Inorganic Chemicals Industry >
Research progress of fast synthesis technologies of zeolites
Received date: 2024-03-29
Online published: 2025-02-20
Zeolite is a widely used inorganic crystalline material，but its synthesis process usually takes a long time，which reduces its synthesis efficiency.Therefore，the development of rapid synthesis technology of zeolite is the key technology to improve the synthesis efficiency of zeolite，but also an important means to reduce the cost and increase the efficiency of zeolite for the actual industrial production.The progress of rapid synthesis of zeolite at home and abroad commonly used technology was introduced.The rapid synthesis technology was classified and elaborated from three aspects，including the addition of crystallization promoter，process intensification technology and other synthesis technology.The inner reason for each technology to accelerate the zeolite synthesis speed was explained and at the same time their advantages and disadvantages were analyzed.Finally，based on the characteristics of each technology combined with the current requirements for environmental protection in the actual production of zeolites，the future development direction of molecular sieve rapid synthesis technology was proposed.
Key words： zeolite; fast synthesis; synthesis efficiency; process intensification
LIU Huangfei , ZHANG Li , LIU Tao . Research progress of fast synthesis technologies of zeolites[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2025 , 57(2) : 36 -43 . DOI: 10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0180
| 1 | 郭哲，安婷婷，李佳颖，等.分子筛材料制备及应用研究进展［J］.化肥设计，2024，62（1）：36-38，48. |
| GUO Zhe， AN Tingting， LI Jiaying，et al.Study on molecular sieve material preparation and application progress［J］.Chemical Fertilizer Design，2024，62（1）：36-38，48. | |
| 2 | ZHANG Li， HU Qingxun， QIN Yucai，et al.Optimizing the accessibility of zeolite Y on FCC catalyst to improve heavy oil conversion capacity［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2023，359：112627. |
| 3 | CHEN Yanyan， WANG Sen， WEI Zhihong，et al.Unraveling the relationship between zeolite structure and MTO product distribution by theoretical study of the reaction mechanism［J］.The Journal of Physical Chemistry C，2021，125（48）：26472-26483. |
| 4 | DIPAKE S S， INGALE V D， KORDE S A，et al.An efficient green protocol for the synthesis of 1，2，4，5-tetrasubstituted imidazoles in the presence of ZSM-11 zeolite as a reusable catalyst［J］.RSC Advances，2022，12（7）：4358-4369. |
| 5 | GE Liumei， WANG Aiyong， HU Xiaonan，et al.NO x reduction against sulfur poisoning by using Ce-modified Cu-SAPO-34 catalysts［J］.Catalysis Science & Technology，2023，13（14）：4186-4196. |
| 6 | 金少青，孙洪敏，杨为民.沸石分子筛催化剂在化学工业中的应用［J］.高等学校化学学报，2021，42（1）：217-226. |
| JIN Shaoqing， SUN Hongmin， YANG Weimin.Applications of zeolite catalysts in chemical industry［J］.Chemical Journal of Chinese Universities，2021，42（1）：217-226. | |
| 7 | 王红超，李伦西，杨彦强，等.5A分子筛吸附分离C5/C6正构烷烃［J］.石油化工，2022，51（8）：887-894. |
| WANG Hongchao， LI Lunxi， YANG Yanqiang，et al.Adsorption and separation of C5/C6 normal alkanes through 5A molecular sieves［J］.Petrochemical Technology，2022，51（8）：887-894. | |
| 8 | LIU Zhendong， ZHU Jie， WAKIHARA T，et al.Ultrafast synthesis of zeolites：Breakthrough，progress and perspective［J］.Inorganic Chemistry Frontiers，2019，6（1）：14-31. |
| 9 | ZHANG Haoyang， WANG Binyu， YAN Wenfu.The structure-directing role of heterologous seeds in the synthesis of zeolite［J］.Green Energy & Environment，2024，9（5）：792-801. |
| 10 | 于庆君.纳米棒插接形貌ZSM-11基多级孔分子筛材料的合成与应用研究［D］.东营：中国石油大学（华东），2014. |
