杜金濤，趙?；?，曾 壯，苑志偉，曾雙親，鮑 俊

(1.中國石化催化劑有限公司工程技術(shù)研究院，北京 101111；2.中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司)

微波是指波長為0.001～1 m、頻率在0.3～300 GHz之間的高頻交變電磁波,在波譜中介于紅外光和無線電波之間。工業(yè)應(yīng)用中最常用的微波頻率為(915±15)MHz和(2 450±50)MHz,且2 450 MHz應(yīng)用更為廣泛,因為在該頻率下水對微波能量的吸收大且磁控管更為常用[1]。從20世紀(jì)80年代開始,微波輻射加熱逐漸應(yīng)用于化學(xué)合成領(lǐng)域,后逐漸發(fā)展成為有機(jī)合成和材料處理的重要手段。

根據(jù)分子篩所形成材料的結(jié)構(gòu),可將分子篩材料分為常規(guī)分子篩、納米分子篩、復(fù)合分子篩和分子篩膜,根據(jù)骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩等。硅鋁分子篩由硅氧四面體或鋁氧四面體周期排列組成,晶胞的化學(xué)式為M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O,其中:M為金屬陽離子;n為其化合價;x不小于2;y為結(jié)晶水?dāng)?shù)量[2]。分子篩復(fù)雜多變的孔道結(jié)構(gòu)和獨特的表面物理化學(xué)性質(zhì),使其在催化裂化、加氫裂化、甲苯歧化、離子交換、吸附分離、干燥等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

以下對利用微波加熱技術(shù)合成常規(guī)分子篩、納米分子篩、復(fù)合分子篩、分子篩膜,強(qiáng)化離子交換、催化反應(yīng)及分子脫附等方面進(jìn)行綜述,討論微波技術(shù)的作用機(jī)理及優(yōu)勢,并對微波設(shè)備進(jìn)行簡要介紹,對其將來應(yīng)用于實際工業(yè)過程的前景進(jìn)行展望。

1 微波作用機(jī)理

微波是通過高頻交變電磁場進(jìn)行能量傳遞和轉(zhuǎn)化的一種電磁波,根據(jù)材料和微波的作用可將材料分為反射微波材料、透波材料和吸波材料,其中吸波材料是微波合成中的一類重要材料,包括水溶液、極性溶劑、離子液體和低共熔體等。在外電場存在時,有極分子和無極分子分別發(fā)生轉(zhuǎn)向極化和位移極化,且二者極化方向隨外電場方向變化而變化,于是分子不斷碰撞、摩擦,進(jìn)而將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能[2]。另外,電場也會導(dǎo)致介質(zhì)中的離子遷移,進(jìn)而互相碰撞和摩擦產(chǎn)生熱量[3]。傳統(tǒng)的加熱方式是間接加熱,在加熱容器和物料內(nèi)部會存在溫度梯度,局部區(qū)域還會存在過熱的情況。根據(jù)微波加熱的原理,微波加熱具有如下特點:①直接加熱,微波直接作用于物料上,加熱效率高;②體相瞬時加熱,被微波輻射的物質(zhì)都會產(chǎn)生熱量,加熱均勻;③選擇性加熱,物質(zhì)自身介電特性存在差異,對微波吸收能力強(qiáng)的物質(zhì)溫度也會更高;④非接觸加熱,能量源與反應(yīng)物不直接接觸。此外,微波能量被儲存在分子中導(dǎo)致分子的微觀結(jié)構(gòu)和相互作用發(fā)生變化,還可能改變反應(yīng)路徑,降低活化能,加快反應(yīng)速率,提高目標(biāo)選擇性,改變反應(yīng)焓和動力學(xué)等[4]。

2 分子篩材料及合成方法

分子篩內(nèi)的硅氧四面體、鋁氧四面體等基本單元通過氧橋鍵相連構(gòu)筑成不同的框架類型,根據(jù)分子篩所形成材料的結(jié)構(gòu),可將分子篩材料分為常規(guī)分子篩、納米分子篩、復(fù)合分子篩和分子篩膜。常規(guī)分子篩為粒徑在微米級別的分子篩顆粒;納米分子篩是指粒徑在納米尺寸的分子篩顆粒;復(fù)合分子篩是將不同結(jié)構(gòu)的分子篩復(fù)合到一起,常見的復(fù)合分子篩為微-介孔復(fù)合分子篩;分子篩膜是由分子篩顆粒發(fā)展而來的、可以篩分分子的新型膜材料,有支撐膜和無支撐膜兩大類,理想的分子篩膜結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有薄、密、均勻有序等特征。

