NKF-5（ZSM-5）系列沸石分子筛种类、参数；SDS和COA下载
ZSM-5 (Powder)	SiO2/Al2O3 mol/mol	Nominal Cation Form	Na2O m/m %	Crystallinity %	Surface Area m2/g	Download
NKF-5-18H	18.4	H	0.04	96	350	SDS  COA
NKF-5-21H	21	H	0.03	95	352	SDS  COA
NKF-5D-25NA	26	Na	/	90	330	SDS  COA
NKF-5D-25H	26	H	0.05	96	348	SDS  COA
NKF-5D-25HWGRYH	27（纳米）	H	0.08	92	350	SDS  COA
NKF-5D-25HP	26	H	0.05	83	/	SDS  COA
NKF-5D-25HFE	26	Fe	0.05	85	/	SDS  COA
NKF-5D-25GRYHFE	27	Fe	0.08	87	/	SDS  COA
NKF-5D-25HCU	26	Cu	0.08	83	/	SDS  COA
NKF-5D-38NA	38	Na	/	92	/	SDS  COA
NKF-5D-38H	38	H	0.08	96	352	SDS  COA
NKF-5D-50NA	46	Na	/	90	330	SDS  COA
NKF-5D-50H	46	H	0.05	95	355	SDS  COA
NKF-5-60H	60	H	0.05	94	350	SDS  COA
NKF-5-70H	70	H	0.04	96	352	SDS  COA
NKF-5-85H	85	H	0.04	94	350	SDS  COA
NKF-5-120H	120	H	0.04	98	357	SDS  COA
NKF-5-130H	135	H	0.05	96	352	SDS  COA
NKF-5-150H	145	H	0.05	96	354	SDS  COA
NKF-5-170H	175	H	0.04	97	355	SDS  COA
NKF-5-200H	201	H	0.05	98	352	SDS  COA
NKF-5-200H	203	H	0.;05	98	350	SDS  COA
NKF-5-300H	300	H	0.04	98	356	SDS  COA
NKF-5-360H	360	H	0.04	97	355	SDS  COA
NKF-5-400H	420	H	0.04	94	360	SDS  COA
NKF-5-470H	470	H	0.04	94	356	SDS  COA
NKF-5-500H	505	H	0.;03	94	357	SDS  COA
NKF-5-800H	860	H	0.03	94	354	SDS  COA
NKF-5-1500H	1520	H	0.03	95	358	SDS  COA

 

ZSM-5 (Cylindrical)	SiO2/Al2O3 mol/mol	Ø mm	Nominal Cation Form	Surface Area m2/g	Strength N	Download
NKF-5D-25C	27	2	H			SDS  COA
NKF-5D-38C	38	2	H			SDS  COA
NKF-5D-50C	46	2	H			SDS  COA
NKF-5-300C	302	2	H			SDS  COA
ZSM-5 (Globosity)	SiO2/Al2O3 mol/mol	Ø mm	Nominal Cation Form	Surface Area m2/g	Strength N	Download
NKF-5D-25Q	27	3~5	H			SDS  COA
NKF-5D-38Q	38	2~3	H			SDS  COA
NKF-5D-50Q	46	3~5	H			SDS  COA
NKF-5-300Q	302	2~3	H			SDS COA

 

 

NKF-5（ZSM-5）Zeolite

 

ZSM-5 分子筛的晶体结构由硅、铝、氧四面体所构成。硅、铝、氧四面体形成硅、铝五元环，8 个五元环组成 ZSM-5 分子筛的基本结构单元。

ZSM-5 分子筛的孔道结构由截面呈椭圆形的直筒形孔道(孔道尺寸为 0.54nm×0.56nm )和截面近似为圆形的Z字型孔道(孔道尺寸为 0.52nm×0.58nm )交叉所组成。

一、直接法合成的 NKF-5（ZSM-5）Zeolite（硅铝比 25/38/50）

1、南开大学催化剂厂是国内最早采用直接法生产NKF-5（ZSM-5）分子筛的企业。

直接法合成的 NKF-5 分子筛（硅铝比 25/38/50）是以水玻璃、硫酸铝为原料，不加入有机胺模板剂，特点是原料成本低、绿色环保、工艺先进、质量稳定。

在应用上除了具备用有机胺模板剂合成的ZSM-5分子筛的一切性能外，在热稳定性上大大优于有机胺合成的ZSM-5分子筛，在众多领域有着广泛的应用。

NKF分子筛获得国家发明专利（专利号：85100463.6)；NKF分子筛获国家发明二等奖（奖章编号01082)。

Synthesis of ZSM-5 by direct method

NKF-5 zeolite is synthesized directly by reacting soluble glass with aluminium sulphate to ZSM-5 zeolite, not using organic amine.

NKF-5 zeolite has been used as the parent of alkylationm, isomeration, aromatization and dewaxing catalysts and so on.

NKF-5 zeolite, characteristic of the simpler synthesis process, stabler quality, free of pollution, less cost, better hydrothermally.

NKF-5 zeolite won the second place of the State Invention Prize of china.

2、直接法生产 NKF-5（ZSM-5）Zeolite 化学组成（ Chemical Composition） 

	(SiO2/Al2O3)=25	(SiO2/Al2O3)=38	(SiO2/Al2O3)=50
Al2O3	5.0~5.5％	3.8~3.9％	2.3~2.5％
SiO3	80.0~85.0％	85.0~86.0％	86.0~87.0％

3、直接法生产 NKF-5（ZSM-5）Zeolite 吸附量（Adsorption） 

吸附质（Adsorbent）	正已烷（N-hexane）	环已烷（Cyclohexane）	水（Water）
(SiO2/Al2O3)=25	9.5~10.5％	2.1~2.5％	11.0~12.0％
(SiO2/Al2O3)=38	9.5~10.5％	1.9~2.3％	9.0~10.0％
(SiO2/Al2O3)=50	9.0~10.0％	1.5~2.0％	7.0~8.0％

二、模板剂法合成的 NKF-5（ZSM-5）分子筛（硅铝比18～2500、粒径50纳米～15微米）
硅铝比（SiO₂/Al₂O₃）有：18/21/25/32/46/60/85/120/130/150/160/200/260/300/360/400/500/800/1000/1500/2000/2500/全硅

三、南化^®·NKC^® 制备不同硅铝比、不同晶体形貌的纳米和微米的ZSM-5分子筛。

南化^®·NKC^® Prepared nano and micron ZSM-5 molecular sieves with different silicon-aluminum ratios and different crystal morphologies.

