水热条件下Y型沸石的制备与合成

水热条件下Y型沸石的制备与合成

蜂窝沸石分子筛中沸石分子筛是一类微孔硅铝酸盐晶体，其骨架由硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4)按不同的方式连接而成。由于具有规则的孔道结构、大的比表面积、优异的热和水热稳定性、丰富的酸性中心以及多种可交换的阳离子等性质，沸石分子筛已被广泛用于催化、吸附与分离、离子交换等领域。传统的沸石分子筛通常是在水热或溶剂热条件下，由含有无机（碱金属氢氧化物）或有机（季铵碱）结构导向剂的无定型硅铝酸盐凝胶晶化而成，改变结构导向剂往往可以改变所得沸石分子筛的结构类型，因此使用结构新颖的季铵碱已成为开发新沸石分子筛结构类型的重要手段之一。特别是在合成一些具有大环（12元环）和超大环（＞12 元环）孔道结构的分子筛时，往往需要使用合成过程复杂、价格昂贵的有机结构导向剂，使用有机结构导向剂不但增加了分子筛的合成成本，还在焙烧去除有机物的过程中产生氮氧化物等有害气体，并且一些有机结构导向剂还具有一定的毒性，这在一定程度上限制了新开发沸石分子筛进一步在工业上的应用。

Y沸石具有三维畅通的孔道结构, 优异的热和水热稳定性，广泛地应用于石油炼制与化学工业中，特别是在流动床催化裂化(FCC)反应中更是起到了不可替代的作用。同时，Y沸石也对有机挥发物的吸附显示出优良性能。作为工业催化剂和吸附剂，Y沸石的催化与吸附性能与其硅铝摩尔比值有直接的关系。例如，提高Y沸石的硅铝比值可以显著地提高沸石的水热稳定性，这更有利于制备性能优异的FCC 催化剂。但是，常规的Y 沸石合成温度一般在 100 °C 左右，所获得的硅铝摩尔比值在5.0-5.3，因此人们一直寻找直接一步法合成高Si/Al比值的Y沸石的新方法。研究人员曾发现，较高的合成温度有利于得到具有高硅铝比的Y型沸石，但是较高的反应温度非常容易导致Y 沸石的转晶。目前，Y 型沸石多数都是在 110 °C以下水热合成的。虽然有人报道可以在高温(110-150 °C)合成 Y 型沸石，但是这些合成都是在有机模板剂存在下完成的，而有机模板的使用大大复杂了Y沸石的合成。

水热和溶剂热条件下合成无机化合物是无机化学领域的重要合成方法之一， 采用这种方法可以合成一系列功能性无机化合物， 如纳米材料， 沸石分子筛， 具有新颖结构的金属配合物等。其中分子筛是一类在石油化工领域有广泛应用的功能材料。本实验是在水热条件下合成 Y 型沸石， 并对其结构进行初步表征。一般来说，Y 型沸石分子筛可用作土壤改良剂、农药和催熟剂的载体；在环境保护方面，Y 型沸石分子筛可以用来消除大气污染、进行污水处理等；在轻工业方面，用 9% ～ 15% 的 NaY 沸石分子筛作为填充材料而生产的纸，特别适用于制造涂有光敏的氧化锌层的复印纸。