X分子筛表面Silicalite-1膜的制备及形成过程

高宁宁， 王辉国， 刘宇斯， 拓鹏飞， 钟 进， 高俊魁

(中国石化 石油化工科学研究院，北京 100083)

通过在内核分子筛表面制备完整、连续的分子筛膜，可实现内核分子筛表面物化性质的调变。这种核壳分子筛材料在催化、分离等领域表现出来的优异性能日益受到研究人员的关注。在甲苯甲醇烷基化反应中，HZSM-5晶体表面经Silicalite-1膜层覆盖后，对二甲苯选择性和分子筛抗积炭能力均显著提高[1]。由于Silicalite-1分子筛膜的择型效应，Beta/Silicalite-1核壳材料具备较高的直链和多支链链烷烃异构体分离选择性[2]。事实上，核壳分子筛材料的特点在于将内核分子筛和壳层分子筛膜的优势结合起来，内核分子筛具有良好的催化性能或者较高的吸附容量，而壳层分子筛膜则起到限制反应物种与内核分子筛表面活性位接触或者进入内核分子筛孔道的作用。因此，制备核壳分子筛材料的关键在于如何不破坏内核分子筛骨架结构并在其表面生长出完整连续的分子筛膜。

对于内核和外壳分子筛拓扑结构相同但化学组成不同的核壳材料，通常采用外延生长法在内核分子筛表面生长外壳分子筛膜。例如，控制适当的合成条件可在ZSM-5晶体表面外延生长Silicalite-1膜，以达到覆盖其表面活性位的目的；否则，合成体系中均相成核会导致独立Silicalite-1分子筛的形成[3-4]。另一种核壳材料的内核和外壳具有相同或者类似的结构单元、不同的空间排列方式[5]。这种骨架结构的相似性使得外壳分子筛的外延生长成为可能。……