NKF-5（ZSM-5）部分产品SEM图：

        

         

四、ZSM-5 分子筛结构状态和特性
1、孔径（Pore size）：5Å；

2、骨架密度：1.81（异辛烷测定）；Framework Density: 1.81 (determined in isooctane)

3、热稳定性：ZSM-5 分子筛的热稳定性很高，1200℃的焙烧后晶体结构保持不变；

Thermal stability: The differential thermal analyst (DTA) curve shows that the crystal exhibits no major structural change up to temperature of about 1200℃.

4、水热稳定性：700℃水蒸气处理，分子筛保持结构；

Hydro-thermal stability: The binder-additive catalyst could retain its crystallinity when treated under 100% steam at a temperature of 700℃ for 12h.

5、耐酸性：ZSM-5 分子筛具有良好的耐酸性，能耐除氢氟酸以外的各种酸；

Acid resistance: ZSM-5 molecular sieve has good acid resistance and can withstand various acids except hydrofluoric acid; 

6、憎水性：高硅铝比的 ZSM-5 有着极强的憎水性；因为表面电荷密度较小，水是极性较强的分子，所以不易为 ZSM-5 所吸附。尽管水分子的直径小于正己烷，但ZSM-5对正己烷的吸附量一般大于水；

7、积炭：ZSM-5 分子筛的容炭量较高，其孔口的有效形伏、大小及孔道的弯曲，阻止了庞大的缩合物的形成和积累；ZSM-5 骨架中无大于孔道的空腔（笼）存在，限制了来自副反应的大缩合分子的形成，从而使ZSM-5催化剂积炭的可能性减少；

8、择形选择性：ZSM-5 分子筛作为催化剂，只有比晶孔小的分子可以出入，ZSM-5 催化剂对反应物和产物分子的大小和形状表现出极好的选择性；ZSM-5 分子筛十元环构成的孔道体系具有中等大小孔口直径，使它具有很好的择形选择性。

9、安全性：ZSM-5 沸石本身是不可燃物质，在应用的安全性上有充分的保障；请在列表中自行下载SDS报告；

Safety: ZSM-5 zeolite itself is a non-flammable substance, which is fully guaranteed in the safety of the application; Please download the SDS report by yourself in the list; 

10、高硅 ZSM-5 沸石分子筛有着极高的疏水性和较高的耐温性，在 VOCs 工况有着很好的应用。

五、ZSM-5 分子筛常用技术指标：SiO₂/Al₂O₃：18～2500；比表面（BET Specific Surface Area）：≥340m2/g；相对结晶度（Crystallinity）: ≥95%；Na₂O≤0.1%。

六、ZSM-5 分子筛主要用途

1、在流化床催化裂化反应上的 FCC 催化剂添加 ZSM-5 分子筛可以提高汽油辛烷值，增加气体的烯烃含量；

2、在 FCC 的助剂上添加 ZSM-5 分子筛可以降低汽油的烯烃

3、渣油催化裂化催化剂也添加 ZSM-5 分子筛；

4、增产丙烯助剂的主要成份；

5、在化学工业上广泛的应用于择形催化，如对二乙苯催化剂，二甲苯等异构化催化剂；

6、在环保方面对水中有机物的吸附提取；将疏水性的高硅ZSM-5沸石涂覆在蜂窝状通道的表面从而得到吸附转轮，用于对 VOCs 的净化吸附处理。

7、用于低烃烷基化、异构化、芳构化、脱腊降凝的催化剂；例如：甲醇制烯烃、甲醇制汽油、甲醇制芳烃等；

8、适用于酯化催化剂；水合催化剂；醚化催化剂；

9、农业土壤修复：盐碱地治理；化学农药污染、重金属污染的土壤修复等；

10、高端化妆品添加剂。

七、重点介绍：NKF-5-60YWH数据

产品名称 (Zeolite Type)	ZSM-5 ZEOLITE
产品编号 (ID)	NKF-5-60YWH
项目	指标	实测值
晶体结构	MFI	MFI
硅铝比 (SiO2/Al2O3) mol/mol	55～65	62
阳离子型 (Cation Type)	H
比表面积 (Surface Area, BET)  m2/g	≥350	369
BET比表面取值范围为P/P0=0.05~0.25，t-plot取值范围为P/P0=0.03~0.44
氧化钠 (Na2O) m/m %	≤0.05	0.03
灼减 (LOI) m/m %	≤5	4
晶貌	高分散、六边形孪晶
晶体尺寸 μm	0.4～0.5
用途：气相烷基化；烯烃裂解；甲醇转化制化工品；歧化反应。

 

 

 

常见问题回复：

一、ZSM‑5 到底是什么？What exactly is ZSM‑5?
1、ZSM‑5 是一种名气很大的沸石分子筛，国际结构类型代号是 MFI。本质是：由 [SiO4] 和 [AlO4] 四面体通过共享氧原子连接成的三维骨架，骨架里天然形成一套规则的微孔通道（孔径在埃级/纳米级）。“分子筛”强调的是：孔道尺寸和形状非常均匀一，能对分子产生尺寸/形状选择性（像筛子一样挑分子），不仅能吸附分离，也能做催化。但 ZSM‑5 的名气主要来自催化：既有孔道（决定扩散/选择性），又能提供酸性位（决定反应活性/路径）。

ZSM‑5 is a very well-known type of zeolite, with the international framework type code MFI. Essentially, it is a three-dimensional framework made of [SiO4] and [AlO4] tetrahedra connected by shared oxygen atoms. Within this framework, a set of regular microporous channels is naturally formed (with pore sizes in the angstrom/nanometer range). The term 'molecular sieve' emphasizes that the channel sizes and shapes are very uniform, allowing for size and shape selectivity of molecules (like a sieve picking out molecules), which can be used not only for adsorption and separation but also for catalysis. However, ZSM‑5's fame mainly comes from catalysis: it has both channels (which determine diffusion/ selectivity) and acidic sites (which determine reaction activity/pathways).

