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關鍵詞 | ZSM-5  應用

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導 讀

ZSM-5分子篩是由美國Mobile公司于1972年首先開發出的一種高硅三維交叉直通道的新結構沸石分子篩。該沸石分子篩親油疏水，熱和水熱穩定性高，大多數的孔徑為0.55nm左右，屬于中孔沸石。由于其獨特的孔結構不僅為擇形催化提供了空間限制作用，而且為反應物和產物提供了豐富的進出通道，也為制備高選擇性、高活性、抗積炭失活性能強的工業催化劑提供了晶體結構基礎。由此，其成為了石油工業中擇形反應中最重要的催化材料之一。不僅如此，ZSM-5分子篩在精細化工和環境保護等領域中也得到了廣泛的應用。

ZSM-5分子篩的結構特點

ZSM-5分子篩屬于正交晶系，空間群Pnma，晶胞參數為a=2.017nm，b=1.996nm，c=1.343nm。ZSM-5的晶胞組成可表示為Na（n）Al（n）Si（96-n）O（192）·16H2O。式中n是晶胞中Al原子個數，可以由0~27變化，即硅鋁物質的量比可以在較大范圍內改變，但硅鋁原子總數為96個。ZSM-5分子篩的晶體結構由硅(鋁)氧四面體所構成。硅(鋁)氧四面體通過公用頂點氧橋形成五元硅(鋁)環，8個這樣的五元環組成ZSM-5分子篩的基本結構單元。ZSM-5分子篩的孔道結構由截面呈橢圓形的直筒形孔道(孔道尺寸為0.54nm×0.56nm)和截面近似為圓形的Z字型孔道(孔道尺寸為0.52nm×0.58nm)交叉所組成，如下所示。

兩種通道交叉處的尺寸為0.9nm，這可能是ZSM-5催化活性及其強酸位集中處。

由于ZSM-5分子篩具有規整的孔道結構，大比表面積，高水熱穩定性，良好的離子交換性能以及豐富可調的表面性質，而受到人們的廣泛關注。

ZSM-5分子篩的應用

ZSM-5分子篩具有高水熱穩定性、高比表面積、卓越的擇形催化效果、很寬的硅鋁比變化范圍、獨特的表面酸性和較低的結碳量。正是基于以上優點，使得ZSM-5分子篩被廣泛用于煉油工業、精細化工及環境保護等各個領域。此外，不同硅鋁比的ZSM-5產品應用領域也各不相同。

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ZSM-5分子篩在煉油工業的應用

ZSM-5分子篩在煉油工業中得到了廣泛的應用，主要有：柴油加氫降凝、潤滑油催化脫蠟、恢復汽油辛烷值、催化裂化汽油降烯烴、芳烴擇形轉化和甲醇擇形轉化等。以ZSM-5分子篩為基礎的著名工藝有：Mobil中餾分油脫臘工藝(MDDW)，潤滑油脫蠟工藝(MLDW)，M-重整工藝，MobilBadger合成乙苯工藝，由輕質烴類合成芳烴的Cyclar工藝(LPGBTX)，二甲苯異構化工藝(MVPI)，甲苯歧化工藝(MTDP)，甲醇制汽油工藝(MTG)等。

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ZSM-5分子篩在精細化工領域中的應用

ZSM-5分子篩在精細化工領域中同樣得到了廣泛的應用，主要有：由二甘醇合成l，4-二烷，由異丁烯、甲醇合成MTBE(甲基叔丁基醚)，合成3，5-二甲基吡啶等。

 

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ZSM-5分子篩在環保領域中的應用

ZSM-5分子篩在環境保護領域中也得到了廣泛的應用，如：VOCs的脫除，噻吩的脫除，NOx轉化為N2，甲醛的脫除，H2S的脫除等。