ZSM-5催化剂简单介绍

ZSM-5 型分子筛的简单介绍 一 ZSM-5 型分子筛结构在 ZSM-5 系列分子筛中，ZSM-5 分子筛用途最多的一项，并主要集中在SiO2/Al2O3（二氧化硅与三氧化二铝的摩尔比）在 40-50 之间。ZSM-5 中特征结构单元是由 8 个五元环组成的单元，成为〔58〕单元，这些〔58〕单元通过边共享形成平行于 C 轴的五硅链，具有竞相关系的五硅链连接在一起形成带有十元环孔呈波状的网层，网层之间又进一步连接形成三维骨架结构，相邻的网层以对称中心相关。它具有特别的结构没有 A 型、X 型和 Y 型沸石那样的笼,其孔道就是它的空腔。骨架由两种交叉的孔道系统组成,直筒形孔道是椭圆形,长轴为 5.7～5.8 Å，短轴为 5.1～5.2 Å；另一种是“Z”字形横向孔道,截面接近圆形,孔径为5.4±0.2Å。属于中孔沸石。“Z”字形通道的折角为 110 度。钠离子位于十元环孔道对称面上。其阴离子骨架密度约为 1.79 克/厘米 3 。因此 ZSM-5 沸石的晶体结构非常稳定。 二 ZSM-5 型分子筛特性２.１热稳定性 ZSM-5 沸石的热稳定性很高。这是由骨架中有结构稳定的五元环和高硅铝比所造成。比如,将试样在 850℃左右焙烧 2 小时后,其晶体结构不变。甚至可经1100℃的高温。到目前为止，ZSM-5 是已知沸石中热温定性最高者之一。所以将它用于高温过程是特别适宜的。例如用它作为烃类裂解催化剂，可经受住再生剂时的高温。２.２耐酸性ZSM-5 沸石具有良好的耐酸性，它能耐除氢氟酸以外的各种酸。２.３水蒸汽稳定性 当其他沸石受到水蒸汽加热时，它们的结构一般被破坏，导致不可逆失活。而Ｍｏｂｉｌ公司用 ZSM-5 作为甲醇转化（水是主要产品之一）的催化剂。这表明 ZSM-5 对水蒸汽有良好的稳定性。５４０℃下用分压为２２ｍｍＨｇ柱的水蒸汽处理Ｈ ZSM-5 和Ｈ石２４小时后，Ｈ ZSM-5 的结晶度约为新奇催化剂的７０％，可是在同样条件下，ＨＹ沸石的骨架几乎全部被破坏。２.４憎水性ZSM-5 具有高硅铝比，其表面电荷密度较小。而水是极性较强的分子，所以不易为 ZSM-5 所吸附。尽管水分子的直径小于正己烷，但 ZSM-5 对正己烷的量一般大于水。2.5 不易积炭 ZSM-5 孔口的有效形伏、大小及孔道的弯曲，阻止了庞大的缩合物的形成和积累。同时，ZSM-5 骨架中无大于孔道的空腔（笼）存在，所以限制了来自副反应的缩合分子的形成。从而使 ZSM-5 催化剂积炭的可能性减少。ZSM-5 对烷基芳烃进入孔道形成障碍，因而反应过程中它不能在较小的孔道中...