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1、一、概述1、沸石：自然界存在的类似粘土的硅铝酸盐2、沸石特点：白色（通常）浅粉、棕红、黄色或绿色 玻璃光泽，粒度 0.510 m 硬度：中等（3 5）金刚石？比重：2.02.5,第二节 分子筛催化剂及其催化作用,由SiO4和AlO4四面体骨架共享氧原子而交联，形成多孔骨架结构 孔道大小均一 无毒无味，无腐蚀性 不溶于水和有机溶剂，溶于强酸、强碱 沸石中由于AlO4四面体有过剩负电荷，由Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+离子中和 沸石的孔有效直径由这些正离子大小和所在晶格 的位置决定,4、分类 立体笼形结构：菱沸石、方沸石 层状结构：片沸石 纤维状结构：钠 沸石、钙沸石,3、沸石存在形式
2、 喷出岩、沉积岩、变质岩、热液矿床、近代温 泉沉积中 目前发现四十多种,人工合成结晶的硅铝酸盐。已有一百多种 化学组成 M x/n(AlO2)x(SiO2)y zH2O M 金属阳离子（人工合成分子筛一般为 Na+）n 金属阳离子价数 x 铝氧四面体的数目 y 硅氧四面体的数目 z 水合水分子数,5、分子筛,M 2/nO Al2O3 xSiO2 yH2O,硅铝比：SiO2/Al2O3 或 Si/Al的摩尔比,常见形式 A型、X型、Y型、M型、ZSM-5型等 命名：研究者发现所用符号 A型、X型、M型、ZSM-5型等 离子交换，冠原型号所交换的离子元素 CaA、HY、NH4Y 等,化学组成标明交
3、换度 Na12Al12Si12O48 27 H2O Ca4Na8Al12Si12O48 27 H2O A型分子筛中，33%Na被Ca交换,在型号前冠以分子筛孔径大小。4A Na12AL12Si12O4627H2O 孔径 4 5A 70%Na 被 Ca交换 孔径 5 3A 70%Na 被 K 交换 孔径 6,相应天然沸石矿物名称 丝光沸石型分子筛（M型）八面沸石型分子筛（X型、Y型）Si、Al 被其它原子取代，前加取代原子元素符 号和连字符 P-L 型：磷原子 取代 L 型分子筛中部分 Si K22（AlO2）34（SiO2）25(PO2)13 42H2O,1、五十年代 沸石 干燥剂：产品含水可
4、脱到 110 ppm 净化剂：天然气、裂解气脱H2S、CO2比硅胶净化度提高10 20倍 烃类分离：脱蜡：异构烷中分离正构烷 从混合二甲苯中分离对二甲苯（KBaY分子筛）,二、发展史,2、六十年代 人工合成工业催化剂 Y型分子筛：人工合成沸石分子筛 主要应用领域：催化裂化、加氢裂化、催化重整、芳烃及烷烃异构化、烷基化过程、歧化过程等,3、七十年代工艺路线、产品质量改进 ZSM5型高硅分子筛 防结焦 Si/Al 高达50以上，为交叉通道，使Cat更具有选择性及催化活性更强，抗毒化及产品选择更有利，提高反应速率。（改变工艺路线，采用一步合成等过程）例：甲苯乙烯烷基化生产对甲乙苯的反应。脱氢后甲基苯
5、乙烯是优良的高分子材料,4、八十年代 AlPO4磷酸铝分子筛 第三代新型分子筛 在原有的Si、Al分子筛基础上又引入P元素已超过二百种骨架，二十四种不同结构（已鉴定出）性能特点：为强吸水性，超过碳氢化合物 做载体 与加氢组分一起使用，有利于重质油的深加工,5、九十年代以来 ALPO4系列的开发及应用领域的研究 现有分子筛催化剂进一步改性 抗中毒、择型、抗磨损、防结焦、耐高温 引入更多金属助剂，使其使用性能更广 改进Cat，使其在石化行业有更高的选择性、活性 开辟新的使用领域等,结构单元逐级堆砌而成1、基本结构单元以 Si 和 Al 原子为中心的正四面体（硅氧四面体和铝氧四面体）,三、分子筛的结
