分子筛材料的主要应用

• 时间：2020/12/11 16:01:30    来源：www.mzfenzishai.com

      微孔分子筛材料应用最为广泛的是硅铝型沸石分子筛。最早沸石分子筛是以天然矿物的形式被发现的，其应用也只限于吸附、离子交换和气体分离。直到20世纪40年代，人工合成沸石分子筛的成功开发，揭开了沸石分子筛合成与应用的新篇章。随着合成方法的不断改进和沸石种类的不断增加，沸石分子筛晶体材料的应用领域也越来越广泛。目前，沸石分子筛已成为石油化工领域重要的吸附材料和催化材料。例如，A型沸石的孔口直径为0.4nm，正好介于02和N2之间(02为0.38mm ×0.28mm，N2为0.42mm x0.32mm)，因此，A型沸石膜对于空气中的氮气与氧气分离具有非常好的效果；b轴定向生长的MFI分子筛更是可以实现动力学半径差值小于0.1nm的二甲苯异构体(邻二甲苯和对二甲苯)的分离。沸石分子筛最重要的价值是其在催化反应中的应用。自最初Y型沸石在烷烃催化裂化反应成功应用后,沸石晶体材料在石油炼制、石油化工等领域得到了快速发展和广泛关注，Y型沸石也成为工业化的流化催化裂化(FCC)催化剂。通过调节骨架铝含量或采用杂原子 Ca、B等对Al的取代可以实现对分子筛酸密度和酸强度的调控。硅铝沸石分子筛作为一类重要的固体酸催化剂,弥补了均相催化反应中催化剂和反应物不能分离的缺点，已经被用在许多酸催化反应中，如催化裂化，加氢裂化、异构化、甲醇制烯烃(MTO)反应等。另外，通过将过渡金属元素引人沸石分子筛骨架中还实现了其在氧化还原反应中的应用，最典型的例子是钛硅，分子筛的合成，合成的含钛分子筛在催化氧化反应中表现出相当高的催化活性，如TS-1、Ti-Beta、Ti-MWW等分子筛已被广泛地用于苯酚羟化,烯烃环氧化、烷烃氧化等反应。沸石分子筛经过Fe2+和Cu2+交换后可以用来降解汽车和制酸工厂排出的氮氧化物气体，在环境保护和净化方面显示出一定价值。作为催化剂或催化剂载体，与其他材料相比沸石分子筛有着相对明显的优势：高的热稳定性和水热稳定性使催化反应可以在苛刻的条件下进行，规则的孔道结构可以实现对某种产物的高选择性，而可调变的活性中心使其可以应用在各类反应中。
      介孔分子筛因具有高度有序和均匀分布的孔道结构，孔径尺寸调变范围较宽(2~50mm)，比表面积大(大于1000㎡/g)，并且其骨架组分具有多样性等特点，在很多领域具有良好的应用前景，已成为孔材料研究领域新的热点。最初，介孔分子筛主要应用于催化反应，后来研究人员又利用其孔道特性不断拓展，相继发展到纳米材料和生物吸附分离等领域。近几年的研究主要是在以前研究的基础上，将介孔分子筛改性负载官能团及金属离子，以应用于更多领域。