利用提钾后废矿渣制备分子筛工艺研究文献综述

开题报告

1.引言

无机多孔材料是一种具有丰富的内部孔结构的固体材料，它通过外表面和内表面同时与其它物质作用，对接触面积有显著的提高。因此，对于多孔材料的研究一直是人们关注的热点。根据国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的分类，多孔材料根据孔径d的大小可分为三类：dlt;2nm的材料称为微孔材料；2nmlt;dlt;50nm的材料称为介孔材料；孔径dgt;50nm的材料称为大孔材料^[1]。1932年，McBain用“分子筛”这一概念来标明一类具有选择性吸附特性的多孔材料^[2]。后来研究者们把微孔材料和介孔材料统称为分子筛，而不再考虑它是否能够选择性的吸附某种分子。

在化学催化领域内，沸石分子筛材料占有重要的一席之地，而在许许多多的沸石分子筛材料世界里面，ZSM-5沸石分子筛最具有代表性和工业价值。与其他的分子筛相比，具有ZSM-5沸石分子筛具有独特的空间孔道结构和较好的水热稳定性质，较为广泛地应用于催化，吸附，煤化工等化工领域。

2.ZSM-5分子筛的概述

2.1 ZSM-5分子筛的结构

ZSM-5分子筛是Mobil公司于20世纪70年代开发的高硅三维直通道沸石，作为一种结晶铝硅酸金属盐，Z5M-5的晶胞组成可以表示为：{Na_n （H₂O）₁₆[Al_nSi_96-nO₁₉₂]，nlt;27}，其硅铝比可以在较大范围内改变，可自富硅直至全硅型^[3]。ZSM-5分子筛的基本结构单元由8个五元环组成，这种基本结构单元通过共边联结成链状结构，即Pentasil链，然后再围成沸石骨架结构。ZSM-5分子筛的骨架含有两种交叉孔道，一种为十元环直孔道，孔径为0.51times;55mm，另一种为Zigzag形十元环孔道，孔径0.53times;56nm^[4]。ZSM-5分子筛骨架内骨架原子硅以四面体配位方式通过氧桥与骨架四面体铝相联。每一个三价铝离子的AlO₄四面体带一个单位负电荷，该电荷可以由一价、二价或三价阳离子平衡。

2.2 ZSM-5分子筛的应用

ZSM-5分子筛在晶体结构中存在着大量的空穴，空穴内分布着可移动的水分子和阳离子，由于它没有笼，所以在催化过程中不易积碳，有较强的抗积碳能力，并且有很好的热稳定性、耐酸性、疏水性和水蒸汽稳定性^[5]。