產(chǎn)品詳情

ZSM-5分子篩是一種高硅三維交叉直通的新結(jié)構(gòu)沸石分子篩。ZSM-5分子篩親油疏水，熱和水熱穩(wěn)定性高，大多數(shù)的孔徑為0.55nm左右，屬于中孔分子篩。由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)不僅為擇形催化提供了空間限制作用，而且為反應(yīng)物和產(chǎn)物提供了豐富的進(jìn)出通道，也為制備高選擇性、高活性、抗積炭失活性能強(qiáng)的工業(yè)催化劑提供了晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。由此，其成為了石油工業(yè)中擇形反應(yīng)中最重要的催化材料之一。ZSM-5分子篩在精細(xì)化工和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。不同硅鋁比的ZSM-5分子篩產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同。

ZSM-5分子篩結(jié)構(gòu)：

ZSM-5分子篩屬于正交晶系，空間群Pnm a,晶胞參數(shù)為a=2.017nm，b=1.996nm，c=1.343nm。ZSM-5的晶胞組成可表示為NanAlnSi96-nO192·16H2O，式中n是晶胞中Al原子個(gè)數(shù)，可以由0~27變化，即硅鋁物質(zhì)的量比可以在較大范圍內(nèi)改變，但硅鋁原子總數(shù)為96個(gè)。

ZSM-5分子篩的晶體結(jié)構(gòu)由硅（鋁）氧四面體所構(gòu)成。硅（鋁）氧四面體通過公用頂點(diǎn)氧橋形成五元硅（鋁）環(huán)，8個(gè)這樣的五元環(huán)組成ZSM-5分子篩的基本結(jié)構(gòu)單元。ZSM-5分子篩的孔道結(jié)構(gòu)由截面呈橢圓形的直筒形孔道（孔道尺寸為0.54×0.56nm）和截面近似為圓形Z字型孔道（孔道尺寸為0.52×0.58nm）交叉所組成，如下圖如示。兩種通道交叉處的尺寸為0.9nm，這可能是ZSM-5催化活性及其強(qiáng)酸集中處。ZSM-5分子篩具有規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)，大比表面積，高水熱穩(wěn)定性，良好的離子交換性能及豐富可調(diào)的表面性質(zhì)。

ZSM-5分子篩孔道結(jié)構(gòu)示意圖

ZSM-5分子篩特性：

1、熱穩(wěn)定性：ZSM-5分子篩的熱穩(wěn)定性很高。這是由骨架中有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的五元環(huán)和高硅鋁比所造成。比如,將試樣在850℃左右焙燒2小時(shí)后,其晶體結(jié)構(gòu)不變。甚至可經(jīng)受1100℃的高溫。到目前為止，ZSM-5分子篩是已知分子篩中熱溫定性最高者之一。所以將它用于高溫過程是特別適宜的。例如用它作為烴類裂解催化劑，可經(jīng)受住再生催化劑時(shí)的高溫。

2、耐酸性：ZSM-5分子篩具有良好的耐酸性，它能耐除氫氟酸以外的各種酸。

3、水蒸汽穩(wěn)定性：當(dāng)其他分子篩受到水蒸汽和熱時(shí)，它們的結(jié)構(gòu)一般被破壞，導(dǎo)致不可逆失活。而Mobil公司用ZSM-5分子篩作為甲醇轉(zhuǎn)化（水是主要產(chǎn)品之一）的催化劑。這表明ZSM-5分子篩對水蒸汽有良好的穩(wěn)定性。540℃下用分壓為22mmHg柱的水蒸汽處理ZSM-5分子篩和HY分子篩24小時(shí)后，ZSM-5分子篩的結(jié)晶度約為新鮮催化劑的70%，可是在同樣條件下，HY分子篩的骨架幾乎全部被破壞。

4、憎水性：ZSM-5分子篩具有高硅鋁比，其表面電荷密度較小。而水是極性較強(qiáng)的分子，所以不易為ZSM-5分子篩所吸附。盡管水分子的直徑小于正己烷，但ZSM-5分子篩對正己烷的吸附量一般大于水（見下表）：

5、不易積炭：ZSM-5分子篩孔口的有效形伏、大小及孔道的彎曲，阻止了龐大的縮合物的形成和積累。同時(shí)，ZSM-5分子篩骨架中無大于孔道的空腔（籠）存在，所以限制了來自副反應(yīng)的大縮合分子的形成。從而使ZSM-5分子篩催化劑積炭的可能性減少。ZSM-5分子篩對烷基芳烴進(jìn)入孔道形成障礙，因而反應(yīng)過程中它不能在較小的孔道中繼續(xù)反應(yīng)，最后縮聚形成焦。所以ZSM-5分子篩比Y型分子篩的積炭速率慢得多，幾乎相差兩個(gè)數(shù)量級。ZSM-5分子篩的容炭量也較高。

6、優(yōu)異的擇形選擇性：以沸石分子篩作為催化劑，只有比晶孔小的分子可以出入催化反應(yīng)的進(jìn)行受著沸石晶孔大小的控制，沸石催化劑對反應(yīng)物和產(chǎn)物分子的大小和形狀表現(xiàn)出極大的選擇性。ZSM-5分子篩十元環(huán)構(gòu)成的孔道體系具有中等大小孔口直徑，使它具有很好的擇形選擇性。

ZSM-5分子篩不同硅鋁比的具體應(yīng)用：

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