2、组成的化学表达通式常写成：M_x/n[Al_xSi_yO_2(x+y)]zH₂O（理解酸性必须靠它）。
The general chemical formula of the composition is usually written as: Mx/n[AlxSiyO2(x y)]zH2O (understanding acidity depends on this).
（1）当 Si 被 Al 替位时：Al 是3价，Si 是4价，所以骨架会多一个负电荷；
 When Si is substituted by Al: Al is trivalent, Si is tetravalent, so the framework will have an extra negative charge;
（2）负电荷需要用阳离子M（Na⁺、NH₄⁺、H⁺ 等）来平衡。
The negative charge needs to be balanced by cations M (Na⁺, NH₄⁺, H⁺, etc.).
（3）关键点：当平衡阳离子是 H⁺ 时，会形成桥羟基 Si–O(H)–Al，这就是 Brønsted 酸位（HZSM‑5 的所谓“酸”来源）。
 Key point: When the balancing cation is H⁺, it forms a bridging hydroxyl group Si–O(H)–Al, which is the Brønsted acid site (the so-called "acid" source of HZSM‑5).
（4）HZSM‑5 = 氢型 ZSM‑5（最常用的固体酸催化形式）；NaZSM‑5 = 钠型（酸性弱，更多像离子交换前体/吸附材料）；通常讲的ZSM-5，是指氢型 ZSM‑5，因为钠型的是离子交换前体，酸性很弱，除非作为某些吸附材料。
 HZSM‑5 = hydrogen form of ZSM‑5 (the most commonly used solid acid catalyst form); NaZSM‑5 = sodium form (weakly acidic, more like an ion-exchange precursor/adsorbent); usually, when people refer to ZSM‑5, they mean the hydrogen form because the sodium form is an ion-exchange precursor with very weak acidity unless used as certain adsorbent materials.

3、硅铝比: Si/Al 比（SAR）和 SiO₂/Al₂O₃ 比相差1倍，比如 Si/Al 比是25，SiO₂/Al₂O₃ 比就是50；仅是表述方法不同。

SAR的意思是：silica-to-alumina ratio；硅铝比（SAR）是“ZSM‑5 性格控制旋钮”，它决定：
（1）酸位数量：Al 越多 → 酸位密度通常越高；（2） 疏水/亲水性：Si/Al 越高 → 越疏水（更“喜欢”有机物、耐水干扰）；

（3）热/水热稳定性：一般高硅更稳定，但也要看铝的分布和是否会脱铝；（4）结焦倾向：酸越密、越强、扩散越慢 → 越容易积炭（但不是绝对）。

南化^®·NKC^®生产的 ZSM-5 的 SAR 范围很宽（从几十到上千，甚至全硅），不同工艺会造就不同的“性格”。

二、南化^®·NKC^® 的ZSM-5分子筛获得的荣誉：

Honors of NKC ZSM-5 Zeolite:

ZSM-5分子筛，在南化^®·NKC^® 公司分子筛产品序号为NKF-5。

ZSM-5 zeolite, product number NKF-5 in the molecular sieve product series of NKC.

中国第一个制备 ZSM-5 分子筛的发明专利（专利号：85100463.6）；中国第一家工业化制造ZSM-5分子筛的企业；

The first invention patent in China for the preparation of ZSM-5 molecular sieve (Patent No.: 85100463.6); the first company in China to industrially manufacture ZSM-5 molecular sieve.

NKF-5 分子筛（直接法合成 ZSM-5 分子筛）于 1985 年获得国家自然科学发明二等奖（奖章编号 01082）；

NKF-5 molecular sieve (ZSM-5 molecular sieve synthesized by direct method) won the Second Prize of the National Natural Science Invention Award in 1985 (Medal No. 01082);

NKF-5 分子筛（直接法合成 ZSM-5 分子筛）于 1989 年获得天津市十佳专利奖；

NKF-5 molecular sieve (ZSM-5 molecular sieve synthesized by direct method) won the Top Ten Patent Award of Tianjin in 1989;

NKF-5 分子筛（直接法合成 ZSM-5 分子筛）于 1999 年 2 月获得国家知识产权局颁发的 ^“促进专利技术产业化示范工程^” 证书；

NKF-5 molecular sieve (ZSM-5 molecular sieve synthesized by direct method) received the "Demonstration Project for Promoting the Industrialization of Patent Technology" certificate issued by the State Intellectual Property Office in February 1999;

NKF-5 分子筛（直接法合成 ZSM-5 分子筛）于 1999 年 12 月获得中国专利优秀奖；

NKF-5 molecular sieve (ZSM-5 molecular sieve synthesized by direct method) won the China Excellent Patent Award in December 1999;

南化^®·NKC^® 的 ZSM-5 分子筛为中国乃至世界沸石分子筛行业的发展做出了巨大贡献。

NKC ZSM-5 molecular sieve has made tremendous contributions to the development of the molecular sieve and zeolite industry in China and even worldwide.
三、ZSM‑5为什么特别受喜欢？

ZSM‑5结构独特（ZSM‑5 的“独特性”主要来自三个方面）：（1）10 元环微孔系统（~0.55 nm 级）；（2）交叉的两套通道（直孔 + 曲孔）；（3）调酸性（Brønsted/Lewis、密度/强度/空间分布）；

