ZSM-5分子筛,以下是基本科普介绍

一、基本信息

中文名:ZSM-5分子筛

外文名:Zeolite Socony Mobil–5

类型:高硅沸石分子筛

二、结构特点

基本单元:以四面体的硅氧簇为基本单元,通过氧桥键结合形成长链状结构,再通过交错排列的方式形成三维网状结构。

孔道系统:具有两种相互交叉的十元环孔道,分别为直筒形孔道和“Z”字形横向孔道。直筒形孔道为椭圆形,长轴约为5.75.8Å,短轴约为5.15.2Å;“Z”字形横向孔道截面接近圆形,孔径约为5.4±0.2Å。此外,还有约0.38nm的微孔。

晶体结构:属于正交晶系,空间群为Pnma,具有较高的阴离子骨架密度。

三、性能特点

热稳定性:ZSM-5分子筛具有较高的热稳定性,能够在高温条件下保持稳定的结构和性能。其热稳定性随硅铝比的增加而提高,可经受1100℃的高温,是已知沸石中热稳定性较高者之一。

水热稳定性:经过700℃水蒸气处理,ZSM-5分子筛可保持结构稳定。

耐酸性:ZSM-5分子筛具有良好的耐酸性,能够耐受除氢氟酸以外酸。

憎水性:ZSM-5分子筛显示出憎水的特性,不易吸附水分子。

择形选择性:由于具有 特别的孔道结构,ZSM-5分子筛在催化反应中表现出良好的择形选择性,能够选择性地催化裂化特定的烃类分子,同时阻滞非目标分子的反应。

四、应用领域

石油化工:ZSM-5分子筛被广泛用作催化裂化、芳构化、烷基化等反应的催化剂,可用于生产高辛烷值汽油、低芳烃柴油和聚乙烯、聚丙烯等塑料产品。在FCC(催化裂化)催化剂中添加ZSM-5分子筛,对提高汽油辛烷值、增加气体的烯烃含量有很大益处。

化工:在化工领域,ZSM-5分子筛可用于生产化学品,如作为对二乙苯催化剂和二甲苯异构化催化剂等。

环保:在环保领域,ZSM-5分子筛可用于催化氧化氮氧化物和挥发性有机物等有害气体,还可用于从水中提取有机物。

食品加工:在食品加工领域,ZSM-5分子筛可用作吸附剂和干燥剂,能够吸附和储存食品中的水分和异味物质,提高食品的品质和保质期。

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五、制备方法

ZSM-5分子筛的制备方法通常包括将硅源和有机模板剂混合老化后得到导向胶,再将水、铝源、碱源、硅源和导向胶混合,在特定温度范围内晶化后得到ZSM-5分子筛。

 



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