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异丁烯是一种重要的有机化工原料,可以生产环境友好汽油的添加剂甲基叔丁基醚MTBE。近年来MTBE需求量在全球范围内迅猛增长,工业上对于异丁烯的需求急剧增加。因此正丁烯骨架异构化工艺成为目前最具有发展潜力的增产异丁烯的方法。分子筛是一类重要的固体催化剂,对分子筛的研究,特别是使用分子筛作为催化剂并研究其与化学反应之间的构效关系,仍然是催化领域重要的研究方向之一。以ZSM-35分子筛为代表的镁碱沸石(FER)催化剂,由于其独特的八元环与十元环交叉孔道结构和酸性位分布,以及对异构反应具有较好的催化活性和选择性,成为正丁烯骨架异构化反应最理想的催化剂之一。本文以动态水热合成法合成得到一系列ZSM-35沸石分子筛,并系统探究在合成过程中模板剂种类、模板剂滴加顺序、模板剂用量、水量、硅铝比、硅源滴速、晶种以及晶化时间等因素对ZSM-35分子筛晶相结构及催化正丁烯异构反应性能的具体影响。同时论文运用XRD,SEM,NH3-TPD,Pyridine IR,29Si和27Al NMR等一系列表征分别跟踪不同晶化时间下ZSM-35的结构状态,考察ZSM-35与正丁烯骨架异构反应间的构效关系。研究结果表明,以吡咯烷(Py)为模板剂所合成的ZSM-35分子筛内部含有大量的中强酸,在催化正丁烯异构反应时能收获最优的异丁烯选择性(72%,T.O.S=8h)和收率(34%,T.O.S=8h)。而且模板剂在硅铝源混合充分后再滴入原料液所合成的ZSM-35分子筛在催化异构反应时更易得到高选择性的异丁烯。合成体系中吡咯烷加入量存在最佳值,即Py/Si02=1.55。随着合成体系水量的增加,合成得到的ZSM-35分子筛对催化异构反应的活性(异丁烯收率)呈现先增高后稳定的趋势,合成体系中以H2O/SiO2=31.1～37.3加入量为最佳条件。对于合成体系中Si/Al比的影响研究分析发现,若硅铝比过低(Si/Al<10),则不能合成高结晶度的ZSM-35,若硅铝比过高,则易诱导生成杂晶相。硅铝比在ZSM-35的晶化体系中存在一最佳合成范围:Si/Al=12～24。通过对合成体系中硅溶胶滴速和晶种的实验探究,本文发现慢速滴加硅溶胶无晶种体系合成的ZSM-35分子筛更易获得选择性高且稳定的异丁烯。考察晶化时间在合成中对ZSM-35分子筛结构及正丁烯异构反应催化性能影响的探究发现:在有晶种的合成体系中,当晶化时间为8h时,即可合成得到ZSM-35分子筛晶相结构;在无晶种存在的合成体系中,当晶化时间为24h时,可合成得到ZSM-35分子筛晶相结构,晶种的存在加快了 ZSM-35分子筛结构的合成速度。有晶种的合成体系中,当晶化时间为36h时,合成得到的ZSM-35催化剂(cat-cs-36h)在正丁烯异构反应评价实验T.O.S=8h时,异丁烯收率达到最大值35.8%。而无晶种的合成体系中,晶化时间为48h所得到的催化剂cat-ncs-48h的催化性能最优,异丁烯收率为31%。无论有无晶种存在,随着晶化时间的延长,当合成得到的ZSM-35分子筛达到异构反应的最优活性时,其骨架内部基本为Si(1Al)结合形式,Al原子内嵌在骨架中(而非骨架边缘),骨架Al分布更均匀且稳定,对应B/L酸的比值最大,中等强度酸位峰强最大。