（一）MFI 孔道长什么样（这是它一切选择性的根）？

MFI（ZSM‑5）的微孔是10元环（10‑MR）通道网络，经典描述是两套互相连通的孔道：
（1）直通道（straight channel）：近似椭圆截面，尺寸约 5.3 × 5.6 Å；（2）正弦通道（sinusoidal channel）：尺寸约 5.1 × 5.5 Å；（3）两者在晶体内交叉，形成“十字路口”式的交叉腔。你可以把它想象成：一座城市里有“笔直主干道”和“弯弯小路”，并且有交叉路口。分子在里面跑得顺不顺、能不能掉头、能不能并排超车，全由这个路网决定。这会带来三种经典“形选”：
（1）反应物选择性：太大的分子进不来或进得慢；（2）产物选择性：生成的产物如果太大出不去，会继续裂化/异构/缩合；（3）过渡态选择性：某些反应需要“胖过渡态”，在孔里形成不了 → 反应被抑制

（二）经常有人问酸性是什么、从哪来、怎么调？

1、ZSM‑5 的酸主要有两类：

1.1、Brønsted 酸位（最关键），桥羟基：Si–O(H)–Al负责烃类的裂化、异构化、烷基化、脱水、芳构化等大量反应；强度与周围骨架环境、Si/Al、铝位点分布等有关；

1.2 Lewis 酸位，常来自“非骨架铝”（extra‑framework Al，脱铝后形成的 Al 物种）或缺陷位，在某些加氢异构、转化、吸附中会有影响，太多非骨架铝往往也意味着骨架被破坏、孔堵塞等副作用。

2、酸性怎么调？（这是工程上经常使用的旋钮）常用方法如下：
2.1、调 Si/Al：改酸位密度、疏水性、结焦倾向；
2.2、离子交换（NH₄⁺ → H⁺）得到 H 型；
2.3、磷改性（P‑modified ZSM‑5）：常用于提高水热稳定性、钝化过强酸、改善抗金属污染/抗结焦；
2.4、蒸汽处理/脱铝：降低酸密度、改变酸强与 Lewis 比例（但可能损坏孔道）；
2.5、碱处理脱硅（desilication）：在不完全破坏晶体的前提下引入介孔（改善扩散）。

四、ZSM‑5分子筛的核心表征与指标：

（一）结构与结晶度（XRD）： XRD 用来确认是不是 MFI 相、有没有杂相、结晶度高不高。
工程上：结晶度太低 → 孔道不完整、酸位不稳定；杂相 → 选择性和寿命不可控。

（二）孔结构：N₂ 吸附、微孔体积、外表面积：
1、BET 比表面积、微孔体积（micropore volume）、外表面积（t‑plot 等）；
2、如果是“层级孔/介孔 ZSM‑5”，会看到明显的介孔吸附特征与更高外表面积。

直观含义：微孔决定“形选”的本体；外表面积/介孔决定大分子能不能更快进出、是否更抗结焦。

（三）酸性：NH₃‑TPD + 吡啶‑IR（最实用组合）
1、NH₃‑TPD：看酸量与酸强分布（峰位越高通常酸越强，但要结合方法细节）；
2、吡啶吸附红外（Py‑IR）：区分 Brønsted 酸与 Lewis 酸，还能看强弱（不同脱附温度）；

3、想判断哪一种 ZSM-5 “适合做裂化/芳构化/烷基化还是适合做温和异构”，酸性信息几乎是第一位的。

（四）铝的形态：²⁷Al MAS NMR（这个问题咨询的很多）主要用于看四配位铝（骨架铝） vs 六配位铝（非骨架铝），这能解释很多“同样 Si/Al，活性寿命却差很多”的现象：因为铝不在骨架里，Brønsted 酸位就少且孔道可能被堵。

²⁷Al MAS NMR 是一种用来“看铝在材料里处在什么化学环境/配位状态”的固体核磁表征手段，在沸石（包括 ZSM‑5）里特别常用。

1、²⁷Al是什么意思？
（1）²⁷Al指核磁共振里被观测的核种是铝‑27同位素；（2） ²⁷Al 的天然丰度接近 100%，所以做 NMR 不用富集同位素，信号也相对好；
（3） ²⁷Al 是四极核（I = 5/2），意味着谱线容易变宽、对局部结构很敏感（这也是它能分辨不同铝环境的原因）。

2、MAS是什么意思？
（1）MAS是 Magic Angle Spinning 的缩写，中文常译为魔角旋转；（2）固体产品因为各向异性很强，普通 NMR 会非常宽、分不清峰。
把产品装进转子，以大约54.74°（魔角）相对磁场方向高速旋转，可以显著平均掉各向异性，使谱线变窄、峰形更可解析。

3、NMR是什么意思？
（1）Nuclear Magnetic Resonance 即核磁共振；（2）在固体里一般叫固体核磁（solid‑state NMR）。

所以 ²⁷Al MAS NMR = 用魔角旋转固体核磁去观察铝‑27 的化学环境。

4、在 ZSM‑5 里，它主要用来回答什么问题？

最核心的用途是：区分铝是“在骨架里”还是“跑到骨架外了”，以及铝的配位状态；骨架铝 vs 非骨架铝这点对酸性/稳定性太关键。
（1）骨架铝（framework Al）：铝以四配位 AlO₄ 的形式替代骨架Si，形成负电荷 → 才能产生Brønsted酸位（Si–OH–Al）；
（2）非骨架铝（extra‑framework Al, EFAl）：通常来自水热老化/蒸汽处理/强酸处理后的脱铝，铝从骨架里“掉出来”，变成不同形态的 Al 物种（氧化铝簇、羟基铝等），常导致：Brønsted 酸位减少；Lewis 酸位增加或变化；孔道堵塞/扩散变差；催化性能漂移、寿命变差或选择性变化。²⁷Al MAS NMR 正是用来“抓现行”的。

