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纳米ZSM-5分子筛的制备通常采用常规水热合成法,传统的加热方式容易使反应物料产生外高内低的温度梯度,造成加热不均匀、合成时间较长、晶化温度较高、成本较高等问题,并且合成产物易团聚、平均粒径较大(≥100 nm)、粒径分布较宽。鉴于此,本课题根据微波辐射加热具有能耗低、速度快、加热均匀等特点,采用微波辅助水热合成法制备纳米ZSM-5分子筛,考察不同合成因素对纳米HZSM-5分子筛和纳米NaZSM-5分子筛结构性质的影响,并对纳米ZSM-5分子筛的MTO催化性能和工艺条件进行研究。采用微波辅助水热合成在较温和的条件下直接制备了纳米HZSM-5分子筛,借助XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等表征手段,考察了铝源种类、模板剂用量、水量、晶化时间、晶化温度和老化温度对HZSM-5分子筛的结构性质的影响。结果表明:以异丙醇铝(AIP)为铝源,按原料摩尔配比n(SiO2):n(Al2O3):n[(TPA)2O]:n(H2O)=300:1:37.5:1500,设定老化温度80℃,在短时间(晶化时间1.5 h)内于较温和的条件下(晶化温度160℃)合成了纳米HZSM-5分子筛,其微观形貌为球形,分散程度较好、粒径较均一且较小(约60nm);同时具有微孔、介孔结构和较大的比表面积(398.45 m2·g-1)、孔容(0.63 cm3·g-1)和平均孔径(6.27nm);晶体表面具有弱酸特征。采用微波辅助水热合成法在较温和的条件下制备了纳米NaZSM-5分子筛,借助XRD、SEM、BET和NH3-TPD等表征手段,考察了模板剂种类和用量、钠源种类和用量对NaZSM-5分子筛的结构性质的影响。结果表明:以四丙基氢氧化铵(TPAOH)和氢氧化钠(NaOH)为模板剂和钠源,按原料摩尔配比n(SiO2):n(Al2O3):n[(TPA)2O]:n(H2O):n(Na2O)=300:1:37.5:1500:15,合成了纳米NaZSM-5分子筛,其微观形貌为球形,分散程度较好、粒径较均一、平均粒径较小(约30nm);同时具有微孔、介孔结构和较大的比表面积(419.64m2·g-1)、孔容(0.68cm3·g-1)和最小平均孔径(3.83nm),晶体表面具有弱酸特征。采用管式固定床评价装置,借助气相色谱等分析手段,对纳米ZSM-5分子筛的MTO催化性能及工艺条件进行研究,结果表明,30 nm的NaZSM-5分子筛(Na-30)在MTO反应中具有最优的催化性能,其甲醇转化率、低碳烯烃选择性和收率可分别达到97.56%、73.18%、71.39%,其适宜的MTO催化反应条件为反应温度360℃,进料空速为1.5 h-1,N2流量为15 ml·min-1。