沸石分子筛包含规整的纳米孔道,其酸性可以调整,从上世纪60年代以来,已经被广泛地应用在石油炼制和化工等领域,促进了催化裂化、催化重整、烷基转移、异构化和烷基化等催化反应过程的快速实现。而随着科学技术的不断发展,人们对催化技术要求不断提高,因此开始对其择形性提出了越来越高的要求。沸石晶粒内外表面均包含固体酸性位,随着沸石晶粒大小变化,外表面的羟基酸性位通常占到总酸性位的3%~5%,无空间局域限制的
外表面酸性位不具有择形催化性能。

在一种沸石分子筛晶粒的外表面包裹生长一层致密的高硅铝比或纯硅分子筛外壳,在不影响沸石纳米孔道扩散性能的情况下可实现外表面的择形改性,纯硅外壳还可将亲水性外表面改变为疏水性。这种独特的结构特点有利于抑制发生在外表面的副反应,减少对核相分子筛催化活性的不利影响。此外,壳层沸石分子筛还可发挥对产物分子进行分离的功能,有利于提高催化反应的选择性。

一般来说,沸石合成的主要方法为水热晶化法。这种合成法是以水作为沸石分子筛晶化的介质,将其它反应原料按比例混合,放入反应釜中,在一定的温度下晶化而合成沸石分子筛。此法早在1959年由Mllton等提出,是将铝源、硅源、无机碱和水按一定比例混合,然后置于反应釜中,在高于100℃的温度和自生压力下晶化。水热合成使晶体成核速度和晶化速度提高。合成过程中加料顺序、搅拌速度及晶化时间都会对晶化产物的结构和形貌产生很大的影响。另外,微波辐射合成法是近年来新兴的一种合成沸石的方法,是将反应原料按一定比例混合后,置于微波炉中,经过微波加热一定时间,生成沸石分子筛。

沸石分子筛的合成、表征与应用-国投盛世

正是人类实践活动的需要和应用领域的发展,不断的推动着沸石分子筛的发展。从天然沸石到人工合成沸石、从低硅沸石到高硅沸石;从硅铝分子筛到磷铝分子筛;从超大微孔到介孔材料的出现;从无机多孔骨架发展到MOFs,以及近期正在兴起的大孔材料等等,有效的提高了产率,降低了合成成本和环境污染。