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ZSM-22沸石分子筛空间构型表现为只有一个有效孔道,作为催化剂能够有效地抑制裂化反应,在烷烃及烯烃的异构化反应中都表现出优良的择形性,因此被广泛应用在石油化工领域。但是在ZSM-22分子筛合成中仍然存在一些亟待解决的问题:静态晶化过程中容易伴生杂晶物种,因此往往需要添加一定量晶种合成;分子筛硅铝比可调范围较窄;全硅形式分子筛所需晶化时间较长;杂原子很难引入到分子筛骨架上等。本文研究新颖的离子液体干胶法新合成路线,快速合成纯相的全硅ZSM-22分子筛、Al-ZSM-22及杂原子Ti和Fe骨架取代的ZSM-22沸石分子筛,并探索在聚氨酯海绵限域空间晶化无定形干胶,合成ZSM-22颗粒体材料的方法。同时探索合成全硅ZSM-48分子筛。主要结果如下: 采用离子液体作为模板剂的干胶转化法,快速合成了纯相的全硅ZSM-22分子筛。系统考察了Na2O/SiO2比、H2O/SiO2比、ILs/SiO2比、晶化时间及晶化温度等条件对ZSM-22分子筛晶化过程的影响,并运用XRD、SEM、TG、FT-IR、NMR等手段对无定形干胶及晶化产物进行表征。结果表明,烷基甲基咪唑类离子液体首先以较自由的状态存在于无定形干胶中,然后在晶化过程中发挥模板作用,周期性排布在ZSM-22分子筛孔道内,最后在高温焙烧过程中被完全脱除。具有不同碳链长度的烷基甲基咪唑类离子液体作为模板剂时会得到不同的晶化结果。实验结果证明,适宜的模板剂为1-丁基-3甲基咪唑溴盐离子液体。 进一步采用离子液体干胶法这一新合成路线,尝试合成具有不同SiO2/Al2O3比的Al-ZSM-22沸石分子筛。并通过一系列对比实验,对合成路线中涉及的一些影响因素进行考察,主要包括模板剂、硅源种类、老化方式、晶化方法及干胶中含水量对结晶过程的影响。实验结果表明,本论文中采用的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体在合成体系中发挥了独特的模板作用,改用其他种类离子液体或是合成ZSM-22分子筛常用的传统模板剂,都无法在该合成路线下得到目标产物。酸水解处理硅源TEOS、微波老化方式及干胶法合成路径加速了分子筛成核及结晶,为快速合成ZSM-22分子筛提供了可能。干胶中过多的水会导致ZSM-48杂晶出现,不利于纯相ZSM-22的生成。在此基础上,通过调节干胶中水含量、晶化温度和晶化时间,得到了纯相的ZSM-48沸石分子筛。 在杂原子沸石合成方面,采用离子液体作为模板剂的干胶法新路线,首次合成了Ti-ZSM-22沸石分子筛。具体是将硅源TEOS与金属盐在酸性条件下共水解缩合,随后将其调节至碱性条件下微波老化,制成干胶后利用蒸气晶化即可得到具有不同Si/Ti比的Ti-ZSM-22沸石分子筛。同时通过添加不同量的含Fe金属盐也得到了具有不同Si/Fe比的Fe-ZSM-22分子筛。运用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis等手段对所得产物进行表征,结果表明,添加的Ti及Fe主要以四配位形式存在于ZSM-22沸石分子筛的骨架结构中。随着金属原子用量的增加,分子筛结晶度有下降的趋势,而增加Na2O/SiO2比及H2O/SiO2比可以在一定程度上提高杂原子ZSM-22分子筛的结晶度。 在全硅ZSM-22分子筛合成体系的基础上,向体系中添加一定量的聚氨酯海绵,利用海绵丰富的孔道结构将混合均匀的凝胶进行隔离,从而避免凝胶在静态干燥过程中因水分蒸发导致的物料不均。与此同时,制备成的干胶被填充在海绵孔道的限域空间,晶化时随着海绵在高温下碳化并收缩,生成的分子筛初始粒子相互连接,形成颗粒状ZSM-22产品。实验结果表明,海绵的添加时间及添加量对分子筛结晶过程都有影响。在酸水解TEOS之前及微波老化前向合成体系添加海绵都会对后来的成核和结晶过程产生干扰,降低最终产品结晶度。当微波老化结束后再加入海绵得到的分子筛结晶度最高。本论文中适宜的海绵添加量为含有0.035摩尔SiO2的凝胶中添加16 cm3聚氨酯海绵。