由于多级孔沸石具有潜在与实际的应用价值,因此对其研究引起了人们的广泛关注。其中具有三维十二元孔道结构的大孔高硅沸石,被人们命名为Beta沸石,具有特殊的孔道结构,并且具有强大的酸催化特性及结构选择性,在加氢裂化、异构化、烷基化、脱蜡等石油炼制和石油化工过程中有着广泛应用。实际应用过程中,在FCC(fluidcatalyticcracking,催化裂化)催化剂中加入少量Beta沸石或改性Beta沸石,就可以显著提高裂化催化剂的水热稳定性、抗积炭及耐磨等特性,可以说近几年来,Beta沸石已迅速发展成为一种十分重要的新型催化材料。

一般来说,合成Beta沸石的主要原料包括有铝源、硅源和模板剂等。在有的制备工艺中,会加入一定量的晶种或者晶化促进剂来促进Beta沸石进行改性与结晶,或者改变与调整其理化性能。其具体合成工艺包括:

第一,水热成胶晶化法合成Beta沸石。这种方法是分子筛合成领域内最为常见的方法,其主要是将合成Beta沸石所需要用到的铝源、硅源和模板剂等材料在合成工艺开展前按照一定条件与顺序进行混合搅拌,然后使得混合的材料形成浆液,接着在一定温度、压力下晶化成为分子筛。这种方法具有合成均匀,产品稳定等优点,但是通常模板剂用量较大,因此提高了制备成本,而这也决定了Beta沸石原料成本较高。

第二,导向剂法合成Beta沸石。这种方法一般分成两个步骤,首先是对导向剂的合成:将铝酸钠、四乙基氢氧化铵、白炭黑等原料混合均匀后在一定温度下陈化即得导向剂;然
后将合成Beta沸石的各原料按照一定的比例混合均匀,加入1%~5%的导向剂,在一定温度下晶化即得到Beta沸石。这种技术能够降低了模板剂的使用量,也能够快速提高Beta的结晶速率,但是也有着明显的缺点:这种技术中制备出来的Beta沸石硅铝含量较低,其数值在5-50之间,并且会增加了一定的合成成本,且工艺相对复杂。

第三,表面润湿晶化法合成Beta沸石。这种方法是在水热成胶晶化法的基础上继续降低体系中模板剂的用量以降低成本发展出来的,其能够有效降低沸石合成成本,缩短整个晶化时间。

不同方法制备的Beta沸石其反应性能相对有所偏差,其数据表如下所示。区别在于晶化过程中,晶粒尺寸的大小及活性程度。一般来说,Beta沸石较小的晶粒尺寸有利于反应物及产物的扩散,提高了催化剂的活性,这一点需要在实际应用中注意。