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1.1丝光沸石分子筛概述
沸石分子筛催化剂是众多石油炼制和石油化工过程的基础，沸石催化材料是这些催化剂的活性组分，所以沸石分子筛的合成技术一直是催化领域的研究前沿和热点。一种新型催化剂材料的成功开发，会给石油化工及炼油工业带来革命。自二十世纪五十年代以来，沸石分子筛合成领域的研究异常活跃，已成为吸附分离、石油化工及炼油行业的技术核心，世界各大公司竞相研究开发、不断创新。
丝光沸石(Mordenite,MOR)是人类认识最早的沸石之一，分天然和合成两类。1864年How首次命名天然丝光沸石[1]，1948年Barrer[2]用碳酸钠为矿化剂，混合硅酸凝胶与铝酸钠水溶液，在265~295C下水热晶化，首次合成出丝光沸石。丝光沸石具有优良的耐热，耐酸和抗水汽性能，广泛应用于催化裂化、脱蜡降凝、甲醇氧化等石油石化工业，此外，在精细化工、建材和环保等领域也具有广阔的应用前景[3-5]。
丝光沸石分子筛的单胞结构中，硅氧四面体、铝氧四面体组成四元环和五元环，其中五元环占优势，这些五元环是成对地联接在一起的，即相邻的两个五元环共用两个硅(铝)氧四面体。它们又通过氧桥与另一对五元环联接，在相联的地方形成四元环[6]。继续这样联接，就可以围成八元环和十二元环，如图1-2所示[6]。丝光沸石没有笼，是层状结构，这些层通过适当的方式联结构成平行于c轴的许多筒形孔。筒形孔道有两种，一种由椭圆形十二元环组成，其长轴直径为0.70nm，短轴直径为0.58nm，它是丝光沸石的主孔道，由于各层结构并不是正对着重叠在一起，而是互相之间有一定的位移，致使直筒形孔道发生一定程度的扭曲；另一种孔口由八元环组成，由于层状排列不够规则，孔径约为0.29nm，一般分子不易通过，所以丝光沸石吸附分子主要是在主孔道出入。因此，一般可认为丝光沸石是一维的，在催化应用中引起扩散限制[7]。丝光沸石属正交晶系，空间群为Cmcm，钠型丝光沸石晶胞参数a=1.813nm，b=2.049nm，c=0.752nm，其理想晶胞组成为：Na[(AlO2)8(SiO2)40]24H2O，它的SiO2/Al2O3分子比为10/l[6]。
图1-1丝光沸石的拓扑结构
Figure1-1Thetopologicalstructureofmordenite.
丝光沸石按孔径可分大孔(LPM)、小孔(SPM)两类[8]。大孔丝光沸石孔径约为0.7nm，小孔丝光沸石孔径约为0.4nm。LPM都是合成的，一般为球晶，可吸附苯尺寸分子。SPM有合成和天然两种类型，六角形针状结晶。有研究者认为小孔沸石的形成是因为结构的堆垛层错，或无定形物质堵塞了通道[8]。但XRD[9]无法区别大孔沸石和小孔沸石。
Ripmeester[10]使用l29XeNMR谱表征了不同丝光沸石的微孔结构，结果表明Xe可进入Na-，K-，NH4-MOR的主通道和侧孔，但不能进入Cs-MOR的侧孔。表明不同的阳离子对通道的约束作用不同。
丝光沸石具有较高的酸中心密度和酸强度，是较好的固体酸催化材料。小分子可在其二维空间扩散，较大分子只能在一维空间扩散，由于位错等原因，其主通道易堵塞，堵塞后很快失活。
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