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1、化学化工前沿讲座结课论文化学新型绿色催化剂分子筛催化剂【摘要】 对微孔分子筛催化剂，介孔分子筛催化剂，复合分子筛催化剂进行了 介绍，并简述其当今的研究现状和应用。 最后，笔者简要分析了分子筛催化剂的 绿色化特点。【关键词】 分子筛催化剂；复合；研究与应用；绿色化学New Green Chemical Catalysts2#化学化工前沿讲座结课论文2#化学化工前沿讲座结课论文Molecular Sieveased Catalysts2#化学化工前沿讲座结课论文2#化学化工前沿讲座结课论文Abstract The microporous catalysts,mesoporous catalysts
2、 and the composite molecular sieve catalysts are in troduced in the passage.A nd the curre nt research status and application of those catalysts are also briefly introduced. At last, the author an alyses the gree ning characteristics of molecular sieve based catalysts.Key words molecular sieve based
3、 catalysts, composite, an alysis an dapplicati on, gree n chemistry前言在学习化学化工前沿知识讲座的基础上，针对我要选择的应用化学的专业方向一一精细化工，通过查阅资料等，对新型绿色催化剂一一分子筛，进行了初步的研究。为扩展自 己的专业知识面，以及对大学即将进行的研究（科讯二、毕设），做好资料上的充分准备。1 分子筛催化剂（ molecular sieve based catalysts分子筛，是具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催 化剂。是一种结晶型的硅铝酸盐，有天然和合成两种，其组成Si02与Al
4、 2O3之比不同，商品有不同的型号。在化学工业、石油工业及其他部门，分子筛广泛应用于气体和液体的干燥、 脱水、净化、分离、回收及催化裂化等石油加工过程的反应。分子筛使用后可以再生。分子筛催化剂，又称沸石分子筛催化剂， 系指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组 分之一的催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良 好的热稳定性和水热稳定性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。而分子筛催化剂引起化学工作者的研究热情的原因之一，在于和老式催化剂（如AICL催化剂）相比，分子筛催化剂本身无毒、 无害，反应产物容易分离， 选择性好，催化活性高， 而且大大提高生产效率，
5、降低设备投资成本，降低原材料消耗，从而提高产量和质量，而且。废催化剂对环境是友好的，不会产生污染。总而言之，分子筛催化剂是一种“绿色催化剂” 表1给出异丙苯生产的 AlCl 3催化工艺与分子筛催化工艺的“三废”排放情况表1三氯化铝和分子筛催化剂工艺生产异丙苯“三废”排放对照2#化学化工前沿讲座结课论文“三废”排放量和产 量AlCl 3工艺分子筛工艺异丙本产量（10 t/a）6.78.5污水量（t/h）9.60稀盐酸（kg/h）9.00废气（kg/h）2114废渣（kg/h）126AI(OH) 34.6（废催化剂）2 复合分子筛催化剂（ composite molecular sieve cat
6、alysts2.1微孔分子筛简介及其缺陷微孔分子筛具有均匀发达的微孔结构、酸性强和水热稳定性好的特点。但由于其孔径较小，一方面大分子进入孔道困难，另一方面在其孔腔内吸附后形成的大分子扩散阻力较大， 不能快速逸出，从而大大限制了其在大分子催化转化中的应用。2.2介孔分子筛的研究历程及其缺陷1992年，Mobil公司首次报道合成了 M41S系列介孔分子筛。1995年，HMS和MSU 系列介孔分子筛的成功合成，为介孔分子筛家族再添新丁。1998年，Zhaw等首次在酸性条件下，以双亲非离子高分子表面活性剂三嵌段共聚物P123为模板剂合成 SBA-15介孔分子筛，具有大孔道结构和高传质性等优点。介孔分子
