ZSM-5 分子筛水蒸气选择性脱铝及其对乙醇转化制丙烯的影响

薛彦峰，牛宇岚，郑洪岩，崔晓静，马庆国，唐建可，丁莉峰

（太原工业学院 化学与化工系，山西 太原 030008）

丙烯作为重要的化工基础原料，被广泛应用于高分子材料合成、医药、农药、化妆品等诸多领域[1]。随着全球经济的快速发展，丙烯需求量逐年增加，供需缺口越来越大。目前，传统的丙烯生产主要来自石油蒸汽裂解、混合烷/烯烃催化裂化、丙烷脱氢等。此外，基于煤化工的甲醇制烯烃/丙烯（MTO/P）工艺近年来在中国蓬勃发展，工业化进程方兴未艾[2,3]。尽管这些工艺在一定程度上缓解了丙烯需求压力，然而其原料主要来自石油、煤炭和天然气等不可再生的化石资源，因此，不得不受到化石资源储量有限的制约，且面临CO2排放等环境问题。因此，开发绿色、环保的丙烯生产工艺已经逐渐引起世界各国的广泛关注。近年来，随着生物乙醇生产技术的发展，规模化生产乙醇逐渐成为可能。将生物质资源经生物乙醇催化转化为丙烯（Ethanol to propene，ETP）有望成为增产丙烯的新途径，逐渐引起一些研究者的兴趣[4]。

乙醇制丙烯反应过程非常复杂，副反应众多，其产物分布与MTO 类似，主要包括C1-C5烷烃、芳烃和C2-C6烯烃等[5]。当前对乙醇制丙烯的反应机理并不清楚，已知的研究中认为，ETP 反应主要可分为以下几步[6-8]，如图1 所示：乙醇脱水生成乙烯；乙烯聚合生成高碳烃类；高碳烃类经裂解、环化、氢转移等得到低碳烯烃、烷烃或芳烃。该反应主要选择酸性分子筛作为催化剂，例如SAPO-34[6]、SSZ-13[7]、ZSM-5[9]等。其中，ZSM-5 分子筛由于具有合适的孔道结构和择形性，以及催化ETP 反应所需的适中的酸性质，引起研究者的广泛关注。

图1 ZSM-5 分子筛上乙醇转化制丙烯的主要途径Figure 1 Proposed reaction pathways of ethanol conversion to propene over ZSM-5 zeolites

例如，Furumoto 等[10]使用同晶取代法将Al、Ga、Fe 等引入ZSM-5 分子筛的骨架中，得到不同酸强度的杂原子改性分子筛，并将其用于乙醇转化反应，结果显示，[Fe]-ZSM-5 分子筛由于酸强度较弱，仅能催化乙醇脱水反应，[Al]-ZSM-5 分子筛酸性较强导致副产物较多，丙烯选择性低，而[Ga]-ZSM-5 酸性适中，丙烯选择性最高，在500 ℃，W/F=0.04 g/(mL·min)反应条件下达到23.4%。Takahashi等[11]制备了P 改性的ZSM-5 应用于ETP 反应，发现P 改性后丙烯产率显著增加，作者认为这是由于分子筛酸性降低，丙烯、丁烯等聚合反应受到抑制。Huangfu 等[12]使用NaOH 刻蚀ZSM-5 分子筛，在得到介孔分子筛后进行P 改性，并在500 ℃,WHSV=3.3 h-1条件下考察了其ETP 催化反应性能，结果表明，经NaOH 和P 改性后的分子筛具有最佳的催化稳定性（＞ 100 h）和丙烯选择性（27%），归因于分子筛适度的酸性质抑制了副反应和积炭的生成，同时介孔的产生提高了分子筛的容炭能力。

在乙醇转化制丙烯反应中，乙醇脱水及烯烃转化等环节和分子筛酸性息息相关，因此，通过调变分子筛酸性提升其ETP 催化性能一直是研究的热点。除上述研究中提到的金属改性、P 改性等方法外，分子筛水蒸气处理也是常见的调变分子筛酸性的方法。水蒸气处理可通过脱除分子筛骨架铝方式对其酸性进行调变，且该过程无污染、成本低，因此，在甲醇制丙烯等工业化实践中得到采用[13,14]。然而，该处理方法在乙醇制丙烯方面的研究目前却鲜有报道。

