ssz-13分子筛的结构、合成、水热稳定性以及应用(一)
SSZ-13沸石由于具有有序孔道结构、大比表面、高催化活性和良好的水热稳定性等优点,近年来在催化合成、环保、新能源等领域得到了广泛的应用。介绍了SSZ-13沸石的合成方法,包括水热合成法、固相研磨法、干胶转换法等,指出了各自的优缺点;其次,介绍了SSZ-13分子筛目前存在积炭能力弱、催化活性低的问题,介绍了孔结构和晶粒尺寸等优化控制方法,并从模板剂使用、合成条件、晶种等方面进行了研究。在此基础上,提出了开发绿色、环保、低成本、高效率的新型SSZ-13分子筛合成方法,而面向不同领域的多功能新型SSZ-13分子筛是当前迫切需要解决的问题。
在国家新兴产业发展、生产能力消除、节能减排等政策的推进下,自2016年以来,煤化工、石油炼制、冶金、环境保护等行业对高性能分子筛吸附剂和催化剂的需求显着增加。当前,在众多的沸石中,CHA型微孔分子筛是目前研究的热点,SAPO-34和SSZ-13沸石是最具代表性的两种沸石。与此相比,SSZ-13分子筛热稳定性较好,作为载体酸性比SAPO-34更强等优点,自20世纪80年代美国Chevron公司的Zones[1]合成以来,SSZ-13分子筛的研究与应用一直受到人们的重视。
但是,SSZ-13沸石的早期合成需要花费大量昂贵的模板剂和较长的结晶时间,因而其工业应用受到了限制。近几年,优化结晶时间,在某些特定条件下,通过改变模板剂(单一或混合模板剂),可以实现低成本、对环境友好的实验室小批量合成,但要想完全满足工业化要求,还需进一步研究和改进。为此,本文就近年来SSZ-13沸石的合成方法、性能优化和成本控制作一综述,并结合本研究团队在SSZ-13大规模合成SSZ-13方面的经验,提出了实现SSZ-13分子筛规模化生产与应用的方向。