絲光沸石（NaM型沸石）是一種硅鋁比較高的分子篩，其結(jié)構(gòu)式為Na(Al8 Si40 O96)24H2O，具有大量的五圓環(huán)，并成對相互并聯(lián)，主孔道為直筒形的十二圓環(huán)，孔口截面呈橢圓形，尺寸為0.65nm×0.68nm，通過改性孔隙進一步擴大。廣泛用作分離氣體或液體混合物的吸附劑，并廣泛用作化工和石油化工的催化劑載體和催化劑。例如芳烴的歧化、異構(gòu)化、烷基化、烷基轉(zhuǎn)移、烷烴的歧化、異構(gòu)化、醇類的酯化、醚化、胺化等反應(yīng)，絲光沸石是頗受人們重視的一種新型材料。絲光沸石不論是天然絲光沸石還是一般方法合成的絲光沸石，其硅鋁比（SiO2/Al2O3摩爾比）為10~12。但某些催化反應(yīng)過程需要硅鋁比更高的絲光沸石作為催化劑，因為高硅鋁比絲光沸石對這些反應(yīng)具有更高的催化活性、選擇性及穩(wěn)定性。為制備高硅絲光沸石，以往人們大都以硅鋁比為10的絲光沸石經(jīng)過多次銨交換及酸交換將NaM轉(zhuǎn)化為具有較高硅鋁比的氫型絲光沸石(HM)，如中石化金陵分公司研究院研制的C5/C6異構(gòu)化催化劑及偏三甲苯異構(gòu)化催化劑，所需絲光沸石硅鋁比均在18以上的HM，通常需要反復(fù)四次以上，在每次交換過程中，還需進行洗滌，過濾，烘干等步驟，操作復(fù)雜，同時耗費大量的鹽酸，不僅增加成本、腐蝕設(shè)備，還造成環(huán)境污染。另外，頻繁的酸交換也影響絲光沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性下降。因此在絲光沸石合成領(lǐng)域，直接合成高硅絲光沸石的研究成為近年來的熱門話題。

一、實驗

1、原料與試劑

水玻璃（工業(yè)級），硫酸鋁（工業(yè)級），硫酸（工業(yè)級），氨水（工業(yè)級）。

2、合成

將水玻璃、硫酸鋁、硫酸、氨水等原料按反應(yīng)混合物摩爾配比：Na2O/Al2O3=1~10，SiO2/Al2O3=20~40，?H 2O/Al 2O3 =200~1000，并按一定順序投料，在燒杯中攪拌均勻后投入壓力釜中，控制合成溫度150~180℃，晶化合成時間20~60h，冷卻出料，經(jīng)洗滌、過濾、烘干得到高硅絲光沸石產(chǎn)品。

二、表征

1、XRD衍射分析

用導(dǎo)津XD-D1型X射線粉末衍射儀鑒定產(chǎn)物的物相，實驗參數(shù)為Cu Kα輻射，管壓30kV，管流40mA。在5≤2θ≤45間連續(xù)掃描，掃描速度2min。

采用硅鋁比高于20的配料比，均能合成出大于18的純高硅絲光沸石。并且產(chǎn)物的晶相及硅鋁比取決于晶化條件，投料nSiO2/nAl2O3＞20時，在氨的導(dǎo)向作用下能合成出高硅絲光沸石，當(dāng)反應(yīng)混合物無鋁時產(chǎn)生純石英相。高硅絲光沸石結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定存在極可能是氨離子和鋁離子協(xié)同作用的結(jié)果。

試樣5動態(tài)晶化所得絲光沸石的硅鋁比低于靜態(tài)晶化產(chǎn)物，表明攪拌條件下鋁更易進入沸石骨架。晶化溫度降低時絲光沸石的硅鋁比升高，較低的晶化溫度對富硅骨架的穩(wěn)定有利，有利于高硅絲光沸石的形成，溫度越高，富硅結(jié)構(gòu)單元越不穩(wěn)定。在相同的投料配比及晶化條件下實驗，結(jié)果表明，晶化溫度在150~170℃之間能夠合成出純的絲光沸石，當(dāng)溫度低時出現(xiàn)方沸石，溫度高時出現(xiàn)雜相。

2、晶體形貌

絲光沸石的晶體外形呈板狀，晶粒大小約為30μm?×10μm×6μm?，且無無定形物出現(xiàn)，再次說明合成的絲光沸石具有很高的結(jié)晶度。

3、紅外骨架振動光譜分析

本方法合成的絲光沸石的紅外骨架振動譜帶。其中1225和1050cm-1附近出現(xiàn)的較強和最強的吸收峰分別為T-O-T的面外和面內(nèi)不對稱伸縮振動；800和720cm-1左右出現(xiàn)T-O-T的面外和面內(nèi)對稱伸縮振動譜帶；580和560cm-1附近的吸收峰為五元環(huán)或

與五元環(huán)有關(guān)的結(jié)構(gòu)振動譜帶；450cm-1左右的譜帶是T-O-T彎曲振動的結(jié)果。

4、絲光沸石的重要催化應(yīng)用

甲苯歧化及甲苯和C9芳烴基轉(zhuǎn)移反應(yīng)是重要的石油化工過程，日本東麗公司和美國UOP公司采用絲光沸石催化劑的Tatoray工藝已于1969年工業(yè)化，上海石油化工研究院開發(fā)的S-TDT工藝也是采用絲光沸石催化劑，由于臨氫操作，催化劑壽命長，轉(zhuǎn)化率和選擇性均較高，氫型絲光沸石負(fù)載鉍的氧化物后可提高抗水分能力，使用含鎳絲光沸石催化劑，則可以在較低溫度和壓力下提高空速，從而提高了生產(chǎn)效率。

浸漬了鉬、鎳的缺鋁型絲光沸石是偏三甲苯異構(gòu)化優(yōu)良催化劑，在體積空速為10h-1時，三甲苯單程產(chǎn)率均可保持在20%左右，直接合成的高硅絲光沸石催化性能優(yōu)于脫鋁絲光沸石。

二甲苯是重要的化工原料，一般是采用甲醇胺化方法合成，日本化學(xué)公司首先發(fā)現(xiàn)水蒸汽處理絲光沸石可明顯改善二甲胺的選擇性，其原因是經(jīng)水汽處理脫鋁后，非骨架鋁在孔道內(nèi)的沉積引起了活性微環(huán)境的的變化，使得一些活性中心對三甲苯的吸附產(chǎn)生位阻，從而提高了二甲苯(DMA）的選擇性，用微量稀土改性的絲光沸石催化劑，可改善(DMA）的選擇性，同時提高了催化劑的熱穩(wěn)定性。

三、結(jié)論

1、利用水玻璃，硫酸鋁，硫酸，氨作為附加試劑，不用有機模板劑，在無機反應(yīng)體系中可以合成高硅絲光沸石，晶相純，結(jié)晶度高。

2、產(chǎn)物的晶相及硅鋁比取決于晶化條件，投料nSiO2/nAl2O3＞20時，在氨的導(dǎo)向作用下能合成出高硅絲光沸石。