Das Si/Al-Verhältnis ist eine wichtige Eigenschaft von ZSM-Molekularsieben und spiegelt den relativen Gehalt an Silicium und Aluminium im Molekularsieb wider. Dieses Verhältnis hat einen wesentlichen Einfluss auf die Aktivität und Selektivität von ZSM-Molekularsieben.
Erstens kann das Si/Al-Verhältnis die Acidität von ZSM-Molekularsieben beeinflussen. Im Allgemeinen gilt: Je höher das Si/Al-Verhältnis, desto stärker die Acidität des Molekularsiebs. Dies liegt daran, dass Aluminium ein zusätzliches saures Zentrum im Molekularsieb bereitstellen kann, während Silicium hauptsächlich die Struktur und Form des Molekularsiebs bestimmt.
Daher lassen sich Säuregrad und katalytische Aktivität des Molekularsiebs durch Anpassung des Si-Al-Verhältnisses steuern. Zweitens beeinflusst das Si/Al-Verhältnis auch die Stabilität und Hitzebeständigkeit des ZSM-Molekularsiebs.
Molekularsiebe, die bei höheren Si/Al-Verhältnissen synthetisiert werden, weisen oft eine bessere thermische und hydrothermale Stabilität auf.
Dies liegt daran, dass Silizium in Molekularsieben zusätzliche Stabilität und Beständigkeit gegenüber Reaktionen wie Pyrolyse und Säurehydrolyse bewirken kann. Darüber hinaus kann das Si/Al-Verhältnis auch die Porengröße und -form von ZSM-Molekularsieben beeinflussen.
Im Allgemeinen gilt: Je höher das Si-Al-Verhältnis, desto kleiner die Porengröße des Molekularsiebs und desto kreisförmiger die Porenstruktur. Dies liegt daran, dass Aluminium zusätzliche Vernetzungspunkte im Molekularsieb bereitstellt und so die Kristallstruktur kompakter macht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einfluss des Si-Al-Verhältnisses auf ZSM-Molekularsiebe vielfältig ist.
Durch die Anpassung des Si-Al-Verhältnisses können Molekularsiebe mit spezifischer Porengröße und -form, guter Azidität und Stabilität synthetisiert werden, um den Anforderungen verschiedener katalytischer Reaktionen besser gerecht zu werden.
Veröffentlichungsdatum: 11. Dezember 2023
