乙烯和丙烯等低碳烯烃一直是有机化工和石油化工的重要原料,关乎着国计民生。传统的烯烃的制备都是通过的石油原料的催化裂解,由于近些年资源的消耗,石油的价格也是逐年上涨,我国是属于少油多煤多气的资源格局,因此也制约着烯烃产业的发展。近些年甲醇制低碳烯烃(MTO)技术和甲醇制丙烯(MTP)技术不断地发展与成熟,已经进行大规模工业生产,由于甲醇的合成简单廉价(以煤炭或天然气作为原料),因此此方法成本远低于传统工艺。ZSM-5是当前科研人员发现的对甲醇转化制丙烯反应中丙烯选择性最高的催化剂。沸石的催化性能与其结构密切相关,因此可以采用不同的合成和改性方法来控制分子筛,制备出具有良好MTO/MTP催化性能的催化剂。在日常科学研究以及工业成产,水热合成是最主要的合成分子筛的手段。但是其也有不足之处,一方面在水热合成的过程需要添加大量的溶剂,并且在随后的样品处理过程中也需要大量的水溶剂,因此很容易造成环境污染。另一方面合成的过程中需要昂贵的模板剂,提高了反应成本。因此寻找一种合适的分子筛合成方法至关重要。为了克服上述缺陷,近期一种新型的制备分子筛的方法被提出来-固相合成法。固相合成法是浙江大学肖丰收教授首次提出来的,是一种通过固相研磨合成分子筛的方法,反应的过程不需要添加溶剂,因此减少对环境的污染。此合成结晶时间短(24h),固体原料进行物理研磨并在180℃进行反应。此合成路线的关键因素在于选取NH4HF2,此原料在高温下可以分解成HF和NH3,其中NH3可以和水反应生成OH-化物,沸石合成中的矿化组分OH-和F-将反应物转化为具有活性和反应性的硅酸盐物质,并且有利于原材料从完全无定形物质转化为有序沸石结晶的转化过程促进反应的进行。在整个高温加热期,固体原料并未熔化,并且较短的合成时间和固态样品可以进行原位固相NMR研究。在沸石合成凝胶中,有机和无机组分之间的相互作用不清楚,其结晶过程中的关键步骤难以鉴定。因此,沸石的结晶机理难以理解,没有一个通用的晶化机理去描述分子筛的晶化过程。作为最具商业价值的沸石之一,ZSM-5(MFI拓扑)晶化过程的研究显得格外重要。在纯二氧化硅ZSM-5(Si-ZSM-5)的结构中,平行的线性通道与正弦通道相交,并且TPA分子位于孔道的交叉点,延伸的丙基位于线性通道和正弦通道中。通过一系列先进技术,尤其是通过核磁共振(NMR)技术分析ZSM-5的结晶机理,并提出了分子筛的晶化过程主要是正电荷与负电荷之间的库仑相互作用,也就是阳离子TPA与孔道骨架中的F阴离子和Si-O...OSi氢键相互作用。二维1H DQ-SQ MAS NMR方法是一个强大的工具来探测核质子-质子空间邻近性。该技术利用同核偶极-偶极耦合相互作用来关联多自旋偶极耦合网络,两个自旋关联占主导地位。ZSM-5的1HDQ-S MASNMR核磁共振光谱提供了丰富的关于在ZSM-5中的质子邻近性信息。其中TPA的甲基组和硅酸盐骨架之间的相互作用已明确展现在1HDQ-SQ MAS核磁共振光谱上。我们的合成方法更取决于氟在沸石骨架中的位置,一系列固体核磁共振谱的获得有助于我们更全面地了解氟离子的作用。通过19F MAS和19F-29Si CP/MAS NMR发现氟离子直接键合到硅氧四元环其中的一个硅原子上,形成五配位的硅SiO4/2F-。我们通过应用SSNMR技术,确认了模板剂TPA的情与骨架上的负电中心在距离上的相关信息,进而确定了模板剂TPA是通过Columbic相互作用来导向合成具有特别孔道的分子筛ZSM-5。