石分子筛裂化催化剂有如下四大类：稀土Y型（REY），稀土氢Y型（REHY），超稳Y型（USY），稀土超稳Y型（RE-USY）。 一般而言，稳定性、活性、选择性以及抗重金属污染能力是催化剂选择的几个关键因素，而酸性则是影响它们的重要指标之一。对于硅-铝型催化剂而言，其酸性源于铝氧四面体。相较于无定型硅酸铝，沸石分子筛酸中心浓度高，又因具备吸附能力强的微孔结构而能在酸中心附近吸附更多反应物，另外其筛孔穴中的电场会使C-H键极化促使碳正离子的生成和反应。除此之外，因分子筛本身的孔结构特性以及晶体稳定性，使其比无定型硅铝酸等早期催化裂化催化剂具有更高的选择性以及水热稳定性。而对于某些因沉积表面而使催化剂活性、选择性降低的重金属，如镍、铁等，沸石分子筛尽管已有了较为优良的抗污染能力，但在实际生产中因重金属污染所受的影响依然较大。倘若具有较多的酸中心，则可稍降低该污染的影响。当然，为了满足市场以及环境的需求，催化裂化的工业流程
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