ZSM-5沸石分子筛是一种具有独特孔道结构的硅铝酸盐沸石,由美国Mobil公司于1972年首次合成。其名称中的ZSM代表"ZeoliteSoconyMobil",5代表其特定的晶体结构类型。ZSM-5具有三维交叉孔道系统,由十元环组成,孔径约为0.55nm,具有优异的择形催化性能和热稳定性。合成ZSM-5通常采用水热法,以硅源(如硅溶胶、正硅酸乙酯)、铝源(如硫酸铝、异丙醇铝)、模板剂(如四丙基氢氧化铵TPAOH)和去离子水为原料,在高压反应釜中于100-180℃下晶化1-3天。通过调节硅铝比、模板剂用量、晶化温度和时间等参数可控制ZSM-5的晶体尺寸、形貌和酸性。HZSM-5是通过离子交换将ZSM-5中的Na+置换为H+而得到的质子型沸石,具有Brønsted酸性位,是一种重要的固体酸催化剂。在烷基化反应中,HZSM-5因其适宜的酸强度、孔道择形性和抗积碳能力而被广泛应用。例如在苯与乙烯烷基化制乙苯、甲苯与甲醇烷基化制对二甲苯等反应中表现出高活性和选择性。HZSM-5的催化性能可通过调节硅铝比(影响酸量)、引入金属改性(如Zn、Ga等)或进行表面硅烷化处理(调控孔口尺寸)来进一步优化。相比传统液体酸催化剂,HZSM-5具有环境友好、易分离回收、可重复使用等优势,符合绿色化学发展要求。