分子篩材料的一般合成路徑為:采用硅源、鋁源、模板劑/導(dǎo)向劑、酸或堿等原材料,經(jīng)過溶解、混合、老化后形成初始凝膠,初始凝膠經(jīng)過水熱、微波等方式進(jìn)行晶化形成分子篩,最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥或煅燒,獲得所需產(chǎn)品。

調(diào)節(jié)合成路徑可以實現(xiàn)分子篩材料的定向合成,如控制制備過程中分子篩的成核和生長,可以獲得納米分子篩;通過將微孔分子篩結(jié)構(gòu)引入介孔分子篩的孔壁中,在微孔分子篩表面附晶生長介孔分子篩,對微孔分子篩進(jìn)行溶蝕、再生長得到介孔結(jié)構(gòu)可以合成微-介孔復(fù)合分子篩[5];通過二次生長、堵孔、脈沖激光沉積、電泳沉積、變濃度、兩步變溫、微波加熱等方法可以合成分子篩膜[6]。

3 微波應(yīng)用范圍

在常規(guī)分子篩、納米分子篩、復(fù)合分子篩和分子篩膜的合成中,微波加熱可應(yīng)用于膠化、晶化、干燥等過程。除此之外,微波加熱還可應(yīng)用于分子篩材料改性、強(qiáng)化分子篩催化、分子篩脫附等過程。

3.1 分子篩材料合成

3.1.1 常規(guī)分子篩

微波加熱具有快速、均勻的特點,可使中間凝膠快速溶解,當(dāng)硅酸根離子和鋁酸根離子的濃度適宜時,就會同時成核。成核速率越趨于一致,合成的分子篩越均勻。微波加熱可以縮短誘導(dǎo)期,使成核速率均一,產(chǎn)物粒徑分布窄。

ZSM-5分子篩由美國Mobile公司于1972年研發(fā),具有獨特的三維交叉直孔道,孔徑約為0.55 nm。王燕等[7]通過微波晶化釜在150 ℃下合成ZSM-5分子篩,所得催化劑呈圓盤狀,結(jié)晶度高。許芳等[8]通過微波輔助水熱合成ZSM-5分子篩,并通過調(diào)節(jié)體系pH來調(diào)節(jié)表面酸強(qiáng)度和孔徑大小,這是因為pH會影響凝膠中硅鋁酸鹽的溶解和縮聚,進(jìn)而影響分子篩成核和生長,造成微觀結(jié)構(gòu)和形貌的差異。

磷鋁分子篩(AlPO4-n)由美國聯(lián)合碳化物公司于1982年研制,引入硅后可得硅磷鋁分子篩(SAPO-n),磷的加入使分子篩酸性更加溫和,可對裂化反應(yīng)起到部分抑制作用。楊杰等[9]以二正丁胺為模板劑,在微波加熱條件下進(jìn)行晶化,得到不同硅含量的SAPO-31分子篩,發(fā)現(xiàn)微波可使硅均勻分布于產(chǎn)物中,且隨著硅含量增加,SAPO-31中酸總量及B酸含量均有所增加。張丹[10]采用水熱法及微波法合成SAPO-5分子篩,水熱晶化時間為24 h,而微波晶化(200 W)僅需1 h,但結(jié)晶度稍低。低共熔體具有很強(qiáng)的極性,是良好的微波吸收體。李恒杰等[11]在低共熔體中采用微波晶化法合成TAPO-5分子篩,并探究鈦源對分子篩結(jié)晶度的影響,發(fā)現(xiàn)鈦源的酸強(qiáng)度越高,TAPO-5分子篩相對結(jié)晶度越低。

