納米 ZSM-22分子篩的水熱合成及在甲醇轉化反應中的性能

編號：NMJS06133

篇名：納米 ZSM-22分子篩的水熱合成及在甲醇轉化反應中的性能

作者：陳磊[1,2] ;盧鵬[1,2] ;袁揚揚[1] ;徐力[1] ;張曉敏[1] ;許磊[1]

關鍵詞：納米ZSM-22分子篩 水熱合成 甲醇轉化反應

機構： [1]中國科學院大連化學物理研究所,遼寧大連116023; [2]中國科學院大學,北京100049

摘要： 分子篩結構的獨特性和多樣性使其在催化、吸附分離和離子交換等領域有著廣泛應用.近年來,納米分子篩制備和應用受到極大關注.與傳統(tǒng)微米分子篩相比,納米分子篩具有較小的晶粒尺寸、較大的外表面積和較高的表面活性,能顯著提高其分離和催化性能.制備納米晶體的常用方法有過量模板法、空間限定法、晶種法、離子熱合成法及微反應器合成法等.目前,已合成出多種拓撲結構的納米分子篩,包括 FAU, MFI, MEL和CHA等. ZSM-22是一種具有 TON拓撲結構的一維十元環(huán)直孔道分子篩（孔口尺寸為0.45 nm ×0.55 nm）,在長鏈烷烴異構化和烯烴異構化等反應中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性.水熱合成法是制備 ZSM-22分子篩最常用的方法,所得樣品晶粒尺寸為2–15μm,但由于 ZSM-22分子篩是一種亞穩(wěn)態(tài)結構,為了防止雜晶生成,合成通常是在劇烈攪拌（通常大于400 r/min）下進行.目前已有報道在較低轉速下合成 ZSM-22分子篩,但產(chǎn)物仍為微米晶體；或在微波輔助水熱合成條件下合成亞微米 ZSM-22分子篩,但晶體尺寸不可調且合成過程需要較高功率的微波反應器.因此,在水熱條件下合成純納米 ZSM-22分子篩仍然是一個巨大挑戰(zhàn).本文在上述研究基礎上采用改進的水熱合成法成功合成出納米 ZSM-22分子篩,考察了轉速﹑硅鋁比及乙醇共溶劑對晶粒尺寸的影響,比較了納米和常規(guī)微米 ZSM-22分子篩的甲醇轉化反應性能.結果表明,采用改進的水熱合成法能夠在較低轉速下合成出納米 ZSM-22分子篩,晶體尺寸在150–800 nm范圍可調.通過考察轉速對晶粒尺寸的影響,發(fā)現(xiàn)靜態(tài)合成條件下無法形成 ZSM-22分子篩,表明 ZSM-22分子篩合成需要一定的轉速.轉速在10–50 r/min變化時,可以合成出不同晶體尺寸的 ZSM-22分子篩,且隨轉速提高, ZSM-22分子篩晶體尺寸先減小后增大,表明納米 ZSM-22分子篩合成存在最佳轉速.另外,