对二甲苯(PX)是一种重要的化工原料,传统上是采用甲苯歧化等方法生产。甲苯/苯与甲醇烷基化可以有效地增加PX的产量,是一条具有很强竞争力的工艺路线,目前常采用ZSM-5分子筛用做该反应的催化剂。纳米分子筛具有较大的外表面积、较多活性中心、短而规整的孔道等特征,致使反应物分子能够快速进入、产物分子能够快速离开分子筛孔道。核壳分子筛是一种特殊的复合材料,其独特的结构包括核相与壳层两相,是在一种分子筛的外表面上包裹生长另外一种分子筛膜而形成,被认为是良好的择形催化剂。本文研究了ZSM-5分子筛的纳米化合成、ZSM-5分子筛核壳化制备MFI/MFI核壳分子筛,考察了他们催化甲苯/苯与甲醇的烷基化反应性能。本文对水热合成纳米ZSM-5分子筛的工艺进行了优化研究。以四丙基溴化铵为模板剂水热合成ZSM-5分子筛,研究了晶种对合成的影响,发现晶种可以加速形成晶核,促进ZSM-5的生长。晶种对于合成产物粒径的影响非常突出,通过添加不同晶种可以控制ZSM-5产物的晶体尺寸及分布。添加Si02量5%的纳米ZSM-5分子筛晶种,在投料硅铝比50～260范围内均可以快速合成纳米ZSM-5分子筛。纳米晶种具有更突出的促进作用,很大程度上归因于小颗粒所具有的更大的外表面积及在凝胶体系中颗粒的均匀分布。通过晶化母液回用实验,研究开发了纳米ZSM-5分子筛的绿色合成路线。研究发现,批量化合成条件下,回用50%的母液,不仅可以大大降低生产成本,而且能够减少50%的废水排放量,同时可以保证纳米ZSM-5分子筛的相对结晶度、固体产率均在86%以上,是一条适宜工业化制备的优化合成工艺。以微米级ZSM-5为核相,研究了含致密高硅壳层MFI/MFI核壳分子筛的合成,发现ZSM-5核相未经过表面处理剂处理,不能形成MFI壳层。采用两种表面处理过的ZSM-5分子筛A-ZC和T-ZC作为核相分子筛,则可以核壳化得到MFI/MFI核壳分子筛。提出了MFI/MFI核壳分子筛的生长机理：ZSM-5核相分子筛经过表面处理以后,表面硅铝比增加,脱铝后留下的非骨架铝有利于壳层颗粒的成核与生长,从而得到具有致密高硅壳层的MFI/MFI核壳分子筛。核相表面非骨架铝的含量对壳层颗粒的形貌有较大影响。低非骨架铝核相表面的壳层颗粒为b取向生长的纳米片,而在高非骨架铝核相表面形成c取向球状纳米颗粒壳层。在甲苯/苯甲醇烷基化反应的研究中,系统考察了原料烃醇比、反应压力、空速和氢烃比等工艺参数对分子筛样品催化性能的影响。结果表明,在相同条件下,纳米ZSM-5分子筛催化剂的甲苯转化率明显高于核壳分子筛催化剂。纳米ZSM-5分子筛是适宜的甲苯甲醇烷基化催化材料,甲苯转化率高,产物为热力学平衡的混合二甲苯；1000 h稳定性试验结果表明,在440℃,1.0 MPa,空速2.0 h-1,烃醇比为1：1和氢烃比为7：1的条件下,平均甲苯转化率34.1%,催化剂稳定性良好。MFI/MFI核壳分子筛用作甲苯甲醇择形烷基化反应的催化材料是适宜的,产物对二甲苯的选择性高；稳定性试验结果表明,在440℃,1.0 MPa,空速2.0 h-1,烃醇比为1：1和氢烃比为7：1的条件下,600 h之前,甲苯转化率稳定在约33%,PX选择性从47%逐渐上升到58%。MFI/MFI核壳分子筛是适宜的苯与甲醇烷基化催化材料,具有较好的反应活性及产物选择性。适宜的反应工艺参数为400℃,1.0 MPa,空速2.0-1,苯醇比1：1,氢烃比5：1；480 h稳定性试验结果表明,苯转化率大于25%,甲苯的选择性稳定在50%左右,对二甲苯的选择性接近14%。