微波除單獨使用外,還可與超聲進(jìn)行聯(lián)合使用,稱為超聲-微波法。孟桂花等[16]采用超聲-微波法,將熱電廠粉煤灰在超聲儀中陳化后移入微波爐內(nèi)晶化,得到的介孔分子篩對Cu2+的去除率可達(dá)92%。秦英月等[17]在超聲(50 W)-微波(100 W)協(xié)同作用下晶化5 min后,經(jīng)洗滌、干燥、煅燒合成了MCM-41分子篩,樣品比單獨采用超聲或微波合成的樣品有更高的結(jié)晶度、比表面積和孔體積。在后續(xù)研究中[18],他們以硝酸鐵為鐵源,在超聲-微波作用下使鐵原子進(jìn)入MCM-41分子篩骨架,合成Fe-MCM-41雜原子分子篩。該催化劑結(jié)晶規(guī)整,在將苯催化氧化為苯酚的反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化效果,苯酚收率可達(dá)18.65%。

3.1.2 納米分子篩

納米分子篩粒徑小、比表面積大、吸附能力強(qiáng)、反應(yīng)活性高,微波在納米分子篩的合成中可發(fā)揮顯著的優(yōu)勢。王前等[19]將陳化后的硅鋁凝膠放入微波儀中晶化,可合成平均粒徑為200～300 nm的NaA分子篩,且晶化時間僅需6 min,這是因為微波降低了晶化反應(yīng)活化能;與微米級分子篩相比,NaA納米分子篩鈣離子交換能力提高約25.5%。程志林等[20]將反應(yīng)物陳化后置于微波爐中的聚四氟乙烯反應(yīng)釜晶化15～60 min,可合成30～100 nm的NaX分子篩,其晶粒尺寸隨硅含量增加而減小,這是因為硅含量增加使分子篩晶化速率降低。

在Silicalite-1納米分子篩的合成中[21],陳化后的反應(yīng)物微波晶化150～240 min可合成70～130 nm的納米分子篩,且延長晶化時間有助于提高Silicalite-1納米分子篩粒徑和相對結(jié)晶度。崔巖等[22]對比了微波加熱法和常規(guī)水熱法合成Beta納米分子篩的差異,微波加熱法得到的Beta納米分子篩相對結(jié)晶度可達(dá)138%,與常規(guī)水熱法結(jié)果相當(dāng),分子篩粒徑約50 nm且非常均勻,而晶化時間僅為水熱法的1/3。

3.1.3 復(fù)合分子篩

李奕懷等[23]以Y分子篩為硅源、鋁源,在堿性條件下借助微波反應(yīng)器使介孔沿Y分子篩外表面生長,成功合成出具有介孔和微孔雙重孔結(jié)構(gòu)的Y-MCM-41復(fù)合分子篩,可有效解決MCM-41介孔分子篩酸強(qiáng)度不足的問題。類似地,史春薇等[24]以Y分子篩為核,在酸性條件下利用微波晶化法在其表面生長介孔材料,合成出Y/SBA-15微孔-介孔復(fù)合分子篩,其形貌呈短棒狀且結(jié)晶度良好。該方法提高了Y分子篩動力學(xué)孔徑,同時還可提高SBA-15分子篩的催化活性和水熱穩(wěn)定性。與此同時,合成復(fù)合分子篩的核也可以替換為其他分子篩,如Beta分子篩[25]和ZSM-5分子篩[26],同樣利用微波加熱在其外表面生長MCM-41介孔材料,可分別獲得Beta-MCM-41中/微雙孔復(fù)合分子篩和ZSM-5/MCM-41二級孔復(fù)合分子篩。

3.1.4 分子篩膜

微波合成分子篩膜是一種新型的合成方法,它可以明顯縮短合成時間,控制分子篩膜的形態(tài)和致密性。胡秋瑋等[27]以煤系高嶺土為原料,通過預(yù)涂晶種的方法在微波條件下使NaA分子篩膜生長于α-Al2O3載體表面。結(jié)果表明,NaA分子篩膜致密連續(xù),與載體結(jié)合緊密,表面平整。分子篩膜的微波合成時間僅為20 min,遠(yuǎn)低于水熱合成所需的4 h,且具備更高的分離效率。胡子益等[28]采用微波合成了NaA分子篩膜并應(yīng)用于30 kt/a乙醇脫水裝置,通過研究水透量隨原料含水量、雷諾數(shù)變化的規(guī)律,為NaA分子篩膜的工業(yè)應(yīng)用提供了寶貴經(jīng)驗。

