ZSM-5가 중요한 제올라이트인 이유는?

ZSM-5란?

(ZSM-5)

ZSM-5-제올라이트 소코니 모빌-5는 합성 제올라이트입니다. 이산화규소(Si)와 알루미나(Al)를 함유하고 있으며, 이산화규소의 비율이 알루미나보다 더 중요합니다. ZSM-5의 화학식은 NanAlnSi96-nO192-16H2O(0

ZSM-5 제올라이트 구조

 는 산소 브릿지로 연결된 여러 개의 펜타실 단위로 구성되어 펜타실 사슬을 형성합니다. 펜타실 단위와 마찬가지로 각 10고리 구멍은 각 꼭짓점 사이에 O가 결합된 것으로 가정된 Al 또는 Si를 꼭짓점으로 합니다. 각 주름진 시트는 산소 브릿지로 연결되어 "주름과 평행한 직선 10링 채널과 시트에 수직인 정현파 10링 채널"을 가진 구조를 형성합니다.

에 잘 정의된 기공과 채널이 있는 ZSM-5 제올라이트의 분자 구조를 보여줍니다. 노란색 공은 Si를 나타내고 빨간색 공은 O를 나타냅니다.

좌표 사면체를 표시한 ZSM-5 제올라이트의 구조.

ZSM-5 제올라이트 합성

현재 가장 일반적인 ZSM-5 합성 방법은 유기 및 이놀라민 시스템에서의 합성, 로딩 시스템에서의 합성, 열수/비열수 시스템에서의 합성의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 위의 방법들은 서로 다른 템플릿을 사용하지만, 원료(개별 실리콘 및 알루미늄 소스 포함)와 원리는 변하지 않습니다. 원료의 구조가 재배열되어 독특한 기공 구조를 형성하는데, 이를 분자 체라고 부릅니다.

이 연구는 겔 시스템의 결정화 특성이 다양한 유기 유도제를 사용하여 형성될 수 있음을 보여주었습니다. 반 데르 가그는 6-헥산디올, 1,6-헥산디아민, 1-프로판올, 1-프로필아민, 펜타에리스리톨이 모두 이 구조의 형성을 촉진한다는 것을 보여주었습니다. 따라서 이 경우 TPA+ 양이온은 가장 넓은 범위의 SiO2/Al2O3 비율에서 ZSM-5 구조의 형성을 강력하게 촉진하기 때문에 합성 혼합물에 선택되는 첨가제입니다. 그러나 이 접근법의 단점은 첨가제의 높은 비용, 부식성, 제올라이트의 촉매 활성을 활용하기 전에 첨가제를 제거해야 한다는 점입니다. 템플릿이 없는 젤 매질에서 ZSM-5 제올라이트를 합성하려는 시도가 있었습니다. 그리고 일부 결과에서는 결정성이 높은 ZSM-5 소재가 생성되는 것으로 보고되었습니다. 최소한의 비용으로 잘 결정화된 ZSM-5 제올라이트를 효율적으로 생산하려는 시도가 계속되고 있습니다.