基于以上分析，本研究拟采用水蒸气法对ZSM-5 分子筛进行后处理，通过改变处理温度以及处理时间，系统考察水蒸气处理对分子筛骨架铝分布及酸性的影响，并进一步探究水蒸气处理对乙醇制丙烯催化性能的影响。

1 实验部分

1.1 催化剂的制备

采用晶种法在水热条件下制备了Si/Al 比为30 的ZSM-5 分子筛[15]。采用硅溶胶（JN-25，青岛海洋化工有限公司）为硅源，偏铝酸钠（NaAlO2，化学纯，国药集团化学试剂有限公司）为铝源，四丙基氢氧化铵（TPAOH,质量分数为40%，西南化工研究院）为模板剂，配制组成为1SiO2∶0.017Al2O3∶0.05NaOH∶0.15TPAOH∶30H2O 的合成凝胶。加入1%的晶种，在室温下搅拌3 h 后转移至100 mL 的水热合成釜中，在170 ℃下晶化48 h 后，将产品经离心分离、洗涤、100 ℃干燥过夜后，于550 ℃焙烧10 h 去除模板剂，得到Na-ZSM-5。使用1 mol/L硝酸铵溶液在80 ℃水浴条件下对Na-ZSM-5 进行离子交换，得到NH4-ZSM-5。经干燥过夜，550 ℃焙烧5 h 后得到H-ZSM-5。

分子筛水蒸气处理过程在管式炉中进行。将0.5 g 分子筛置于石英管中，以10 ℃/min 升温至水蒸气处理温度。以N2为载气，流量设置为100 mL/min，通入置于80 ℃水浴的鼓泡器中，将水蒸气以鼓泡方式引入。在80 ℃下水的饱和蒸汽压为47.4 kPa，则对应的水蒸气流量为90 mL/min。将水蒸气处理后的分子筛命名为S-x-y，x表示水蒸气处理温度，分别为450、500、550、600 和650 ℃，y表示处理时间，分别为0、4、8、12、24 和48 h。

1.2 催化剂的表征

采用日本Rigaku 公司的MiniFlex II X 射线衍射仪对样品进行X 射线粉末衍射（XRD）表征，测试条件为：Cu 靶Kα 辐射（30 kV,15 mA），扫描速率为4（°）/min，5°-40°扫描。采用美国Micromeritics Tristar II 3020 物理吸附仪对样品进行N2物理吸附表征，将样品在300 ℃下真空预处理8 h，然后在液氮温度（-196 ℃）下测定样品的N2吸附-脱附等温线。样品比表面积由BET 方法计算得到，微孔比表面积，外表面比表面积和微孔孔容由t-plot 方法计算。采用德国Bruker Tensor 27 型红外光谱仪对样品的表面羟基基团进行红外表征。将40 mg左右的样品在10 MPa 压力下压制成自撑片，置于真空红外测试舱中，在450 ℃,小于10-2Pa 条件下预处理2 h 后，降至常温后进行测试。

使用吡啶吸附红外光谱法对样品的酸性质进行测定。使用德国Bruker Tensor 27 型红外光谱仪进行信号检测。将25 mg 左右的样品压制成自撑片，放置于吡啶吸附池中，在450 ℃，小于10-2Pa条件下处理2 h 以脱附表面吸附的杂质，降至常温后通入吡啶蒸气，吸附饱和后，将池内及样品表面物理吸附的吡啶在真空条件下抽去，然后升温至150、250 和350 ℃进行脱附，同时使用红外仪器进行检测。在1550 和1450 cm-1处的红外振动峰对应于B 酸和L 酸的吸附，其酸量计算公式如下[16]：

式中，C为B 或L 酸酸量，A为B 或L 酸峰面积，S为样品片面积（1.33 cm2），m为样品片质量，ε为分子消去系数（B 酸 为1.13 cm/μmol，L 酸为1.28 cm/μmol）。

采用德国Brucker Avance Ⅲ 600MHz Wide Bore 型核磁共振仪对样品进行27Al 固体核磁共振（27Al MAS NMR）表征。采用磁场强度为14.2 T，13 kHz 转速，15°脉冲宽度为1.2 μs，弛豫时间1 s，采集次数1×104次，化学位移参比样为Al(NO3)3水溶液。样品中元素含量分析在美国TJA 公司的电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-AES Autoscan 16）上进行。

