硅源对合成分子筛的影响文献综述

 2021-11-04 09:11

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1 MCM-22分子筛简介

1990年,美国的Mobil公司开发了一种新型分子筛MCM-22,随后,Leonowicz等[1]解析了MCM-22的结构,国际沸石联合会在1997年将其定义为MWW型结构。MCM-22属于层状结构分子筛,两个相邻层面之间由氧桥相互连接,与晶胞c轴垂直,它的两个孔道体系彼此独立,互不交叉:一条位于层状结构内部,它是由10元环窗口(尺寸为0.4nm0.59nm)围绕双六元环相互连接成构成的二维正弦网状孔道;另外一条是层状结构之间形成的12元环圆柱形超笼(笼大小为0.71nm0.71nm1.82nm),这些超笼通过双六元环连续堆叠,贯穿在近似圆形的十元环窗口中,保持在层间的超笼和层内的正弦孔道互不相通。由于MCM-22分子筛独特的复合孔道体系,良好的热稳定性、水热稳定性,被广泛应用于烷基化、异构化、催化裂化、甲苯歧化、醚化、汽油改质等方面[2]

2 MCM-22分子筛的合成

MCM-22分子筛的合成与大多数分子筛的合成一样,多为水热合成法,将模板剂、硅源、铝源、碱源和水等按照一定的比例和顺序混合,进行晶化,再经冷却、洗涤、过滤,即可得到MCM-22沸石原粉。影响分子筛合成的因素较多,如模板剂种类及加入量、晶种、晶化方式和晶化温度等,而这些因素之间又相互作用。

2.1 碱源的影响

对于各类影响分子筛合成因素,前人已有很多报道,如史建公等报道了碱源对MCM-22分子筛合成的影响以及NaAlO2为铝源时不同碱源对MCM-22分子筛合成的影响[3,4],报道了不同碱源对分子筛合成的影响,认为分别以Al2O3为铝源、以NaOH为碱源,合成MCM-22分子筛,只有当合成体系的pH值大于等于11时,才能得到目标产物。当n(Na )/n(SiO2)的比值小于0.0049时,合成产物为无定型物;当该比值大于等于0.0049、小于等于0.123时,合成产物为MCM-22分子筛;当该比值等于0.245时,合成产物转化为SM-35分子筛。此外,还认为当其他因素不变时,合成产物随体系碱度的增大而逐步发生MCM-22-无定形-转晶的变化;同时,MCM-22分子筛的结晶度随体系碱度的变化出现最大值。

2.2 模板剂的影响

模板剂是一种结构导向剂,在分子筛的晶化过程中,成为晶核形成的中心结构单元,并且与凝胶相互作用,使凝胶中的原子按照一定的规则连接,从而形成有序的分子筛结构[7]。其主要作用具体表现为:(1)在形成无机物骨架过程中作为空间填充物,具有支撑骨架的作用;(2)与无机物骨架之间的电荷匹配,达到电荷平衡[5,6]

分子筛合成中经常使用的模板剂包括:醇类(如乙醇)、胺类(如四丙基氢氧化铵)、表面活性剂(如CTAB)等。合成MCM-22的模板剂主要包括六亚甲基亚胺HMI、三甲基金刚烷基氢氧化铵TMAadOH(N,N-三甲基金刚烷基氢氧化铵)、Me3N (CH2)5N Me3和(Me2CH)2HN 、(CH2)5NH 、(Me2CH) 等,出于经济性的考虑,合成MCM-22时,模板剂以HMI为主。而其它种类的有机胺模板剂,如环己胺、环戊胺,几乎不能合成出纯相的MCM-22样品[7]

2.3 晶种的影响

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