沸石的研究始于18世紀(jì)50年代。瑞典礦物學(xué)家Cronstedt發(fā)現(xiàn)有一類天然硅鋁酸鹽礦物在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生泡沸現(xiàn)象，就稱之為Zeolite，英文名為Zeolite，“zeo’和“l(fā)ithos”。沸石分子篩從形成過程來看，可以分為兩大類：一類是天然沸石，另一類是合成沸石。以Barrer為首的一大批科學(xué)家成功地合成出首批低硅鋁比的沸石分子篩，其最明顯的結(jié)構(gòu)特征是它具有規(guī)則而均勻的孔道，孔道尺寸大小為0.3-1.3nm。根據(jù)IUPAc(國際純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì))對(duì)無機(jī)孔性材料的分類，沸石應(yīng)屬微孔化合物。進(jìn)一步根據(jù)孔道環(huán)數(shù)可細(xì)分為小孔沸石(八元環(huán))、中孔沸石(十元環(huán))和大孔沸石(十二元環(huán))截止目前己合成了十幾種具有十二元環(huán)以上的沸石分子篩。超大微孔結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使分子篩結(jié)構(gòu)中大分子催化的研究領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展。
1.1水熱晶化法
這種合成法是以水作為沸石分子篩晶化的介質(zhì)，將其它反應(yīng)原料按比例混合，放入反應(yīng)釜中，在一定的溫度下晶化而合成沸石分子篩。此法早在1959年由Mllton等提出，是將鋁源、硅源、無機(jī)堿和水按一定比例混合，然后置于反應(yīng)釜中，在高于100℃的溫度和自生壓力下晶化。水熱合成使晶體成核速度和晶化速度提高。合成過程中加料順序、攪拌速度及晶化時(shí)間都會(huì)對(duì)晶化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌產(chǎn)生很大的影響。
1.2非水體系合成法
非水體系合成法是利用有機(jī)溶劑(如有機(jī)胺、醇、酮等)作為分散介質(zhì)來進(jìn)行沸石分子篩合成。
這種方法是1985年由Bibb在乙二醇和丙醇體系中合成純硅方鈉石所開創(chuàng)的一種新的沸石合成方法。徐如人等將非水溶劑合成法用于分子篩合成了磷酸鋁系分子篩。人們先后又在雙胺非水體系中制備了zSM一5、ZsM一35、zSM一48以及在醇體系中合成出新型沸石CIT-5。該方法雖易控制產(chǎn)物的硅鋁比，但仍需加入大量的有機(jī)介質(zhì)，合成成本高。
1.3干膠轉(zhuǎn)換法(drygelconversion)
Matsukata等，稱這種方法為干膠轉(zhuǎn)換法。特點(diǎn)是預(yù)先制備干凝膠，并將其放置在一定的載體上，釜底液相不與懸置的硅鋁凝膠直接接觸，在反應(yīng)溫度下，由液相蒸發(fā)所形成的蒸汽與凝膠發(fā)生作用，使凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)榉惺纬删鶆虻木Я！８赡z轉(zhuǎn)換法分為兩類：如果是非揮發(fā)性的有機(jī)胺模板劑，則將有機(jī)胺直接加入干凝膠，釜底液相僅為水，這種方法稱作水蒸汽幫助轉(zhuǎn)換法；如果是揮發(fā)性的有機(jī)胺模板劑，則釜底液相為有機(jī)胺和水，這種方法稱作蒸汽相轉(zhuǎn)移法(vaporphasetransport)
1.4無溶劑干粉體系合成法
干粉合成法是由竇濤等首次提出的，其突出點(diǎn)是不加任何溶劑，模板劑以氣相吸附態(tài)的形式進(jìn)入反應(yīng)體系。利用此方法，已成功地合成了包括ZSM一35、MCM一22、L沸石在內(nèi)的多種沸石產(chǎn)品。其特點(diǎn)在于反應(yīng)配料中只加入少量的液體物質(zhì)，有機(jī)物的消耗大大降低，單位體積反應(yīng)釜的沸石產(chǎn)量大幅度提高。
1.5微波輻射合成法
微波輻射合成法是近年來新興的一種合成沸石的方法，是將反應(yīng)原料按一定比例混合后，置于微波爐中，經(jīng)過微波加熱一定時(shí)間，生成沸石分子篩。
1.6蒸汽相體系合成法
此法是將硅源、鋁源和無機(jī)堿置于溶劑和有機(jī)模板劑的蒸汽相中進(jìn)行沸石分子篩的晶化。即反應(yīng)物固相與液相不能直接接觸，其優(yōu)點(diǎn)為合成的沸石分子篩晶粒較為均勻。除此以外還有純固體配料合成法、高溫合成法、低溫合成法、室溫合成法、清夜合成法、熱活化法、高壓合成法等。
1.7多級(jí)孔道沸石分子篩的合成
合成多級(jí)孔道沸石分子篩的方法有很多。目前多級(jí)孔道沸石分子篩的合成方法主要有：沸石分子篩化學(xué)后處理法、硬模板法和軟模板法。
1.7.1化學(xué)后處理法
是在酸性或堿性條件下對(duì)己經(jīng)合成的沸石分子篩進(jìn)行化學(xué)后處理，在脫除原沸石分子篩骨架中的無定形硅鋁的同時(shí)，在原有的微孔體系中引入一些二次介孔。
1.7.2硬模板法
所謂硬模板，是在沸石分子篩的合成過程中模板“硬性”地占據(jù)晶體的部分空間，高溫鍛燒除去模板后在原來的位置上形成介孔。碳材料被認(rèn)為是一種合成其它多孔材料的良好的硬模板。
1.7.3軟模板法
科學(xué)家們?cè)噲D通過對(duì)模板的修飾或選擇特殊的模板來實(shí)現(xiàn)一步水熱法合成多級(jí)孔道沸石分子篩的一種方法。