5、在谱图上通常会看到哪些“典型峰”？在沸石里最常用的判读是看化学位移（δ，ppm）大概落在哪个区域：

5.1、~50–60 ppm：四配位铝（Al(IV)）一般对应骨架铝（framework Al），峰越强，通常说明骨架铝比例越高（不等于绝对含量，但趋势很有用）；

5.2、~0 ppm：六配位铝（Al(VI)）常对应 非骨架铝（如水合的 Al³⁺、Al‑OH 物种、氧化铝类），水热老化后这个峰往往会变明显（脱铝信号）。

5.3、~20–40 ppm：五配位铝（Al(V)）多数情况下也被认为是非骨架或缺陷相关铝（例如部分水合/过渡态配位），有时是老化/处理过程中的“中间态”信号。

重要提醒：具体 ppm 会随磁场强度、样品含水量、温度、转速、脉冲条件等变化；而且 ²⁷Al 是四极核，峰形/峰位不如 ¹H/¹³C 那么“绝对”。但大方向非常稳定：60 ppm 左右=四配位；0 ppm 左右=六配位；中间=五配位。

6、它和“酸性”之间是什么关系？在 ZSM‑5 里可以这样粗略连起来：
6.1、四配位骨架铝（~55 ppm）多→ 说明骨架铝保留得好 → Brønsted 酸位潜力更大（配合 Py‑IR 才能确认）；
6.2、六配位/五配位（~0 / 20–40 ppm）多 → 脱铝/非骨架铝多 → Brønsted 酸位可能下降，Lewis 酸位可能上升 → 扩散可能变差，结焦/失活行为可能改变。

所以我们在工业上经常用它来解释：“为什么南化^®·NKC^®生产的和其它企业生产的ZSM-5分子筛， Si/Al 一样，但活性/寿命要好很多？”

7、读谱时的几个关键注意点：
7.1、谱图面积不一定等于真实比例：²⁷Al 是四极核，不同配位的弛豫/展宽不一样，定量要很谨慎；真要定量通常需要合适的脉冲序列、足够长的延迟时间、甚至更高级方法（如 MQMAS）。

7.2、样品含水量会影响六配位铝信号，干燥/吸水状态不同，0 ppm 附近峰可能明显变化。做对比最好统一预处理（例如真空干燥或一定湿度平衡）。
7.3、“有骨架铝”不等于“酸位都可用”，还要看：离子型（Na 还是 H）、孔道是否堵、外表面是否被钝化等。南化^®·NKC^® 常把 ²⁷Al MAS NMR + Py‑IR + NH₃‑TPD 配套用。

8、最常见描述：分子筛在 ~55 ppm 处四配位铝峰占主导，说明骨架铝保留较好；水热老化后出现明显 ~0 ppm 六配位铝峰，提示脱铝生成非骨架铝物种，可能导致 Brønsted 酸减少并影响扩散与寿命。

（四）形貌与晶粒：关于SEM/TEM、粒径分布
1、晶粒越大 → 扩散路径更长 → 更容易二次反应与结焦；2、纳米 ZSM‑5 或薄片/中空结构 → 常用于提升扩散与寿命，但合成更难、成本更高。

南化^®·NKC^® 合成了上百种不同形貌、不同晶粒大小的ZSM-5分子筛，应用于多种领域。

五、ZSM‑5分子筛在催化领域里到底能干什么、有什么共性机理、通用能力？

（一）ZSM‑5分子筛它是一种“微孔固体酸反应器”，在 HZSM‑5 上，很多烃类反应的共性步骤是：1、酸位上生成碳正离子/表面烃基物种（Brønsted 酸起主要作用）；2、发生 β‑裂解、异构化、烷基转移、环化、氢转移、芳构化等；3、产物在孔道里扩散，孔道限制二次反应与产物分布。

（二）为什么它特别喜欢产出轻烯烃和芳烃？1、10 元环孔道对“中等尺寸烃”最合适；2、孔道限制了过度长大，但又允许一系列链增长/环化/脱氢过程；3、酸性与孔道共同让反应倾向于生成丙烯、丁烯等轻烯烃；或通过氢转移/环化/脱氢走向 BTX（苯、甲苯、二甲苯）等芳烃（尤其在特定条件与改性下）。
六、ZSM‑5 最常见的痛点是结焦失活，南化^®·NKC^® 通常怎么解决？

（一）为什么会结焦？结焦通常来自：
1、酸位上发生连续烷基化/缩合/芳构化 → 生成多环芳烃类沉积；
2、微孔扩散受限 → 大分子/多环物种出不去 → 越积越多；
3、酸位过强/过密、晶粒太大、原料中芳烃/烯烃比例高、反应温度和停留时间不合适等都会加速。

（二）怎么提升寿命？
1、调酸：提高 Si/Al、磷改性、温和脱铝 → 降低过强酸与酸密度；
2、改善扩散：纳米化、引入介孔（层级 ZSM‑5）、薄片/中空结构；
3、工艺条件优化：降低停留时间、提高氢分压（若有加氢功能）、降低局部过热等；
4、再生策略：控制再生温度与升温速率，避免水热脱铝造成不可逆损伤。

七、购买时该看什么？判断哪家公司合成的ZSM‑5适合自己？至少看这 6 个维度：
1、结构相纯度与结晶度（XRD）；
2、Si/Al（SAR）与 Na 含量（ICP/XRF；Na 太高说明交换不彻底，酸性会被钝化）；
3、酸性类型与强弱分布（Py‑IR + NH₃‑TPD）；
4、孔结构（微孔体积、外表面积、是否层级孔）；
5、晶粒尺寸/形貌（扩散与结焦敏感性）；
6、成型体性质（强度、孔扩散、黏结剂影响、床层压降等）。

