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zsm—5分子筛作为一种高效的吸附催化剂，具有优异的选择性和稳定性，主要应用于石油化工行业。硫酸铝作为一种常用原材料，主要是作为铝源参与ZSM-5的合成过程中。下面我们将介绍下硫酸铝在ZSM-5分子筛合成中的主要作用： 1. 作为基础铝源参与分子筛合成 硫酸铝是ZSM-5分子筛水热合成的常用铝源之一，与硅源（如硅溶胶、水玻璃）和模板剂（如四丙基溴化铵）共同形成初始凝胶。该方法操作简单、成本低，且合成的分子筛具有高水热稳定性和催化活性。反应过程大致为：硫酸铝溶解提供Al³⁺ → 在强碱性条件下形成铝酸根离子 → 与硅酸根离子缩聚 → 在模板剂导向下形成ZSM-5晶体结构。 2. 调控分子筛结构与性能 不同铝源直接影响ZSM-5的晶粒形貌和硅铝比： 晶粒尺寸与形貌：相比偏铝酸钠或异丙醇铝，硫酸铝合成的ZSM-5晶粒更大、形貌更不规则，但结晶度仍较高。 硅铝比变化：硫酸铝合成的分子筛实际硅铝比常低于投料值，可能因铝元素更易进入骨架，影响酸性和孔径分布。 3. 参与改性分子筛的制备 在功能化ZSM-5合成中，硫酸铝作为铝源支撑金属掺杂或介孔结构构建： 铜掺杂介孔ZSM-5：硫酸铝与铜盐、正硅酸乙酯结合，通过原位掺杂制备含介孔的铜-ZSM-5，***提升烯基硅化合物合成催化效率（收率达***）。 工业成本优势：对比有机铝源（如异丙醇铝），硫酸铝价格低廉且工艺环保，适合大规模生产低成本分子筛催化剂。 4. 酸度调节 铝含量直接决定骨架酸位的数量（酸密度）。通过控制硫酸铝的加入量，可以在一定程度上调控最终ZSM-5产品的硅铝比和酸性质。 5. 工业应用潜力 以硫酸铝为铝源合成的ZSM-5分子筛在催化裂解、烯烃生产等领域表现突出： 催化裂解低密度聚乙烯时，可实现高气体产率（82.7%~85.3%）和高低碳烯烃选择性（64.7%~77.1%）； 用于异丁烷裂解制乙烯、丙烯时，低碳烯烃总收率可达51.4%。 综上，硫酸铝在ZSM-5分子筛中的核心作用是作为铝源参与水热合成，将铝引入骨架结构，从而赋予ZSM-5所需的酸性位点。它的使用可以实现对ZSM-5硅铝比和酸密度的调控。硫酸铝因其成本低、工艺适应性广及对分子筛酸性/结构的调控能力，成为ZSM-5合成与功能化的重要原料，尤其在工业催化领域具有***优势。 |