類似地,郝阿輝等[29]將晶種旋涂于α-Al2O3載體表面,采用二次生長法在微波輔助條件下合成SAPO-34分子篩膜。經(jīng)微波晶化4 h后可合成緊密、規(guī)則、無缺陷的厚度約1.5 μm的SAPO-34分子篩膜,其CO2/CH4分離因子可達(dá)81,且具有很好的重復(fù)性。微波合成分子篩膜除單獨使用外,也可配合水熱法使用。張穎等[30]預(yù)涂晶種后采用先微波后水熱的方法在陶瓷表面合成ZSM-5分子篩膜,該分子篩膜結(jié)晶度高、平整、致密,水熱處理時間僅需5 h,表明微波-水熱兩步法可有效縮短成膜時間。微波具有非接觸式加熱、加熱均勻、加熱速率高的特點,在分子篩膜的合成中將發(fā)揮更加廣泛的作用。

3.2 分子篩材料改性

微波法是一種新型的分子篩改性方法,不僅可以實現(xiàn)分子篩的離子交換,提高離子交換速率,還可以實現(xiàn)分子篩的負(fù)載,調(diào)節(jié)分子篩酸堿性。

宋光偉等[31]將經(jīng)過微波輻射氫交換的Beta分子篩用不同金屬離子(Al3+,Ti4+,Fe3+)微波改性,顯著提高了其催化苯和苯酐合成蒽醌的活性。微波加熱法能顯著提高改性速率,經(jīng)Al3+改性的Beta分子篩上蒽醌產(chǎn)率可達(dá)38.87%,選擇性可達(dá)92.78%。該課題組還使用硝酸銨溶液在微波加熱條件下對Beta分子篩進(jìn)行氫交換[32],并將其應(yīng)用于乙苯和苯酐一步法合成乙基蒽醌。微波條件下氫交換時間僅為15 min,離子交換時間顯著縮短。反應(yīng)后的催化劑可利用微波進(jìn)行簡單再生,其催化性能穩(wěn)定,使用壽命長。

對分子篩進(jìn)行適當(dāng)堿處理可以去除其中的無定型硅鋁物種,實現(xiàn)分子篩的純化。劉小行等[33]在微波條件下對ZSM-35分子篩進(jìn)行堿處理,而后進(jìn)行常規(guī)加熱法銨交換,并將其用于二甲醚羰基化反應(yīng)。結(jié)果顯示,微波堿處理可以提高八元環(huán)孔道內(nèi)的總酸量,提高催化劑的羰基化活性,同時對催化劑積炭有明顯的抑制作用。Zn改性的ZSM-5對低碳烯烴合成輕質(zhì)芳烴具有優(yōu)良的催化作用。

李騰飛等[34]在NaY分子篩與La3+離子交換的研究中發(fā)現(xiàn),微波在不破壞Y分子篩的結(jié)構(gòu)和形貌基礎(chǔ)上,極大縮短離子交換時間和分子篩生產(chǎn)周期。在稀土Y分子篩的制備中[35],銨交換后的NaNH4Y分子篩經(jīng)過微波輔助稀土交換后干燥可得REY分子篩,所得分子篩結(jié)構(gòu)完整,形貌規(guī)則,由此制備的催化劑主要理化參數(shù)和催化活性與“兩交一焙”工藝所得REY分子篩催化劑基本相同。在LAY分子篩的制備中[36],USY分子篩在微波條件下銨離子交換后,再經(jīng)氟硅酸銨改性可得LAY分子篩。氟硅酸銨可以去除分子篩中的非骨架鋁,提高分子篩的結(jié)晶度,且其水解產(chǎn)物可填補(bǔ)脫鋁形成的空穴,起到脫鋁補(bǔ)硅的作用。

微波還可應(yīng)用于羧酸鹽、有機(jī)化合物的分子篩擔(dān)載,趙延良等[37]通過微波將醋酸鑭擔(dān)載于MCM-41分子篩表面,分子篩的堿量調(diào)節(jié)可通過改變醋酸鑭的擔(dān)載量實現(xiàn),這為分子篩的改性提供了新的思路。

3.3 強(qiáng)化分子篩催化反應(yīng)

