略析分子筛的发展和应用.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第36卷 第7期 化 工 技 术 与 开 发 V01．36 No．7 ● 2007年7月 TechnologyDevelopment 0{Chemical Indus~y Ju1．2007 略析分子筛的发展和应用 徐兆瑜 (安徽省化工研究院，安徽合肥 230041) 摘 要：介绍了分子筛的基本分类、特性及其发展概况，以及在有机化学合成方面的一些应用。展望了未来分 子筛在一些新领域的应用前景。 关键词：分子筛；催化剂；沸石 中图分类号：TQ424．25 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2007)07—0031~6 展望国际催化新材料导向性基础研究和开拓， 径可调变，对反应物和产物有良好的形状选择；结构 新型分子筛催化剂的发现和制造，极有希望引领更 稳定，机械强度高，可耐高温(400～600℃)，热稳定 新一代绿色石化工艺的出现。1992年美国Mobil 性很好，活化再生后可重复使用；对设备无腐蚀且容 公司的研究者，首次合成了M一41S系列硅基介孔分 易与反应产物分离，生产过程中基本不产生“三废”， 子筛，揭开了分子筛应用研究的新纪元【1 J。从分 废催化剂处理简单，不污染环境。如沸石分子筛是 子筛的发展过程看，主要经历了传统沸石、中孔材料 一 种四面体结构的硅酸盐，由于含有均匀的微孔结 和复合分子筛3个阶段。分子筛的快速发展，带来 构，有极高的比表面积(大于700 m·g )，化学性能 了分子筛结构的多样化，出现了许多改性新品种以 稳定，具有极高的吸水能力，应用非常广泛，如择形 及性质的多样性，这些都为新型材料，化工新产品的 催化的研究体系，几乎包括了全部的烃类转化和合 开发，新型化工工艺流程的建立、研究和应用提供了 成，还有醇类和其它含氮、氧、硫有机化合物以及生 丰富的内容，并展现出了广阔而璀璨的应用前景。 物质的催化转化；这些都为基础研究、应用研究和工 业开发开辟了广阔的领域L4]。一些含过渡金属的 1 分子筛的一般特性 沸石分子筛不仅应用到传统的酸碱催化体系中，而 按照传统定义，分子筛是具有均一结构，能将不 且也应用到氧化一还原催化过程中。 同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化 2 几类分子筛的发展概况 剂。它是一种结晶型的硅铝酸盐，有天然及合成2 种，基本可分为A、X、Y、M和ZSM几种型号，研究 2．1 沸石及超细分子筛 者常把它归属固体酸一类。狭义讲，分子筛是结晶 沸石分子筛主要有ZSM一5沸石、X沸石、Y沸 态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面 石、8沸石、丝光沸石等；非沸石分子筛有AIPO、 体通过氧桥键相连，形成尺寸大小为0．3～2．9 rllTl SAPO系列等。fi-沸石催化的反应，如合成丙酸苄 的孔道和空隙体系，从而具有筛分分子的特性。随 酯和丙酸戊酯，在H-p沸石上合成乙酸苄酯和在改 着研究的深入，发现分子筛的骨架硅或铝也可由B、 性的H-j3沸石上合成丁酸戊酯等许多方面的研究都 Ga、Fe、Cr、C-e、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be、Cu等原子取 取得了工业化成果[5~7]。Fe—B沸石为催化剂的酯 代，其孔径和孔腔也可达到2啪 以上。因此分子 化反应动力学模型已经提出[