| 11 | 殷成阳，杨爽，毛迪，等.双功能模板法合成多级孔沸石分子筛的研究进展［J］.无机盐工业，2021，53（10）：10-14. |
| YIN Chengyang， YANG Shuang， MAO Di，et al.Research progress on synthesis of hierarchical porous zeolites by using bifunctional templates［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（10）：10-14. | |
| 12 | 闵令飞，李晓峰，高萌，等.晶种法快速合成SSZ-13分子筛［J］.天然气化工（C1化学与化工），2019，44（2）：28-33. |
| MIN Lingfei， LI Xiaofeng， GAO Meng，et al.Fast synthesis of SSZ-13 zeolite through seed approach［J］.Natural Gas Chemical Industry，2019，44（2）：28-33. | |
| 13 | HAN Shunyu， LIU Yu， YIN Chengri，et al.Fast synthesis of submicron ZSM-5 zeolite from leached illite clay using a seed-assisted method［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2019，275：223-228. |
| 14 | SHANG Shujie， REN Limin， LIU Quanjie，et al.Ultrafast synthesis and regulating Al status of mesoporous ZSM-48 zeolite via a pretreated-seed-solution-assisted strategy［J］.Crystal Growth & Design，2023，23（7）：5008-5018. |
| 15 | 赵红娟，王久江，刘宇航，等.异型晶种对NaY分子筛合成的影响［J］.无机盐工业，2023，55（4）：120-124. |
| ZHAO Hongjuan， WANG Jiujiang， LIU Yuhang，et al.Impact of heterogenous crystal seeds on synthesis of NaY zeolite［J］.Inorganic Chemicals Industry，2023，55（4）：120-124. | |
| 16 | 耿来红，杨志刚，郭锴，等.无溶剂合成分子筛的研究进展［J］.工业催化，2023，31（10）：12-18. |
| GENG Laihong， YANG Zhigang， GUO Kai，et al.Research progress on solvent-free synthesis of molecular sieves［J］.Industrial Catalysis，2023，31（10）：12-18. | |
| 17 | 肖霞，潘昱彤，赵昱竹，等.无溶剂快速合成S-1和TS-1分子筛［J］.沈阳师范大学学报（自然科学版），2024，42（3）：204-208. |
| XIAO Xia， PAN Yutong， ZHAO Yuzhu，et al.Solvent-free rapid synthesis of S-1 and TS-1 zeolite［J］.Journal of Shenyang Normal University（Natural Science Edition），2024，42（3）：204-208. | |
| 18 | 王帅旗，王从新，王学林，等.无溶剂快速合成ZSM-12分子筛［J］.化工进展，2023，42（7）：3561-3571. |
| WANG Shuaiqi， WANG Congxin， WANG Xuelin，et al.Solvent-free rapid synthesis of ZSM-12 zeolite［J］.Chemical Industry and Engineering Progress，2023，42（7）：3561-3571. | |
| 19 | 王亚培，徐军，张晓晓，等.含HF和KCl体系中SAPO-17分子筛的快速稳定合成和表征［J］.现代化工，2018，38（5）：159-163. |
| WANG Yapei， XU Jun， ZHANG Xiaoxiao，et al.Rapid and stable synthesis of SAPO-17 molecular sieve in HF/KCl system and characterization［J］.Modern Chemical Industry，2018，38（5）：159-163. | |
| 20 | 尹晓燕，刘宁，宋峰，等.不同模板剂作用下CHA型沸石的制备研究［J］.无机盐工业，2023，55（2）：55-60，140. |
| YIN Xiaoyan， LIU Ning， SONG Feng，et al.Research on synthesis of CHA zeolite with different templates［J］.Inorganic Chemicals Industry，2023，55（2）：55-60，140. | |
| 21 | 贾妙娟，李晓峰，潘瑞丽，等.Al-ITQ-13分子筛的快速合成及表征［J］.分子催化，2014，28（2）：97-104. |
| JIA Miaojuan， LI Xiaofeng， PAN Ruili，et al.Rapid synthesis and characterization of Al-ITQ-13 zeolite［J］.Journal of Molecular Catalysis，2014，28（2）：97-104. | |
| 22 | LIU Chunyan， GU Wenying， KONG Dejia，et al.The significant effects of the alkali-metal cations on ZSM-5 zeolite synthesis：From mechanism to morphology［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2014，183：30-36. |
| 23 | 段亚南，杨珂，王剑峰，等.离子热合成分子筛研究新进展［J］.应用化工，2022，51（7）：2040-2044. |
| DUAN Yanan， YANG Ke， WANG Jianfeng，et al.Progress in ionothermal synthesis of molecular sieves［J］.Applied Chemical Industry，2022，51（7）：2040-2044. | |
| 24 | BENIN A I， HWANG S J， ZONES S I，et al.Structural and compositional studies of crystalline MAPO molecular sieves formed in ionothermal synthesis using imidazolium bromides［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2019，274：257-265. |
| 25 | 张慧智，甘来，刘妮，等.离子热法合成CHA分子筛膜及其脱盐应用［J］.硅酸盐学报，2022，50（5）：1375-1384. |
| ZHANG Huizhi， GAN Lai， LIU Ni，et al.Ionothermal synthesis of CHA-type zeolite membrane for desalination［J］.Journal of the Chinese Ceramic Society，2022，50（5）：1375-1384. | |