分子篩具有良好的吸波特性,可以將微波能量轉(zhuǎn)化為熱能,為催化反應(yīng)提供必要的高溫條件,同時分子篩優(yōu)異的吸附性能可以使其作為催化劑載體,延長反應(yīng)物在催化劑表面的停留時間,從而有利于反應(yīng)充分進(jìn)行。目前,微波強(qiáng)化分子篩催化的反應(yīng)主要有酯化反應(yīng)[38]、氧化反應(yīng)[39]和羥基化反應(yīng)[40]等。

酯化反應(yīng)常采用濃硫酸作催化劑,腐蝕設(shè)備的同時副反應(yīng)多、環(huán)境污染大,采用分子篩作催化劑可以明顯改善這些問題。在檸檬酸正丁酯的合成中,使用微波強(qiáng)化A型分子篩[38]和HZSM-5型分子篩[41]進(jìn)行催化酯化,系統(tǒng)研究了微波功率、時間、反應(yīng)溫度、酸醇比和催化劑用量對檸檬酸正丁酯產(chǎn)率的影響。楊智源等[42]以蘋果酸和無水乙醇為原料,在微波作用下強(qiáng)化分子篩催化酯化合成蘋果酸二乙酯,其通過7種分子篩材料的研究對比,指出HZSM-5具有最高的催化活性,酯化率最高可達(dá)25.92%。

微波還可應(yīng)用于揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的催化氧化過程,章天駿等[43]通過微波加熱的方法,以Co-MOR分子篩為催化劑催化苯乙烯環(huán)氧化,發(fā)現(xiàn)94%的苯乙烯在反應(yīng)2.5 h后即可被轉(zhuǎn)化,且環(huán)氧化的選擇性為92.5%,這是因為微波輔助加熱對反應(yīng)物分子幾乎是同時加熱,體系中的活化分子更多,因而提高反應(yīng)速率,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。劉雙等[39]將銅、錳、鈰負(fù)載于整體式分子篩上,研究其在微波條件下對VOCs的催化氧化,結(jié)果表明銅、錳、鈰的負(fù)載可以提高催化劑的吸波性能,形成表面高溫?zé)狳c,促進(jìn)VOCs的催化分解,因而在300 ℃條件下VOCs的降解率最高可達(dá)96%。

黃思瑜等[40]在微波條件下采用V/ZSM-5分子篩催化苯羥基化制備苯酚,微波場下苯的轉(zhuǎn)化率為常規(guī)加熱下的1.6倍,苯酚的選擇性可達(dá)到100%。沈喜海等[44]以鄰苯二胺和水楊酸為原料,以Beta分子篩負(fù)載超強(qiáng)酸在微波作用下合成2-(2-1H-苯并咪唑基)-苯酚,在500 W微波下作用5 min產(chǎn)率即可達(dá)到87.8%。此外,微波還可應(yīng)用于褐煤熱解中,Fe,Co,Ni改性的ZSM-5分子篩在微波作用下可以顯著提高褐煤分解氣體產(chǎn)物中H2和CO的含量[45],這是因為催化劑的酸性位點有利于揮發(fā)分的二次裂解,且催化劑對微波的吸收促進(jìn)了熱解的進(jìn)行。

3.4 強(qiáng)化分子篩脫附

VOCs的處理方法除催化氧化外,也可以采用吸收法進(jìn)行分離、回收、再處理,分子篩材料應(yīng)用于VOCs的吸收分離過程已較為成熟,通過選擇合適的孔徑結(jié)構(gòu)、營造多級孔結(jié)構(gòu)、引入陽離子、調(diào)節(jié)表面性質(zhì)等方法都可以增強(qiáng)對VOCs的吸附[46]。而如果想分離、回收分子篩吸附的VOCs,則需要對分子篩進(jìn)行脫附,目前常用的脫附方法主要包括熱空氣再生法、水蒸氣脫附法和微波法等。其中,微波法脫附速率高、能耗低、不引入大量水、后續(xù)處理成本低,在強(qiáng)化脫附方面有良好的應(yīng)用前景[47]。