采用Co(Ⅱ)交换-ICP 方法对分子筛中邻近铝（Alpairs）及孤立铝（Alsingle）含量进行分析(其结构示意图见图2)。方法如下：将H 型分子筛在80 ℃水浴下，使用1.0 mol/L 的NaCl 溶液交换两次，每次8 h，随后在80 ℃水浴下使用0.05 mol/L 的Co(NO3)2溶液交换三次，每次8 h，然后100 ℃烘干，500 ℃焙 烧2 h 后进行ICP 测试。据Dedecek 等[17,18]报道，使用钴离子对分子筛进行离子交换时，Co(II)离子可以和分子筛骨架上邻近的两个铝原子（邻近铝，Alpairs）提供的酸性位进行结合。距离较远的孤立铝（Alsingle）无法和Co(Ⅱ)离子进行配对，其含量可由NaCl 交换后Na 离子含量和Alpairs含量的差值得到，见以下计算式[19]：

图2 孤立铝(Alsingle)与邻近铝(Alpairs)结构示意图Figure 2 Schemes for isolated Al (Alsingle) and paried Al (Alpairs) sites

式中，[Co] 和[Na] 分别为Co 离子交换和Na离子交换后分子筛上Co 和Na 的含量，由ICP-AES确定。

1.3 催化剂评价

采用连续流动固定床反应器对分子筛的乙醇转化制丙烯反应性能进行评价。将0.4 g 催化剂（20-40 目）用2 g 石英砂稀释后，装填至反应管恒温段。将分子筛在550 ℃下预处理2 h，随后降温至反应温度后，以柱塞泵通入无水乙醇，反应条件为：450 ℃，WHSV=6 h-1。采用N2为载气，流量为50 mL/min。反应产物经气液分离器分离后，气相产物使用Agilent 7890A 气相色谱仪进行在线分析，色谱柱为DB-1、OxyPlot 和Al2O3/KCl，检测器由两个氢火焰离子检测器（FID）和一个热导检测器（TCD）组成。液相产物采用Agilent 7890A 色谱仪进行分析，采用Agilent 19091N-136 色谱柱，使用FID 检测器。

据文献报道[20,21]，在反应温度下（＞ 400 ℃），乙醇在酸性分子筛上可快速脱水生成乙烯，进而以乙烯为反应物进行进一步转化。在本研究中，在反应尾气中并未检测到反应物乙醇，说明乙醇100%脱水生成乙烯。因此，本文中将乙烯视为反应物，这更有利于探讨乙醇转化制丙烯的反应本质[21]。反应物转化率(x)和产物选择性（si）计算公式如下：

2 结果与讨论

2.1 分子筛织构性质

从图3（a）看出，ZSM-5 分子筛在600 ℃下经水蒸气处理不同时间（0-48 h）后，仍保持典型的MFI 型拓扑结构的衍射峰，且无杂峰出现。然而，其2θ在23.2°处衍射峰的峰强度随处理时间的延长而下降。表1 中列出各个样品的相对结晶度。可以看出，随着处理时间的延长，ZSM-5 分子筛的结晶度由100%下降至83%，这是由于水蒸气可对分子筛的骨架产生破坏，从而导致结晶度下降[22]。图3（b）为水蒸气在不同温度下（450-650 ℃）处理8 h 后的ZSM-5 样品的XRD 衍射谱图。可以看出，与延长水蒸气处理时间的结果类似，延长水蒸气处理时间亦造成分子筛结晶度的下降。表1 中显示，ZSM-5 分子筛在650 ℃下处理8 h 后，相对结晶度仅为77%。

图3 水蒸气不同处理时间（a）及处理温度下（b）的ZSM-5 分子筛的XRD 谱图Figure 3 XRD patterns of ZSM-5 samples treated under different steaming times (a) and temperatures (b)

表1 水蒸气处理时间及温度对ZSM-5 分子筛织构性质的影响Table 1 The effects of steaming time and temperature on textural properties of ZSM-5 samples

由表1 看出，水蒸气处理过程对ZSM-5 分子筛的织构性质有明显的影响。随着水蒸气处理时间由0 延长至48 h，分子筛的总比表面积由387 m2/g下降至329 m2/g，微孔比表面积在254-276 m2/g 轻微波动，然而外比表面积则由118 m2/g 单调递减至53 m2/g，说明水蒸气处理过程导致的比表面积损失主要是由外比表面积的下降导致。据文献报道[23]，ZSM-5 分子筛的外比表面积主要产生于分子筛晶粒间的堆积，即晶间介孔。因此，外比表面积的下降可能是由于水蒸气处理过程导致分子筛结构破坏，晶间介孔坍塌导致。从表1 可以看出，水蒸气处理过程导致分子筛的平均孔体积下降，当水蒸气处理时间由0 延长至48 h 时，孔体积由0.32 cm3/g 下降至0.29 cm3/g。另外，升高水蒸气处理温度对织构性质的影响与增加水蒸气处理时间的结果类似。

