化学新型绿色催化剂——分子筛催化剂.docx

1
化学新型绿色催化剂——分子筛催化剂
【摘要】对微孔分子筛催化剂，介孔分子筛催化剂，复合分子筛催化剂进行了介绍，并简述其当今的研究现状和应用。最后，笔者简要分析了分子筛催化剂的绿色化特点。
【关键词】分子筛催化剂；复合；研究与应起化学工作者的研究热情的原因之一，在于和老式催化剂（如A1C13催化剂）相比，分子筛催化剂本身无毒、无害，反应产物容易分离，选择性好，催化活性高，而且大大提高生产效率，降低设备投资成本，降低原材料消耗，从而提高产量和质量，而且废催化剂对环境是友好的，不会产生污染。总而言之，分子筛催化剂是一种“绿色催化剂。”
表1给出异丙苯生产的AlCl3催化工艺与分子筛催化工艺的“三废”排放情况⑵。
3
表1三氯化铝和分子筛催化剂工艺生产异丙苯“三废”排放对照
“三废”排放量和产量
AlCl3工艺
分子筛工艺
异丙苯产量（104t/a）


污水量（t/h）

0
稀盐酸（kg/h）

0
废气（kg/h）
211
4
废渣（kg/h）
126[Al(OH)J
（废催化剂）
复合分子筛催化剂（compositemolecularsievecatalysts）
微孔分子筛简介及其缺陷
微孔分子筛具有均匀发达的微孔结构、酸性强和水热稳定性好的特点。但由于其孔径较小，一方面大分子进入孔道困难，另一方面在其孔腔内吸附后形成的大分子扩散阻力较大，不能快速逸出，从而大大限制了其在大分子催化转化中的应用［3］。
介孔分子筛的研究历程及其缺陷
1992年，Mobil公司首次报道合成了M41S系列介孔分子筛。1995年，HMS和MSU系列介孔分子筛的成功合成，为介孔分子筛家族再添新丁。1998年，Zhaw等首次在酸性条件下，以双亲非离子高分子表面活性剂三嵌段共聚物P123为模板剂合成SBA-15介孔分子筛，具有大孔道结构和高传质性等优点。介孔分子筛与传统的微孔分子筛相比，水热稳定性相对不足，而具有可调酸性、高水热稳定性的微孔分子筛由于其孔道狭窄，较差的传质和扩散性能，限制了它在大分子催化反应中的应用［4］。
复合分子筛
由于微孔分子筛和介孔分子筛都有其利弊，所以，复合分子筛由于其良好的烃类转化性能渐渐受到了人们的普遍关注。微孔/介孔复合分子筛即具有微孔分子筛的酸催化作用，又拥有介孔分子筛的良好的传质扩散特性，在复杂组分的反应中显示出比相应微孔分子筛更优异的催化反应性能［5］。
1996年Kloetasra等⑹报道了MCM-41/FAU复合分子筛的制备，之后Karlsson等⑺用十六烷基三甲基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵双模板两步晶化原位合成了具有微孔-介孔结构的复合分子筛。此外相关的报道还有通过将微孔沸石纳米簇植入介孔硅铝酸盐主体中制备高度有序的微孔-介孔复合材料等［8］，以上几种方法基本质均为合成具有微孔次级单元的介孔分子筛。
分子筛催化剂在化工行业的研究现状及应用举例

全球气候变化的加剧，使人们对CO2等温室气体的排放控制提出了更高的要求。由于我国能源主要依赖于煤炭，CO2排放量大，控制CO2的排放是我国实施可持续发展战略急需解决的问题。
沸石分子筛以其规整的孔结构和较大的孔体积以及特有