常仁芹等[48]針對酮類有機(jī)廢氣易縮聚致使吸附劑中毒的問題,開展微波加熱分子篩(NaY,USY-1,USY-2)脫附酮類有機(jī)分子的研究,在十幾分鐘內(nèi)脫附率即可達(dá)到90%以上,多次循環(huán)后分子篩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變,而脫附后的酮類有機(jī)分子呈液態(tài),可直接回收,便于工業(yè)推廣?；⒀╂萚49]使用微波再生吸附甲苯的Cu-Mn-Ce/分子篩催化劑,相對于甲苯的直接氧化,該方法更為經(jīng)濟(jì)和實用。甲苯在Cu-Mn-Ce/分子篩催化劑表面氧化降解,氧氣由通入的空氣提供,同時降解產(chǎn)物由空氣帶出,但6次再生后催化劑吸附能力下降,還需進(jìn)一步優(yōu)化。楊宇軒等[50]使用微波對吸收甲醇、苯、正己烷等VOCs的10X分子篩進(jìn)行脫附,分子篩再生率大于95%且微波脫附時間比熱解吸顯著縮短。該研究組后期將VOCs的吸附劑拓寬至7種,并研究了其吸附量差異及微波脫附規(guī)律[51],發(fā)現(xiàn)孔徑大的分子篩和極性大的VOCs有利于吸附,而鋁氧四面體比例高的吸附劑更適合微波脫附,經(jīng)5次吸附-微波脫附的分子篩結(jié)構(gòu)依舊穩(wěn)定。工業(yè)中,常需要對高濕度條件下的VOCs進(jìn)行吸附,常規(guī)使用的分子篩,如Y分子篩,對VOCs無明顯的選擇性吸附,因而吸附性能不佳。任超等[52]通過對Y分子篩氣相覆硅改性的方法,提高其疏水性能。改性后的吸附劑在微波(800 W)作用下15 min可將4種典型VOCs脫附,脫附率均在89%以上,且其具有良好的循環(huán)再生穩(wěn)定性,再生5次后脫附率依舊在89%以上。

4 微波設(shè)備

分子篩材料合成一般在弱酸或弱堿環(huán)境下,反應(yīng)設(shè)備與常規(guī)水熱法所用反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)相似,但微波條件下處理分子篩的設(shè)備外殼不能為金屬材料,多采用樹脂材料[53]。微波設(shè)備的一般要求為微波場均勻、穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)、安全性好。劉宏偉、孟蓮珍等[54-55]將JYH-92型隧道式微波干燥器和MTF-P2706微波推板窯分別用于分子篩的干燥過程和焙燒過程。相較于熱傳導(dǎo)干燥,微波干燥器能耗更低、干燥效率高、控制簡便,可用于HTS分子篩連續(xù)化干燥。微波推板窯是將微波加熱和推板窯相結(jié)合,焙燒 HTS分子篩(處理能力為50 t/a),最高焙燒溫度為700 ℃,微波泄漏量小,焙燒所得HTS分子篩結(jié)構(gòu)和活性均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。王順、趙小萱等[56-58]在微波壓力容器及系統(tǒng)等方面開展了多項研究,利用玻璃纖維增強(qiáng)型聚醚酮制成微波壓力容器,并用于Beta分子篩合成。該非金屬材料所制成的容器在180 ℃時耐壓可達(dá)2 MPa,在微波條件下利用該容器合成的Beta分子篩結(jié)晶度可達(dá)65%。在ZSM-5分子篩的微波合成系統(tǒng)中,他們研制了500 L的微波合成設(shè)備。該設(shè)備已達(dá)到中試規(guī)模,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,能夠滿足液相條件下分子篩微波合成所需的條件。但受限于微波的穿透性、均勻性、高溫高壓下傳輸性,微波設(shè)備還需進(jìn)一步研究才能在工業(yè)中發(fā)揮更大作用。

5 結(jié)束語

微波技術(shù)為合成分子篩材料開辟了新的方向,同時也為分子篩材料的改性和應(yīng)用提供新的途徑。合理使用微波可顯著提高晶化效率,優(yōu)化分子篩活性,提高離子交換速率,強(qiáng)化催化反應(yīng),促進(jìn)吸附質(zhì)脫附。但在某些方向上還需進(jìn)一步研究,如微波與其他合成方法或反應(yīng)器的結(jié)合,以便對分子篩材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更精確的控制,開發(fā)工業(yè)微波設(shè)備,更好地融入到現(xiàn)有工藝體系中等。今后的主要研究方向為進(jìn)一步研究微波強(qiáng)化不同分子篩材料合成的規(guī)律及拓展微波應(yīng)用范圍,使其在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大作用。