分子篩在催化反應中的應用

自最初Y型沸石在烷烴催化裂化反應成功應用后，沸石晶體材料在石油煉制、石油化工等領域得到了快速發(fā)展和廣泛關注，Y型沸石也成為工業(yè)化的流化催化裂化(FCC)催化劑。通過調(diào)節(jié)骨架鋁含量或采用雜原子Ga、B等對Al的取代可以實現(xiàn)對分子篩酸密度和酸強度的調(diào)控。硅鋁沸石分子篩作為一類重要的固體酸催化劑，彌補了均相催化反應中催化劑和反應物不能分離的缺點，已經(jīng)被用在許多酸催化反應中，如催化裂化、加氫裂化、異構(gòu)化、甲醇制烯烴(MTO)應等。另外，通過將過渡金屬元素引入沸石分子篩骨架中還實現(xiàn)了其在氧化還原反應中的應用，最典型的例子是鈦硅分子篩的合成，合成的含鈦分子篩在催化氧化反應中表現(xiàn)出相當高的催化活性，如Ts-1、Ti-Beta、Ti-MWW等分子篩已被廣泛地用于苯酚羥化、烯烴環(huán)氧化、烷烴氧化等反應。沸石分子篩經(jīng)過Fe3和Cu2+交換后可以用來降解汽車和制酸工廠排出的氮氧化物氣體，在環(huán)境保護和凈化方面顯示出一定的價值。作為催化劑或催化劑載體，與其他材料相比沸石分子篩有著相對明顯的優(yōu)勢：高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性使催化反應可以在苛刻的條件下進行，規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)對某種產(chǎn)物的高選擇性，而可調(diào)變的活性中心使其可以應用在各類反應中。
       介孔分子篩因具有高度有序和均勻分布的孔道結(jié)構(gòu)，孔徑尺寸調(diào)變范圍較寬(2~5nm)，比表面積大(大于1000m2/g），并且其骨架組分具有多樣性等特點，在很多領域具有良好的應用前景，已成為孔材料研究領域新的熱點。最初，介孔分子篩主要應用于催化反應，后究人員又利用其孔道特性不斷拓展，相繼發(fā)展到納米材料和生物吸附分離等領域。近幾研究主要是在以前研究的基礎上，將介孔分子篩改性負載官能團及金屬離子，以應用多領域。