Forskere udvikler hul ZSM-5 zeolitkatalysator med lavt forhold mellem silicium og aluminium

ZSM-5 zeolit ​​spiller en afgørende rolle i råoliekrakning og raffinering af petrokemiske produkter på grund af dens mikroporøse struktur (0,51-0,56 nm) og afstembare faste syrekarakteristika. Da zeolitmikroporer begrænser masseoverførslen af ​​reaktanter, forskningsfokus har været at forbedre tilgængeligheden af ​​reaktanter til de sure steder af zeolitter for at forbedre deres katalytiske aktivitet i løbet af de sidste årtier.

Som regel, Efterbehandling med alkalisk opløsning bruges til selektivt at afsiliconisere og udætse de intrakrystallinske mesoporer for at forbedre tilgængeligheden af ​​zeolittens sure steder. Imidlertid, fordi det fire-koordinerede aluminium i den uberørte zeolit ​​hæmmer afsilikonisering, denne metode er kun egnet til syntese af ZSM-5 zeolitter med højt silicium til aluminium forhold. Syntesen af ​​lavt silicium til aluminium forhold ZSM-5 med god tilgængelighed er fortsat udfordrende.

For nylig, forskerne fra Institute of Metal Research (IMR) fra det kinesiske videnskabsakademi, samarbejder med forskerne fra University of Manchester, udviklet en effektiv metode til fremstilling af hul ZSM-5 zeolitkatalysator med lavt forhold mellem silicium og aluminium. Undersøgelsen blev offentliggjort online i Angewandte Chemie International udgave.

Forskerne forberedte først en uberørt zeolit ​​indeholdende ekstra rammealuminium fra en højtemperatur-hurtigældende zeolitsyntesemoderlud. Derefter, de genindsatte det ekstra ramme-aluminium i ramme-aluminium ved opløsning og omkrystallisation af tetrapropylammoniumhydroxid. En hul struktur blev dannet på samme tid.

Det nye ved denne metode ligger i brugen af ​​uberørt zeolit ​​indeholdende ekstra skelet aluminium som moderfase, som bryder begrænsningen af ​​zeolit-opløsning og omkrystallisation af det fire-koordinerede ramme-aluminium, derved blev hul ZSM-5-zeolit ​​med silicium til aluminium-forhold så lavt som 16 fremstillet.

Hul ZSM-5 zeolit ​​med lavt forhold mellem silicium og aluminium viser fremragende katalytisk ydeevne ved carbonhydridkrakning, især ved krakning af voluminøse molekyler, med høj aktivitet, høj stabilitet og høj propylenselektivitet. Den fremragende katalytiske ydeevne af hule ZSM-5-zeolitter med lavt forhold mellem silicium og aluminium stammer fra gode tilgængelige syresteder.

Denne metode er velegnet til syntese af lavt silicium til aluminium hule ZSM-5 zeolitter, og det giver en mulig teknisk vej for andre hule heteroatom-doterede zeolitter.