一、 选题的目的和意义

分子筛是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附气体或液体，沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。由于其具有独特的结构，沸石分子筛具有良好的择型性质，已经被广泛应用于国民经济各个部门和高科技领域。ZSM-48沸石分子筛是20世纪80年代初期，美国Mobil公司开发的新型高硅分子筛，由于其具有理想的微孔半径，它的研究和应用已被人们广泛关注。综上所述，研究ZSM-48沸石分子筛的合成与表征，有着重要的现实意义。

二、 沸石分子筛的研究现状

1.沸石分子筛的结构和应用

沸石分子筛是具有骨架结构的微孔结晶硅铝酸盐，是分子筛中的重要的一大类。沸石的初级结构单元为TO₄(T=Si,Al)四面体，相邻四面体共用氧原子桥联形成首尾相连的多元环。多元环在氧桥连接下，按照一定的规则排列，形成一些特征的笼状结构单元，而笼与外部或其他笼的相通部分形成晶孔，孔口为多元环，晶孔与晶穴形成的通道为孔道。除去六元环以下的小孔，可按孔道窗口多元环的T原子数目将沸石分子筛分为四类：1、小孔如A型沸石等8元环窗口沸石；2、中孔如ZSM-5、ZSM-22和ZSM-48等10元环窗口沸石；3、大孔如X、Y和β等12元环窗口沸石分子筛；4、超大孔沸石，窗口T原子数目超过12的沸石。沸石孔道体系可分为一维、二维和三维孔道体系。

沸石的化学定义式可表示为M₂/mO#183;Al₂O₃#183;aSiO₂#183;bH₂O，M是存在于孔道和笼中平衡硅铝骨架电负性的阳离子，M可以是Na ，K 和NH₄ 等阳离子中的一种或多种，m表示M的化合价，a表示SiO₂/Al₂O₃的比值，H₂O指位于孔道或笼腔中的结合水。沸石四面体骨架的一个排列规则为Lowenstein规则，沸石骨架结构中，四面体间不能出现Al#8211;O-Al连接，即Al原子只能与Si原子相邻。

沸石分子筛在石油化工、气体分离、精细化工及催化等领域应用于广泛，这源于它本身具有的孔道结构独特、比表面积高、阳离子交换性能优越、吸附性好、酸性较强、水热稳定性高和热稳定性比较好。首先，沸石分子筛可以在气体吸附、分离、纯化和干燥等领域广泛应用，这是因为沸石分子筛可以作为吸附材料，这源于它自身的孔道结构独特性、比表面积高等特点。例如：工业制氧、二甲苯异构体的分离、石蜡的纯化、化学溶剂的干燥等；其次，沸石分子筛在废料及污水处理、洗涤工业、硬水软化等领域应用广泛，因为它可以作为离子交换材料，这源于它自身的阳离子交换性能优越的特性。如：硬水中的Ca₂ 、Mg₂ 离子可以通过在洗涤剂中加入添加剂例如4A型沸石，通过阳离子交换作用交换除掉，从而达到软化硬水的目的；再次，沸石显示出的Broslash;nsted和Lewis酸性比较强烈，作为酸催化材料在精细化工、煤化工及石油化工等领域应用广泛，这是因为它的酸性比较强、水热稳定性比较高及热稳定性突出等特点。近年来，随着人们对沸石分子筛不断的深入研究和认识，沸石分子筛也广泛地应用于其他科学领域，如塑料工业、橡胶工业、农业、燃料电池、分子器件等。

2.沸石分子筛的合成

早在19世纪中叶，人们即开始研究合成沸石，由于天然沸石最早在火山岩孔洞中被见到，因此早期以高温高压条件模拟其生成环境进行高温水热合成，但直到人们在沉积岩中见到天然沸石推断出沸石可能在低温水热条件下可以合成，即20世纪40年代，沸石的合成才有真正的成功，并在之后合成了自然界不存在的沸石 A、X 和 Y 沸石，而在1961年引入季铵盐阳离子进入合成体系后，高硅铝比甚至纯硅分子筛被合成，此后含有机物存在的合成体系合成了许多新型沸石。由于工业需求的不断推动以及科学技术的发展，沸石合成手段持续丰富和完善。几种主要方法如下:

（1）水热法