在准固相体系中合成的ZSM-5中Al对的形成机制：Al源、碱度及结晶动力学

《Crystal Growth & Design》：Formation Mechanism of Al Pairs in ZSM-5 Synthesized in a Quasi-Solid Phase System: Al Source, Alkalinity, and Crystallization Kinetics

沸石ZSM-5中铝配位态与空间分布影响催化性能，通过QSP方法分析六种铝源发现，系统碱度提升促进Al(OH)??3+向Al(OH)??转化，铝对含量从34%增至74%，铝源调节结晶能垒（32.23-64.31 kJ/mol）和生长尺寸。

　　

作为布伦斯特酸位点的主要贡献者，ZSM-5沸石中骨架铝的空间分布对其在烃类转化反应（如裂化、异构化和芳构化）中的催化性能起着关键作用。本研究利用QSP方法系统分析了铝的配位状态对ZSM-5合成过程中铝对形成的影响。通过JMAK动力学模型和多尺度表征，对六种不同的铝源进行了比较分析。结果表明，铝物种的配位状态和空间分布直接决定了ZSM-5沸石中铝对的含量和分布。随着系统碱性的增加，Al[(OH₂)₆]³⁺向Al(OH)₄^–的转化得到促进，铝对的含量从34%增加到了74%。进一步研究发现，铝源通过调节成核能垒（E_n = 32.23–64.31 kJ/mol）和晶体生长尺寸，对晶化路径产生了显著影响。这项工作展示了QSP方法在精确调控铝对方面的独特优势，并为ZSM-5催化剂的绿色合成提供了理论支持。