超細沸石的特性意味著它可以作為新的吸附分離材料、催化材料或陶瓷材料等,具有廣闊的應用前景。

用納米硅Zeolite在載體表面生長成亞微米厚的膜在1996年已有報道。這種膜是一種理想的吸附分離材料,能高選擇性地從氮氣中分離出H2和O2。

超細沸石作為催化劑的反應目前有加氫裂化、流化催化裂化(FCC)、苯的烷基化、甲醇制汽油、苯酚羥基化、甲胺的合成等,而且有以下特點。

a.反應活性高。

超細沸石的比表面積大于普通沸石,表面原子數目多,而且因為其周圍缺少相鄰的原子而具有許多未飽和鍵,易于吸附其他原子或分子,從而具有高催化活性。在同一溫度下的加氫裂化過程中,沸石超細化之后的原料轉化率能提高25%以上。凡是對于受擴散限制的反應以及直徑大于沸石孔徑的大分子烴類裂化等反應,使用超細沸石催化都會提高反應活性。

b.對產物特有的選擇性

在加氫裂化過程中采用超細Y型沸石為催化劑,不僅反應活性高,而且產物中石腦油和煤油的含量能提高3%。在FCC過程中,采用超細Y型沸石為催化劑,能提高產物中汽油和柴油的比例而抑制C1~C2烴類的含量。小晶粒沸石為催化劑,則產物中汽油和低碳烴類的含量高于超穩Y型沸石,但是柴油含量相對較低而低碳烴類中丙烯、丁烯及異丁烷的含量較高在甲醇轉化成烴類的反應中,采用小晶粒的HZSM-5沸石,產物中C5以上烴類的選擇性較高,其中又以C芳烴含量為最高。據報道乙烯在超細的HZSM-5沸石上低聚的產物中C9以上的芳烴含量占50%以上。

c.抗積炭能力強

超細沸石作為催化劑的優良特性是強抗積炭能力,在上述各反應中均表現出這個特性。例如,在HZSM-5沸石上的乙烯低

聚反應中,沸石的晶粒越小使其抗積炭能力越強,其使用壽命相應也越長。超細沸石為何具有強抗積炭能力的原因迄今尚

未被了解。大多數文獻認為積炭發生在沸石的外表面和孔口附近,而超細沸石具有較大的外表面積,因而容炭能力強。

d.提高負載金屬組分的分散性和負載量

金屬組分在沸石上的有效負載量和分散性是決定這類催化劑性能的主要因素。金屬組分的負載量有一定限度,超過該限度值,金屬組分將會以聚積體的形式覆蓋在沸石表面上或堵塞孔口,從而降低催化劑的活性和選擇性。
超細沸石由于具有較大的外表面和更多的孔口,金屬組分更易進入沸石的孔道,并提高其分散性和有效含量,從而能增加催化劑的活性,延長使用壽命。

超細沸石作為一種新材料,近年來發展很快,除了用于催化材料之外,在其他領域如吸附、分離等也有長足的發展,成為今后沸石研究中的熱點之一。

國外已經把它作為第四代FCC催化劑進行研究。假若能制備出粒度分布窄、熱穩性和水熱穩定性好的納米沸石,并加強對其結構和性能的研究,同時開拓新反應和新應用領域,那么超細沸石可望成為納米材料中的佼佼者。