2.2 分子筛铝配位状态

图4 为水蒸气处理不同时间后的ZSM-5 分子筛的27Al MAS NMR 谱图。由图4 可知，所有样品在化学位移为45-60 和0 处给出两个峰，分别对应于四配位骨架Al（AlIV）和六配位非骨架Al（AlVI）物种[24]。随着水蒸气处理时间的延长，AlVI物种的特征峰强度逐渐增加，这是由于水蒸气处理过程可导致分子筛骨架铝脱除，使得四配位骨架铝转变为六配位非骨架铝导致[25]。此外，随水蒸气处理时间的延长，AlIV物种的特征峰向低化学位移处偏移，且其峰强度明显下降。为了得到更详细的铝物种分布信息，对27Al MAS NMR 谱图进行分峰拟合（见图5），化学位移分别为55.6、52.6 和0，其相对峰面积列于表2。

图4 水蒸气处理不同时间样品的 27Al MAS NMR 谱图Figure 4 27Al MAS NMR spectra of ZSM-5 samples treated under different steaming times

图5 水蒸气处理不同时间后的 27Al MAS NMR 拟合谱图Figure 5 Deconvolution of 27Al MAS NMR spectra of ZSM-5 samples treated under different steaming times

表2 27Al MAS NMR 谱图拟合Table 2 Results of deconvolution of 27Al MAS NMR spectra

据Lercher 等[19]报道，化学位移为55.6 和52.6处特征峰对应于ZSM-5 骨架上T-O-T 键角为150°和155°的铝氧四面体物种，前者与分子筛上孤立铝物种（Alsingle）有关，稳定性较差；后者则对应于相邻较近的铝物种（Alpairs），稳定性较强。由表2可见，随着处理时间的延长，化学位移为0 处相对峰面积由3%增加至31%，说明水蒸气处理可导致大量的非骨架铝物种产生。此外，化学位移为55.6处相对峰面积由51%下降至21%，显然这是由于大量孤立铝物种发生脱铝导致，这和Lercher 等[19]的研究结果一致。化学位移为52.6 处相对峰面积在46%-63%变化，保持在较高的丰度，这可能是由于邻近铝物种的结构比较稳定，因此，受水蒸气处理影响较小，含量未发生明显变化。

为揭示更多水蒸气处理后分子筛上骨架铝信息，进一步使用Co(Ⅱ)交换-ICP 方法对样品进行分析。图6 为水蒸气处理时间及处理温度对Alsingle及Alpairs含量的影响。由图6（a）可见，在未经水蒸气处理前，分子筛上Alsingle和Alpairs含量分别为0.26 和0.18 mmol/g，随处理时间的延长，Alsingle含量显著降低，且其下降速率随着处理时间的延长逐渐趋缓。而Alpairs含量则相对稳定，除了在水蒸气处理4 h 时含量出现下降外，继续延长处理时间对其含量的影响并不明显。这说明在水蒸气处理条件下Alsingle稳定性较差，与Alpairs相比更易转换为非骨架铝，这与27Al MAS NMR 分析结果保持一致。图6（b）显示，随水蒸气处理温度的升高，Alsingle和Alpairs含量均单调降低，且Alsingle的降低程度明显大于Alpairs。

图6 水蒸气处理时间（a）及温度（b）对Alsingle 及Alpairs 含量的影响Figure 6 The effects of steaming time and temperature on the concentrations of Alsingle and Alparis