6、构特点,2、环结构硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥联结成环,各元环的孔径,由四个四面体形成四元环，五个四面体形成五元环，依此类推还有六元环、八元环和十二元环等,环结构通过氧桥再相互联结，形成三维空间的 多面体（笼结构）笼（立方体笼）,3、笼结构,6个四元环组成，有8个顶角 一般分子进不到笼里,六方柱笼 2个六元环和6个四元环组成 一般分子进不到笼里,笼（又称削角八面体）8个六元环和6个四元环组成的十四面体，有24个顶角 有效直径6.6，空腔体积1603 可构成A型、X型、Y型分子筛,可以看作为在离八面体每个顶角1/3处削去六个角而形成的。在削去顶角的地方形成六个正方形(四元环)。原来八个三角面变
7、成正六边形(六元环)，顶点成了24个(即24个硅铝原子)。,6个八元环、8个六元环和12个 四元环组成的二十六面体，有 48个顶角 空腔体积760 3 平均笼直径11.4 最大窗孔：八元环，孔径 4.2 是A型分子筛的主晶穴（孔穴）,笼,八面沸石笼（超笼）4个十二元环、4个六元环和18个四元环组成的二十六面体，有48个顶角空腔体积8503，平均笼直径12.5 最大窗孔：十二元环，孔径 89是X型、Y型分子筛的主晶穴（孔穴）,4、分子筛结构,不同结构的笼再通过氧桥相互联结形成各种不同结构的分子筛,A型分子筛骨架：笼的6个四元环通过氧 桥相互联结（联结处形成 笼）主晶穴（孔穴）：8个笼和12个 笼
8、围成一个 笼，（最大窗孔：八元环，孔径 4.2）,单胞组成：Na96Al96Si96O384 216H2O笼平均含：Na12Al12Si12O48 27H2O12个Na+分布:8个分布在 笼的8个六元环上 4个分布在 4个八元环上 5A：A型沸石上70%Na+被Ca2+交换 3A：A型沸石上70%Na+被K+交换,八面沸石分子筛（X、Y型分子筛）：骨架：笼中的4个六元环通过氧 桥相互联结（联结处形成六方柱笼）主晶穴（孔穴）：7个笼和9个六方柱笼围成一个八面沸石笼。（最大窗孔：十二元环，孔径 89）,X型分子筛：Na86Al86Si106O384 264H2O Si/Al=11.5Y型分子筛：N
9、a56Al56Si136O384 264H2O Si/Al=1.53.0Na+在单胞中分布在三种位置：SI、SII、SIII SI 六方柱笼体中心，每个晶胞有16个位置 SII 笼的六元环中心，每个晶胞有32个位置 SIII 八面沸石中靠近 笼连接的四元环上，每个晶胞有48个位置,丝光沸石分子筛（M型分子筛）,大量双五元环通过氧桥连接而成，连接处形成四元环。进一步连接成层状结构，没有笼,孔道：八元环组成。2.8（孔径）十二元环组成，孔径平均6.6（长轴7，短轴5.8）单胞组成：Na8Al8Si40O96 24H2O特点：主孔道为一维的孔道，八个Na+四个位于主孔道周围的 八元环组成的孔道中，另四个位置不定,结构单元与丝光沸石相似 由五元环组成；无笼；只有通道 其中高硅铝比的具有增水性,高硅 ZSM型沸石,特点：,产品系列：ZSM5 ZSM8 ZSM11；ZSM21 ZSM35 ZSM38等 窗口孔径：约为 0.560.6nm Si/Al 50 ZSM8 Si/Al 100单胞组成：NanAlnSi96-nO192 16 H2O n27八个Na+中 4个位于两孔道交叉口附近，另外4个不定,80年代出现第三代新型分子筛大孔：AlPO5 0.70.8 nm中孔：AlPO11 0.6 nm小孔：AlPO30 0.4 nm,磷酸铝系分子筛结构,AIPO4n系分子筛结构,