| 26 | 陈爱兵，韩韶昌，于奕峰，等.高温离子热快速合成AlPO4-42分子筛［J］.化学通报，2016，79（3）：264-267，242. |
| CHEN Aibing， HAN Shaochang， YU Yifeng，et al.Ionothermal synthesis of AlPO4-42 molecular sieves rapidly at high temperature［J］.Chemistry，2016，79（3）：264-267，242. | |
| 27 | 方雯婷，胡华雷，胡丹鑫，等.高温离子热合成MAPO分子筛［J］.化学通报，2017，80（7）：692-695. |
| FANG Wenting， HU Hualei， HU Danxin，et al.Ionothermal synthesis of MAPO molecular sieves at high temperature［J］.Chemistry，2017，80（7）：692-695. | |
| 28 | WU Qinming， HONG Xin， ZHU Longfeng，et al.Generalized ionothermal synthesis of silica-based zeolites［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2019，286：163-168. |
| 29 | QI Tingting， SHI Jing， WANG Xishuo，et al.Synthesis of hierarchical ZSM-5 zeolite in a rotating packed bed：Mechanism，property and application［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2021，311：110679. |
| 30 | 汪敏娟，王重庆.新型反应器在纳米颗粒制备中的应用研究进展［J］.无机盐工业，2024，56（3）：19-27. |
| WANG Minjuan， WANG Chongqing.Review on application of new types of chemical reactors in preparation of nanoparticles［J］.Inorganic Chemicals Industry，2024，56（3）：19-27. | |
| 31 | ZENG Xiaojun， HU Xudong， SONG Hanbin，et al.Microwave synthesis of zeolites and their related applications［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2021，323：111262. |
| 32 | 何万仁，陈昌海，史静，等.超重力过程强化技术制备片状MFI分子筛及其催化性能［J］.石油化工，2024，53（2）：167-174. |
| HE Wanren， CHEN Changhai， SHI Jing，et al.Preparation of sheet-like MFI zeolite by high-gravity process intensification technology and its catalytic performance［J］.Petrochemical Technology，2024，53（2）：167-174. | |
| 33 | 成尚元，刘有智，祁贵生.超重力技术制备多级孔ZSM-5分子筛［J］.化工进展，2017，36（2）：588-594. |
| CHENG Shangyuan， LIU Youzhi， QI Guisheng.Synthesis of hierarchical ZSM-5 zeolite by high gravity technology［J］.Chemical Industry and Engineering Progress，2017，36（2）：588-594. | |
| 34 | 齐婷婷，滕加伟，史静，等.超重力预混+动态水热法制备ZSM-5分子筛：水热过程影响机制［J］.化工进展，2021，40（11）：6228-6234. |
| QI Tingting， TENG Jiawei， SHI Jing，et al.Synthesis of ZSM-5 zeolite by dynamic hydrothermal method with premixing in the rotating packed bed：An process mechanism analysis［J］.Chemical Industry and Engineering Progress，2021，40（11）：6228-6234. | |
| 35 | 齐婷婷.超重力强化硅铝分子筛制备及应用研究［D］.北京：北京化工大学，2023. |
| 36 | 杨柳，李腾飞，任靖，等.微波技术在分子筛离子交换中的研究与应用［J］.中外能源，2019，24（7）：69-73. |
| YANG Liu， LI Tengfei， REN Jing，et al.Research and application of microwave irradiation in ion exchange of molecular sieve［J］.Sino-Global Energy，2019，24（7）：69-73. | |
| 37 | 王达锐，孙洪敏，薛明伟，等.微波法高效合成全结晶ZSM-5分子筛催化剂及其催化性能［J］.化工进展，2023，42（7）：3582-3588. |
| WANG Darui， SUN Hongmin， XUE Mingwei，et al.Efficient synthesis of fully crystalline ZSM-5 zeolite catalyst by microwave method and its catalytic performance［J］.Chemical Industry and Engineering Progress，2023，42（7）：3582-3588. | |
| 38 | 卓佐西，秦刚华，刘春红，等.微波辅助双模板剂体系快速合成纳米SSZ-13分子筛及NH3-SCR脱硝性能研究［J］.现代化工，2023，43（5）：153-158. |
| ZHUO Zuoxi， QIN Ganghua， LIU Chunhong，et al.Rapid synthesis of nano SSZ-13 molecular sieve by microwave-assisted dual-template system and study on its performance in NH3-SCR denitration［J］.Modern Chemical Industry，2023，43（5）：153-158. | |
| 39 | RAJAPAKSHE A， BANDARA A， WEERASOORIYA R，et al.Microwave-assisted method for the direct synthesis of nano-sized Cu-zeolite［J］.Ceylon Journal of Science，2021，50（5）：403. |
| 40 | WANG Lei， YANG Jianhua， WANG Jinqu，et al.Microwave synthesis of NaA zeolite membranes on coarse macroporous α-Al2O3 tubes for desalination［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2020，306：110360. |