在市场上同样叫 “ZSM‑5”，但差别可以非常大，尤其在活性、选择性、寿命、再生窗口上可能是完全不同的分子筛。

八、实践中有哪些常见误区？
误区 1：孔径=分子直径就能进，但是实际还要看分子构型、柔性、扩散路径、吸附取向、温度下的有效尺寸。
误区 2：酸越强越好，但是很多工艺追求的是“合适的酸强 + 合适的酸密度 + 合适的扩散”，过强/过密常导致副反应与结焦。
误区 3：只看 Si/Al 就能判断性能，同样 Si/Al，铝是否在骨架、酸位在晶体内外分布、是否有介孔、晶粒大小，都能把结果改写。
误区 4：粉体数据=成型催化剂数据，实际上成型黏结剂会稀释酸位、改变扩散、引入额外酸/碱中心，装置评价必须以成型体为准。
九、通俗讲，ZSM‑5 的性能可以看成由三大旋钮决定：
1、孔道几何（MFI，10 元环）：决定形选与扩散；
2、酸性（类型/强度/密度/分布）：决定反应网络与速率；
3、扩散工程（晶粒尺寸、层级孔、外表面改性）：决定二次反应与寿命；

十、ZSM‑5常被叫作择型分子筛，更准确是 MFI 拓扑结构的中孔沸石。

ZSM‑5 之所以能横跨这么多领域，核心是它同时具备三类“可工程化”的能力：

A、形选孔道（MFI 中孔）：让反应路径与产物“受限”，从而实现对烯烃/芳烃/异构体的选择性（例如 PX、FCC 增丙烯）。

B、强且可调的酸性（靠 Si/Al、改性、外表面钝化等调控）：决定裂化/脱水/烷基化/寡聚的活性与副反应（积碳）。

C、可负载/交换金属形成“酸‑金属双功能”或“氧化还原功能”：从 Ga/Zn 的芳构化，到 Cu/Fe 的 SCR/N₂O，再到 Mo 的甲烷芳构化。 核心强项是“形选酸催化 + 可调疏水/酸性”。

ZSM‑5 在不同方向里扮演的四种角色：

A、纯固体酸 + 形选（HZSM‑5），典型：烯烃裂化增丙烯、醇脱水、部分芳烃转化等。
B、酸‑金属双功能（M/HZSM‑5 + H₂ 或金属脱氢功能），典型：加氢脱蜡（Pt）、轻烃芳构化（Ga/Zn）、某些芳烃异构化（Pt）。

C、离子交换红氧化中心（Cu/Fe‑ZSM‑5 等），典型：NH₃‑SCR 脱硝、N₂O 分解等环保催化。
D、疏水微孔吸附/分离材料（高硅 ZSM‑5），典型：VOCs 吸附浓缩、分子筛膜渗透汽化脱水/分离。

ZSM-5 分子筛有三大主要规律：

A、孔道（MFI 10 元环）决定谁能进、谁能出、过渡态能不能形成；

B、酸性（Si/Al + 改性）决定反应网络；

C、扩散工程（晶粒/层级孔/成型）决定寿命与选择性。

ZSM‑5 的用途远不止“炼油/甲醇制烃”，它是 MFI 架构的中孔沸石（10 元环孔道），既能当固体酸催化剂、也能当吸附/分离材料、还能当金属活性中心的“宿主/载体”，再加上 Si/Al 比、晶粒尺寸、是否做层级孔、是否金属交换/浸渍、是否成型（挤出条、蜂窝、涂层）这些变量一组合，应用版图会爆炸式变大。
十一、具体ZSM-5分子筛具体都有哪些用途？为什么要选它？

（一）炼油领域（ZSM‑5最大宗用途）

1、FCC（催化裂化）添加剂：增丙烯、增LPG烯烃、提高汽油辛烷值：
1.1、把 FCC 汽油馏分中的 C6+ 烯烃选择性裂化成 C3–C5 轻烯烃（尤其丙烯、丁烯），同时带来汽油辛烷值提升（因烯烃裂解、芳构化/异构化等副效应）。
1.2、ZSM‑5 作为 FCC 添加剂的商业化与应用非常成熟，是炼厂“要丙烯/要烯烃”的常用手段。 
1.3、装置常用形态：ZSM‑5晶体 + 基质/粘结剂的微球/添加剂形式，方便在 FCC 循环体系里加减。 

1.4、原理：中孔形选更偏向裂化/异构中等尺寸烃，抑制生成太重的产物；酸性足够强，在秒级接触时间内也能完成关键转化；在 FCC 再生器里可反复烧炭再生。

1.5、工业上常用Si/Al（SAR） 25–100 的范围（偏高硅以减缓结焦、提高水热稳定性；太低会酸太密、焦炭多）；ZSM‑5 晶体掺入基质/粘结剂/填料体系，通过喷雾造粒制作成微球添加剂，来满足流化与磨耗要求；磷改性是常见选项，钝化过强酸、提升水热稳定性/抗金属污染；ZSM-5分子筛晶粒更小/层级孔利于提升扩散，减缓二次缩合结焦。

2、“汽油升级/清洁汽油”：在不大幅牺牲辛烷值的前提下，降低 FCC 汽油烯烃（同时尽量保辛烷）含量，改善稳定性/排放相关指标：
2.1、面对更严的车用汽油标准，很多路线是把 FCC 汽油烯烃选择性转化为高辛烷的芳烃或异构烷烃；ZSM‑5 由于形选孔道与酸性可调，常作为这类催化体系的核心酸功能载体/载体之一。 

2.2、通过“形选裂化 + 异构化/芳构化倾向”，能把一部分汽油烯烃转成更轻组分或芳烃/支化组分。

2.3、SAR：往往偏 中高硅（40–150），避免酸太密导致过裂化、干气上升。
2.4、外表面酸位很关键：外表面非形选反应会带来副反应与焦炭，可通过外表面钝化/包覆调整。