7、筛与传统的微孔分子筛相比，水热稳定性相对不足，而具有可调酸性、高水热稳定性的微孔分子筛由于其孔道狭窄，较差的传质和扩散性能，限制了它在大分子催化反应中的应用。2.3复合分子筛由于微孔分子筛和介孔分子筛都有其利弊，所以，复合分子筛由于其良好的烃类转化性能渐渐受到了人们的普遍关注。微孔/介孔复合分子筛即具有微孔分子筛的酸催化作用，又拥有介孔分子筛的良好的传质扩散特性，在复杂组分的反应中显示出比相应微孔分子筛更优异的催化反应性能5。1996年Kloetasra等6报道了 MCM-41/FAU复合分子筛的制备，之后Karlsson等用十六烷基三甲基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵双模板两步晶化原位合成了具
8、有微孔-介孔结构的复合分子筛。此外相关的报道还有通过将微孔沸石纳米簇植入介孔硅铝酸盐主体中制备 高度有序的微孔-介孔复合材料等8，以上几种方法基本质均为合成具有微孔次级单元的介 孔分子筛。3分子筛催化剂在化工行业的研究现状及应用举例3.1微孔/介孔复合分子筛的合成及其对C02的吸附性能全球气候变化的加剧，使人们对 CO2等温室气体的排放控制提出了更高的要求。由于 我国能源主要依赖于煤炭， CO2排放量大，控制CO2的排放是我国实施可持续发展战略急需 解决的问题。沸石分子筛以其规整的孔结构和较大的孔体积以及特有的酸碱中心位和高热稳定性（500 C）而在CO2吸附剂领域受到重视。在分子筛的应用上，
9、为了克服微孔分子筛和介 孔分子筛的局限性， 使二者优势互补，合成出了既具有均匀可调的介孔，孔壁又具有晶化微孔结构的新型复合分子筛。这种新型的多级孔复合分子筛既具有像分子筛般很高的CO2吸附容量和热稳定性，又可以像介孔材料那样为分子提供快速扩散和传质通道，是极具潜力的吸附分离新材料9。3.2分子筛在汽油降烯烃性能方面的研究冀德坤等对 MCM-22/MCM-41与ZSM-5/MCM-41复合分子筛汽油降烯烃性能进行了对 比分析。研究结果表明：ZSM-5/MCM-41 复合分子筛具有较高的异构化反应活性；MCM-22/MCM-41复合分子筛表现出较高的芳烃化反应活性和最高的降烯烃活性，可使汽油中的烯
10、烃含量降低 84.34%。MCM-22/MCM-41复合分子筛对原料的低碳数烯烃具有更高 的反应活性，同时更易生成碳数相对较低的芳烃和异构烃反应产物，使液相产物呈现相对轻质化的趋势。3.3分子筛的加氢脱硫性能研究赵瑞玉等10研究复合分子筛的脱硫性能，得出结论：催化剂载体中加入介孔-微孔复合分子筛 M B后，催化4,6-DMDBT HDS反应的转化率和脱硫率均显著提高; Ni-Mo-W-P/M 3-Al 2O3催化剂载体中M 3分子筛硅/铝摩尔比的降低和含量的增加均有利于催化4,6-DMDBTHDS反应的进行和氢解路径比例的增大。后记由分子筛催化剂，尤其复合分子筛催化剂的研究历程来看，它是一种2
11、0世纪兴起的前沿新型催化剂。除了热稳定性，高选择性，高活性等特点，分子筛催化剂的品牌是它的“绿 色化”。相信，在当今科研水平日臻成熟的条件下，分子筛催化剂终究会取代老式催化剂， 引领“绿色化学”理念，在催化方向，开拓一片新天地。参考文献1 潘乐绿色催化剂的应用及进展J.黄山学院学报,2005,6.2 郝万晨，.色催化剂浅释J.宁夏石油化工，2003,2.3 张宇等.微孔-中孔复合分子筛的合成研究进展J.化工科技,2010,18(3).4 周升等.用富含介孔的硅基材料合成微孔-介孔复合分子筛J.日用化学工业,2010,4.冀德坤等.MCM-22/MCM-41与ZSM-5/MCM-41复合分子筛汽
12、油降烯烃性能的对比分析.中国石油大学学报(自然科学版),2010,34.6 KLOETASRA K R, ZANDBERGEN H W, JANSEN J C, et al. Overgrowth of mesoprousMCM-41 on faujasite J . MicroporousMaterials, 1996, 6 ：187 - 293.7 KARLSSON A, STOCKER M, SCHMIDT R. Composites of micro and mesoporous materials:simulta neous syn theses of MFI/MCM-41 like
13、 phases by a mixed template approach J . Micropor and Mesopor Mater, 1999, 27 (2 /3) : 181 - 192.8 LIU Y , ZHANG W, PINNA VAIA T J. Steam - stable MSU - Salumi no silicate mesostructures assembled from ZSM-5 adzeolite betaseeds J . An gew Chem Int Ed, 2001,40 (7) : 1255 - 1258.9 马燕辉等.微孔/介孔复合分子筛的合成及其对CO2的吸附性能J.物理化学学 报,2011,27(3).10 赵瑞玉等.介孔-微孔复合分子筛的制备与加氢脱硫性能评价J.石油学报(石油加工),2010,10.#
