沸石分子筛课件-1.ppt

* * 2006年11月 沸石与新型分子筛材料 1. 引言 ? 分子筛 Molecular sieve 定义：分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当 的一类物质 特点：具有筛分大小不同的流体分子的能力 ? 沸石 Zeolite 定义：沸石是具有四面体骨架结构的硅铝酸盐 化学式： M x/n [ (AlO2) x (SiO2) y ] · ? H2O 特点： 筛分性能 吸附性能 离子交换性能 Fig. Pore size distribution of six materials by BJH method 1756年瑞典矿物学家Cronstedt发现天然硅铝酸盐矿物 1840年Damour首先注意到沸石晶体具有可逆的吸脱水作用 1858年Eichhorn发现天然沸石与土壤一样有离子交换性质 1862年St. Claire-Deville首次用水热方法合成了插晶菱沸石 1930年Taylor和Pauling用X射线方法测定了第一个沸石晶体结构 1932年McBain最早提出了“分子筛”这个专用名词 20世纪30?40年代英国科学家Barrer在沸石的吸附和水热合成方面进行 了大量引人注目的开创性研究，对已知的沸石按其对不同尺寸分子 分能力进行了系统的分类 1948年Barrer首次报道了天然丝光沸石的人工合成 1949?1954年间Milton和Breck研制了一系列有工业应用价值的沸石，称 之为Linde A，X和Y型沸石 ? 沸石分子筛的发展历史 1959年UCC公司首次推出名为Isosiv的正异构烷烃分离工艺 1962年Mobil Oil公司将合成X型沸石用于制造催化裂化催化剂 1967?1969年Mobil Oil公司发明了制备高硅?和ZSM-5沸石的方法 1982年Wilson等报道了AlPO4分子筛的研究，随后又介绍了与其相似的 SAPO、MeAPO、MeAPSO、ElAPO、ElAPSO分子筛 1983年Taramasso成功合成了钛硅分子筛，称为TS-1 1988年Davis成功合成了具有十八元环的VIP-5分子筛 20世纪90年代Estermann和徐如人分别报道了两种新的具有二十元环的 超大孔Cloverite和JDF-20分子筛 1992年Kresge用表面活性剂合成了一系列全新的MCM介孔分子筛 第一代分子筛：Si/Al?10 A型 X型 Y型 L型 ?型 丝光沸石 毛沸石 特点：低、中硅铝比，笼状孔道结构为主 第二代分子筛：高硅三维交叉直通道，以 ZSM 系列为代表 意义：独特的孔径和孔道，异常显著的择形效果， 使有机反应的分子工程设计成为可能 第三代分子筛：非硅铝骨架的磷酸铝系列分子筛 意义：其科学价值在于给人们以启示，根据结晶的化学原理和 已知氧化物沸石的晶体化学知识，只要条件合适，其它 非硅铝元素也可以形成具有类似硅铝分子筛的结构 Table: The classification and designation for the zeolites 1.45?0.62 3 20-10-8 JDF-20 1.32?0.40 3 20-20-20 CLO 三叶沸石 1.21 1 18 VFI VPI-5 0.79?0.87 1 14 AET AlPO4-8 0.74 3 12-12-12 FAU 八面沸石 0.67 3 12-8-8 OFF 菱钾沸石 0.65?0.70 2 12-8 MOR 丝光沸石 0.71 1 12 LTL Linde L 0.55?0.59 1 12 MTW ZSM-12 0.58?0.54 3 10-10 MEL ZSM-11 0.53?0.56 3 10-10 MFI ZSM-5 0.43?0.55 2 10-8 FER 镁碱沸石 0.53?0.56 1 10 ZSM-48 0.45?0.52 1 10 MTT ZSM-23 0.36?0.51 3 8-8 ERI 毛沸石 0.38?0.38 3 8-8-8 CHA 菱沸石 0.41 3 8-8-8 LTA Linde A 孔径 / nm 维 数 孔道体系 代 号 代表性沸石 ? 沸石分子筛的分类及代号 Table: Common, trade and patented n