3、催化脱蜡/降凝点（润滑油、柴油等馏分）：
3.1、用途：把长链正构烷烃（“蜡”）通过 选择性裂化/异构化 方式处理，降低凝点/倾点（改善低温流动性）。
3.2、典型：ZSM‑5 型沸石 + 加氢金属组分（Pt/Ni 等）用于催化脱蜡/加氢脱蜡。

（二）甲醇/二甲醚路线制烃（煤/天然气/生物质 → 烯烃/汽油/芳烃），这部分是 ZSM‑5 “从 C1/含氧平台到烃”的核心舞台之一。

1、MTG（甲醇制汽油）：
1.1、甲醇 →（先脱水成 DME）→ 汽油馏分范围烃类（高辛烷汽油组分）。
1.2、ZSM‑5的酸性与孔道结构能把“烃池（hydrocarbon pool）”机理维持在合适范围，产物分布可控。

2、MTP（甲醇制丙烯）
2.1、甲醇/二甲醚 → 以丙烯为主的轻烯烃；
2.2、需要把ZSM‑5做得更耐积碳、更偏丙烯选择性。

3、DTO/DME-to-olefins（二甲醚制低碳烯烃）：
DME → 乙烯/丙烯等低碳烯烃；ZSM‑5 常被作为DTO催化剂/关键组分之一。

4、MTA（甲醇制芳烃，BTX 等）：
甲醇 → 苯/甲苯/二甲苯（BTX） 等芳烃；ZSM‑5 因孔道与酸性可调，是 MTA 的常用沸石骨架（常配 Zn、Ga 等改性来增强芳构化/抑制副反应）。

（三）芳烃产业链的“形选反应”：PX、二甲苯异构化、甲苯歧化/烷基转移

ZSM‑5 在芳烃体系里最核心的价值：形选（shape selectivity）——孔道“卡尺寸”，让某些异构体更容易生成/扩散出去。

1、甲苯甲基化（Toluene methylation）定向制对二甲苯（PX）：
1.1、甲苯 + 甲醇（或其它甲基源） → 二甲苯；通过对 ZSM‑5 的孔道/酸位调控，把产物尽量推向 PX。
1.2、甲苯在 H‑ZSM‑5 上与甲醇甲基化用于把甲苯定向转化为二甲苯。

2、 二甲苯异构化（Xylene isomerization）：
把 o‑/m‑/p‑二甲苯在平衡与形选作用下重新分布，用于 PX 产业链配套；ZSM‑5 是经典的形选异构化催化剂体系之一。

3.3 甲苯歧化（TDP）/烷基转移（Transalkylation）：
甲苯 → 苯 + 二甲苯（歧化）；或与更重烷基苯之间做烷基转移来调整芳烃分布；ZSM‑5 是典型固体酸候选。

（四）轻烃（LPG/轻烷烃）芳构化：把丙烷/丁烷变 BTX（Ga/Zn‑ZSM‑5 等）
1、丙烷/丁烷/LPG → 芳烃（BTX）+ 氢；这类体系通常需要 金属‑酸双功能：
1.1、ZSM‑5 提供酸性与形选孔道（促环化、异构与裂化步骤）
1.2、Ga、Zn、Pt 等提供脱氢/氢转移相关功能
2、使用 Ga/ZSM‑5 把丙烷/丁烷转芳烃。

（五）烯烃再加工：C4 烯烃裂化增丙烯、汽油馏分烯烃 → 轻烯烃。与 FCC 添加剂的化学逻辑一脉相承，但也可以是独立反应/独立装置。

1、C4 烯烃裂化制丙烯（OCC/烯烃裂化）
1.1、用途：1‑丁烯/异丁烯/混合 C4 烯烃 → 丙烯（+ 乙烯等）；1.2、典型改性：磷改性 ZSM‑5 常用于提高丙烯选择性与稳定性。 

2、汽油烯烃 → LPG 烯烃：把汽油范围的烯烃裂化成 C3–C5 烯烃，本质上就是 FCC 里 ZSM‑5 的拿手好戏（只是工艺组织不同）。 

（六）烯烃寡聚/聚合制燃料馏分（“把小分子烯烃长大”）
1.1、丙烯/丁烯等轻烯烃 → 汽油范围/航煤‑柴油范围烃类（再加氢可得异构烷烃为主的清洁燃料组分）。
1.2、ZSM‑5角色：作为固体酸催化剂，ZSM‑5 的孔道与酸位分布会强烈影响寡聚程度、支化度与积碳倾向。

（七）、非石油原料升级与资源化：生物质、塑料、甲烷

1、生物质快速热解蒸汽升级（Catalytic Fast Pyrolysis, CFP）制芳烃：
1.1、把生物质热解产生的含氧蒸汽（oxygenates）在 ZSM‑5 上脱氧、裂化、芳构化，提升 BTX/单环芳烃比例。
1.2、ZSM‑5 在 CFP 升级中被广泛认为是“经典/主力”催化材料。 

2、废塑料催化热解/裂化（Upcycling）制芳烃/BTX
PE/PP/PS 等塑料 → 芳烃富集油品或 BTX；HZSM‑5 常用来把长链裂解蒸汽进一步“重整”到芳烃与轻烯烃。

3、甲烷非氧化脱氢芳构化（MDA）：CH₄ → 苯 + H₂（Mo/ZSM‑5）
这是天然气升级的一条著名路线：在 Mo/ZSM‑5 上高温把甲烷一步转成芳烃（尤其苯）并副产氢。
Mo/ZSM‑5 被认为是 MDA 反应的高效体系之一；但是反应受热力学限制、并受积碳失活挑战。 

