不加模板剂合成沸石ZSM—5的研究

1995年第 7期 书 不加模板剂合成沸石 ZSM一5的研究 1 也) 江苏省职工医科大学(210029) 张 威 ／ ～ 一 、 儆 述 1972年 Mobil公 司 的 Argamcr和 Landor获得合成 ZSM-5沸石分子筛的 专 利 ． 他 们 用 季 铵 化 合 物 CI'PA-Br／a-PA-Om ~~模 板剂 ，硅铝 比 范 围 非 常 宽 ， SiO ／A12O 5N 100． ZSM一5沸石的独特结构，使它在石油化 工上起重要的催化作用．从那以后．新的 制取沸石 ZSM一5的专利不断出现，研究 报导了各种各样四铵化合物．胺及其他有 机化合物作模板剂的合成方法． 模板剂一般都有以下特征： 1、具有毒性和腐蚀性，给研究人员和 操作工人的身体健康造成危害： 2．价格昂贵．约占生产沸石 ZSM一5 成本的 50％，使 ZSM-5生产成本居高不 下； 3、模板剂必须易热解．从而使分子筛 易活化而成为催化剂的载体． 由于上述 原因 ，使 不加模板剂 合成 ZSM一5沸石，成为具有很高经济价值的 课，本文将报导笔者在这方面的探索． 二、原料、设备和仪器 1．水 玻 璃 含 SiO2 23．20％， Na20 5．95*／,； 2．AI2o3·1 8H2O晶体 化学纯； 3．浓硫酸 化学纯； 4．沸石 ZSM-5 适量； 5．反应釜； 6．烘箱； 靶 ． 。 ’ 7．x一射线扫描仪 XD一3A型．铜 三、工艺 将 水 玻 璃 和 Al2O3·18F／2O 晶体 按 94SiO2：XA12O1： 12Na2o： 1 850 H O 的 比例 配成凝胶 ．并用硫酸调至适当 pH 值 (约 8N9)．加入适量沸石 ZSM-5作晶 种．反复搅拌使之均匀．转移到封闭的反 应釜中，拧紧盖子放人烘箱．待温度上升 到 120℃时．控制恒温并计时，5昼夜后取 出．冷却 到室温．过滤并洗涤，入烘箱烘 干后得到白色固体． 四、结果与讨论 zsM一5沸石合成的整个过程可用图 l 示．第一步从无定形腔体颗粒上溶解下 来的硅铝酸根离子围绕水台阳离子形成有 序结构．第二步形成 ZSM一5的基本结构 单元．第三步是基本结构单元长到加进去 的沸石 ZSM-5晶种上 ．没有模板剂存在 的条件下 ．加入 ZSM一5沸石的作 用是． 一 方面诱导结晶．使合成速度加快：另一 方面使基本结构单元长到晶种上时．保持 ZSM-5的特有结构． 合成的ZSM-5沸石用 x一射线对晶体 结构进行扫描，将得到的数据与沸石 ZSM一5沸石的 x一射线扫描数据(文献值) 比较 (表 1)，峰值位置几乎无 变化，只是 合成条件的不同使对应峰强度稍有不同． 从这样的结果来看，不加模板剂合成沸石 I J J ， [ ，1 表 十个 刊 警 时 工 & 化 维普资讯 http://www.cqvip.com - 24· 化 工 时 刊 1995年第 7期 ZSM一5的方法是可行的，可望用于工业 生产，提商经济和社会效益． 3／ 图1 ZSM 沸石的合成过程 表 1 )(一射线数据比较 ＼ d—曷面问的距离． 人射的x光线与晶面闻的夹角．卜x光线的强度 (下转第 29页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 1995年第 7期 化 工 时 刊 ·29· ▲廊坊通用机械厂研制成功超微粉碎 机、超微磨机和高压均质机． ▲ 中科 院上 海冶金研究 所研制 威琦 LSB型浓硫酸液下泵，使用寿命 2年以 上 ． ▲北京化工研究 院、兰州化机研究 院．北京石化公司联合研髓成功石油 泾蒸汽裂解用 CBL-Ⅱ型营式炉盈裂 鳘 术，单炉年产能力已遮4。5万吨． ▲山西介体市三佳煤化有限公司研髓 成功Ⅸ H__g9型三g 双层炼焦炉，可生产 铸造焦和一级冶金焦． ▲江苏益民环保电镀涂装设备豺造公 司研制开发微机自控涂装生产线．酸洗、 磷化、烘干、喷涂、干燥几大工序全部用 封闭式悬挂轱送机连接．喷涂部分可实现 漆涂装、胡投电泳涂装或高压无气喷粉涂 装． ▲深圳红绿蓝高新技术有限公司研髓 成功显像管检测再生仪． ▲北京恩城企业发展策略研究中心研 制成功 PVC系列浮雕产品 自动生产线． ▲ 中国农 机 院畜禽研究 所研 制成功 9FQ,t0---~ 型节能饲料粉碎机，吨料电耗 3．6凄(母3筛孔)，高于专业优等标准 2．9 度．接近德国AKANAV垄无筛粉碎机(3 度)．与 9FQ4O-2O旧机型相比。同样耗 ll千瓦动力，增产 l7％． 佴 东) 组、炉排通风改善。燃烧效率得以提高。 设备零件损坏率降低，锅炉出力和运转周 期提高． ▲浙江省平阳化工机槭厂以氟塑料台 金材质制成离心泵和液下泵． ▲化工部第四院研制成功塔式造 粒用等喷度喷洒旋转造粒喷头． ▲潮北金陵达股份有限公司荆沙化机 厂与中国船舶工生公司 7Ol所合作研制成 功FZL-3型直立碾压式复混肥造粒机． ▲中科院生态环境研究所与江茹太仓 工业搪瓷厂联合研制成功 KCY-I型酶建 烟尘浓度测定仪，采用口一射线吸收原理． ▲江西锅炉化工石油机械联合公司石 油机械厂为韶关冶炼厂二系统硫酸装置制 成国内最大的管壳式热交换器．换热面积 1800平方米． ▲燕 山石化公 司研制成功 2LRB型双 螺焊热油泵． ▲山东菜州市化机厂研翩成功不饱和 聚酯树脂生产用的成套设备，自动加热． 不需锅炉，操作简便，节能。无污染． ▲武汉工业大学与湖北橙滋矿山机械 厂联合研制成功 LM 系列离心 自磨机。适 合奠氏硬度 7级以下、禽水》6％的各类矿 物． ▲ 南京化工大 学研 髓成功振动 烘干 机． (上接第 2●页) 样品X-射线图谱扫描的操作条件 管藏 l5毫安 管压 35千伏 时间常数 1,0x1 扫描速度 4o。／分钟 走纸速度 lO毫米／分钟 量程范围 10K(C．P．S) 参 考 文 截 【1】 Zeolitcs，9(9)37~(1989) 【2】 Zeolite Molocula Sieves 340(1974】 【3】 化学通报．(6)29(1986) 维普资讯 http://www.cqvip.com