| 41 | QIU Heng′e， XU Ning， KONG Lin，et al.Fast synthesis of thin silicalite-1 zeolite membranes at low temperature［J］.Journal of Membrane Science，2020，611：118361. |
| 42 | ZHAO Xinhong， DUAN Weiting， WANG Qingpeng，et al.Microwave-assisted ionothermal synthesis of Fe-LEV molecular sieve with high iron content in low-dosage of eutectic mixture［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2019，275：253-262. |
| 43 | 胡秋玮，周志辉，向晓东.煤系高岭土微波合成NaA分子筛膜及其性能与表征［J］.膜科学与技术，2012，32（3）：34-38，43. |
| HU Qiuwei， ZHOU Zhihui， XIANG Xiaodong.Microwave synthesis of NaA zeolite membrane of Kaolin and its performance and characterization［J］.Membrane Science and Technology，2012，32（3）：34-38，43. | |
| 44 | 刘佳佳.ZSM-22分子筛的制备及性能研究［D］.青岛：青岛科技大学，2020. |
| 45 | JUSOH N， YEONG Y F， MOHAMAD M，et al.Rapid-synthesis of zeolite T via sonochemical-assisted hydrothermal growth method［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2017，34：273-280. |
| 46 | ASKARI S， HALLADJ R.Ultrasonic pretreatment for hydrothermal synthesis of SAPO-34 nanocrystals［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2012，19（3）：554-559. |
| 47 | 李银莲，潘兴红，袁曙辉.超声波辅助液相后合成NaY分子筛的表征［J］.广州化工，2015，43（19）：98-99，134. |
| LI Yinlian， PAN Xinghong， YUAN Shuhui.Characterization of NaY zeolite prepared by ultrasonic liquid-post-synthesis［J］.Guangzhou Chemical Industry，2015，43（19）：98-99，134. | |
| 48 | SUN Qiming， WANG Ning， GUO Guanqi，et al.Ultrafast synthesis of nano-sized zeolite SAPO-34 with excellent MTO catalytic performance［J］.Chemical Communications，2015，51（91）：16397-16400. |
| 49 | PENG Ce， LIU Zhendong， YONEZAWA Y，et al.Ultrafast post-synthesis treatment to prepare ZSM-5@silicalite-1 as a core-shell structured zeolite catalyst［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2019，277：197-202. |
| 50 | ZHU Jie， OSUGA R， ISHIKAWA R，et al.Ultrafast encapsulation of metal nanoclusters into MFI zeolite in the course of its crystallization：Catalytic application for propane dehydrogenation［J］.Angewandte Chemie，2020，59（44）：19669-19674. |
| 51 | LIU Zhendong， WAKIHARA T， NISHIOKA D，et al.Ultrafast continuous-flow synthesis of crystalline microporous aluminophosphate AlPO4-5［J］.Chemistry of Materials，2014，26（7）：2327-2331. |
| 52 | LIU Zhendong， WAKIHARA T， OSHIMA K，et al.Widening synthesis bottlenecks：Realization of ultrafast and continuous-flow synthesis of high-silica zeolite SSZ-13 for NO x removal［J］.Angewandte Chemie，2015，127（19）：5775-5779. |
| 53 | ZHU Jie， LIU Zhendong， YONEZAWA Y，et al.Addressing the viscosity challenge：Ultrafast，stable-flow synthesis of zeolites with an emulsion method［J］.Reaction Chemistry & Engineering，2018，3（6）：844-848. |
| 54 | LIU Zhendong， OKABE K， ANAND C，et al.Continuous flow synthesis of ZSM-5 zeolite on the order of seconds［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2016，113（50）：14267-14271. |
| 55 | YAO Xingjun， YANG Xiaoji， DENG Qiulin，et al.Ultrafast and continuous synthesis of an aluminophosphate type zeolite in microchannel and the hydrogenation of α-pinene［J］.Next Materials，2024，4：100122. |
| 56 | JU Jingxi， ZENG Cangfeng， ZHANG Lixiong，et al.Continuous synthesis of zeolite NaA in a microchannel reactor［J］.Chemical Engineering Journal，2006，116（2）：115-121. |
| 57 | HUANG Jiali， HU Jun， DU Wenli，et al.Ultrafast synthesis of 13X@NaA composites through plasma treatment for highly selective carbon capture［J］.Journal of Materials Chemistry A，2017，5（35）：18801-18807. |
| 58 | FENG Guodong， CHENG Peng， YAN Wenfu，et al.Accelerated crystallization of zeolites via hydroxyl free radicals［J］.Science，2016，351（6278）：1188-1191. |
/
| 〈 |
|
〉 |