（八）环保与尾气治理：VOCs 吸附/催化、脱硝、N₂O 去除

1、VOCs（挥发性有机物）的吸附/吸附‑催化耦合
用途1，吸附剂：高硅 ZSM‑5（高 Si/Al）通常更疏水，适合在湿度存在时吸附某些有机物（如甲苯等芳香族 VOCs）。
用途2，吸附浓缩 + 催化氧化/燃烧：ZSM‑5 既能吸附又能负载金属活性组分，常被用作“先抓住再分解”的材料平台。

2、NH₃‑SCR 脱硝（NOx）：Cu/Fe‑ZSM‑5 等，在一定温区内将 NOx 在 NH₃ 作用下还原为 N₂；Cu改性的ZSM‑5可显著提升 SCR 活性（相比 H‑ZSM‑5 等）。

3、N₂O 分解/去除：由于N₂O 是重要温室气体与工业尾气组分之一，Fe‑ZSM‑5 等，被大量研究用于 N₂O 分解（直接分解或相关耦合路线）。

（九）、吸附分离与膜材料：

1、ZSM‑5沸石膜不是只做“催化”，也能做“分离器件”，例如用于二甲苯异构体分离、醇/水渗透汽化等。利用沸石膜的分子筛分离 + 选择性吸附，来实现二甲苯异构体（p‑xylene vs o/m‑xylene）分离或相关过程强化；
醇/水体系的脱水（渗透汽化、气体渗透等方向也很多）。 

2、吸附分离：有机物/水、BTX 等体系
ZSM‑5 的疏水性（高硅）与孔径匹配，使其在 BTEX/VOCs 等有机物吸附分离上长期是重要候选。

（十）、 精细化工与特色反应：ZSM‑5 也能做“化工单品”的专用催化剂

1、Beckmann重排制己内酰胺（ε‑caprolactam）：
1.1、利用B‑ZSM‑5 等来实现环己酮肟 → ε‑己内酰胺（尼龙‑6 单体）。
1.2、特点：特定改性的 ZSM‑5（例如硼掺杂等）在气相 Beckmann 重排中表现出高选择性，是固体酸替代传统腐蚀性体系的代表方向之一。

2、ZSM-5分子筛是芳烃/烯烃的酸催化通用反应平台，可实现的反应类型有：
1、芳烃烷基化（如苯 + 丙烯 → 异丙苯 cumene） 
2、脱水反应：乙醇 → 乙烯 ；异丙醇 → 丙烯 
3、以及更多固体酸常见的异构化、裂化、转烷基、寡聚等（ZSM‑5 往往靠“形选 + 稳定性”在众多酸催化材料中胜出）

（十一）高端化妆品用（或选用同类）ZSM-5 分子筛，核心是看中它的“可工程化的微孔吸附 + 可控缓释 + 气味管理 + 肤感调控”的能力：控油更细腻、除味更“干净”、香精/活性更持久更温和。例如有些配方会选用它的高硅疏水性，原因主要是它能把肤感、气味、稳定性、缓释做得更可控。CIR（美国化妆品成分安全评估机构）在“Zeolites as used in cosmetics”的材料里也把 ZSM-5 列为沸石类型之一，并指出这类成分在化妆品中主要功能是吸附剂（absorbents），也可能作为除臭剂、光稳定剂等用途出现。

1、控油、吸附皮脂与杂质：做“哑光、清爽、长持妆感”

ZSM-5（尤其高硅版本）孔道规则、比表面积高，对油脂/疏水性小分子有很强的吸附潜力，所以在底妆、散粉、妆前、控油护肤里可用作：吸附多余皮脂 → 减少油光、改善“出油后脱妆”；吸附配方里某些挥发/异味小分子 → 改善使用体验。
主要原理是沸石在皮肤护理中能够吸附多余皮脂。南化^®·NKC^®在粒径分布、孔结构、疏水性上可定制，已经应用于化妆品领域。

2、南化^®·NKC^®在“除臭/气味管理” “odor controlling mixtures” 上，能够分子级抓味道（腋下、足部、身体护理），能像“分子笼”一样捕捉汗味/异味分子，所以在止汗/体香、足部喷雾、身体护理等领域有广泛应用。 

高端化妆品偏爱的原因是：能把“香精盖味”变成“先吸附异味、再让香气更干净”；对一些异味小分子，吸附往往比单纯加香更有效、更持久（当然效果很依赖孔道疏水性和粒径/分散）。

3、香精与活性成分的“缓释/稳定”：让香味更持久、让刺激更低，ZSM-5 可以把某些挥发性香料或敏感活性物“装进孔道/吸附在孔壁”，实现：缓释：香味更持久、前中后调更平滑；稳定：减少挥发、减少光/氧/湿度导致的降解；降刺激：避免一次性“爆发式释放”带来的局部刺激。

ZSM-5 的规则微孔结构、高 BET 表面积和表面基团有利于药物/活性负载与持续释放；例如 “gentamicin-loaded ZSM-5” 呈现延长释放、降低刺激等特征。

4、“高端”还看重的隐藏点：安全与合规、杂质与颗粒工程，化妆品用的沸石会非常关注：重金属与纤维状杂质控制、粒径分布（尤其粉体产品的吸入暴露关注）；“化妆品级”质量体系与批次一致性。

（十二）土壤改良为什么会用到 ZSM‑5？
ZSM‑5 沸石可通过离子交换/吸附实现铵离子保留（缓释、减少淋失与挥发），并用于一定程度的污染修复；ZSM‑5也是一种“可捕集‑可释放”的铵盐吸附剂，甚至用于从废水中回收铵。对于高附加值/定向功能的土壤修复或特殊体系（比如需要特定孔结构/疏水性/再生性能），ZSM‑5 沸石是一个很好的选择。
 

 

 

 

运输：非危险品，但运输过程中要避免潮湿，保持干燥、密封。
Transportation：Non-dangerous goods, in transportation process avoid wet, Keep dry and airproof.
储存方法：在干燥、透风处贮存，不得露天存放。
Storage Method：Deposit in dry place and vent, not in the open air.
 

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