2.3 分子筛酸性质

图7 为水蒸气处理后的ZSM-5 分子筛的红外羟基振动谱图。3610 cm-1处特征峰对应于分子筛Si(OH)Al 的羟基振动[26]，此峰强度随水蒸气处理时间的延长而显著下降，说明在水蒸气的作用下，分子筛Si(OH)Al 结构受到破坏。3786 和3660 cm-1处特征峰可归属为非骨架铝物种的Al-OH 振动[26,27]，该峰随水蒸气处理时间的延长出现先增加后降低趋势，在12 h 时达到最大值。这可能是由于在水蒸气处理较短时，四配位骨架铝首先发生部分断键生成带Al-OH 的非骨架铝物种(如Al(OH)2+、Al(OH)2+等)，然而随着处理时间的延长，该非骨架铝进一步从骨架脱除，经聚合等转化为更稳定的铝氧物种(AlO(OH)、Al(OH)3或Al2O3)，从而导致Al-OH 含量的下降[25]。此外，3740 cm-1特征峰归属于分子筛表面Si-OH 振动，该峰强度变化趋势与Al-OH 类似，随水蒸气处理时间的延长出现先增加后降低趋势。图7(b)显示，随水蒸气处理温度的升高，Si(OH)Al 的羟基振动峰显著降低，Al-OH振动峰强度先增强后降低，说明升高温度明显有助于骨架铝的脱除。

图7 水蒸气不同处理时间（a）及处理温度下（b）的ZSM-5 分子筛的羟基红外光谱谱图Figure 7 OH-region of ZSM-5 samples treated under different steaming times (a) and temperatures (b)

图8 为水蒸气处理时间对ZSM-5 分子筛B 酸量和L 酸量的影响，B 酸量和L 酸量分别在150、250 和350 ℃下测定。由图8 可见，当水蒸气处理时间由0 延长至48 h 时，分子筛B 酸量显著下降，L 酸出现先增加后降低趋势，在处理时间为12 h时达到最大值。这是由于在水蒸气作用下，一部分骨架铝首先转变为非骨架铝，导致B 酸量下降，L 酸量增加，而随着处理时间进一步延长，非骨架铝进一步转化为铝氧物种，导致L 酸量下降。这与羟基红外谱图（图7）的结果保持一致。但应注意到，在0-12 h 分子筛的B 酸减少量明显大于L 酸的增加量，说明少量脱除的B 酸转化为L 酸，但大多数被消除的B 酸可能转化为不含酸性的铝氧物种。图9 为水蒸气处理温度对酸量的影响。随着处理温度的提高，分子筛的B 酸量单调降低，而L 酸量则轻微增加。这是由于在水蒸气作用下，一部分骨架铝转变为非骨架铝导致。通过计算吡啶分子在不同温度下的脱附量即可得到分子筛强酸、中强酸和弱酸量的分布信息，其结果列于表3 中。由表3 可见，随处理时间的延长，样品中强酸比例大体上呈下降趋势，由82%下降至49%；中强酸和弱酸量大致呈上升趋势。这可能归因于分子筛的强酸位较中强酸和弱酸位更易被水蒸气处理消除，从而导致强酸比例的下降。最终在水蒸气作用下，分子筛的总酸量显著下降，且其中强酸量和弱酸量所占比例有所增加，从而导致分子筛整体酸强度的降低。

图8 600 ℃下水蒸气处理时间对ZSM-5 酸量的影响Figure 8 Effect of steaming time at 600 ℃ on acid amounts of ZSM-5

图9 水蒸气处理温度对ZSM-5 酸量的影响Figure 9 Effect of steaming temperature on acid amounts of ZSM-5

此外，使用2,6-二叔丁基吡啶（DTBPy）作为吸附剂，使用DTBPy-IR 方法测定了样品的外表面B酸量[28]。如表3 显示，随水蒸气处理时间的延长，样品外表面B 酸量的变化并不显著，在28-39 μmol/g波动，说明水蒸气处理过程中酸位消除主要发生在分子筛的微孔中。然而，提高水蒸气处理温度对外表面B 酸量的影响较为显著，处理温度在550和600 ℃时外表面酸量达到最大值，达到38 μmol/g。随后进一步提高温度至650 ℃时外表面酸量迅速下降至9 μmol/g。

表3 水蒸气处理后分子筛的酸性质Table 3 Acidic properties of ZSM-5 samples after steaming

由水蒸气处理后样品的酸性质分析结果可知，水蒸气处理对ZSM-5 分子筛酸性的影响非常显著，不仅可以显著降低分子筛的酸量，对其酸分布亦有一定程度的影响。这将进一步影响到其乙醇制丙烯性能。

2.4 分子筛乙醇制丙烯催化性能

在0.1 MPa，450 ℃，WHSV=6 h-1反应条件下，考察了水蒸气处理时间对ZSM-5 催化剂上乙醇转化制丙烯的影响，结果见图10。在未经水蒸气处理的ZSM-5 分子筛上，乙烯转化率和C2-5烷烃的选择性最高，分别为81.7%和31.6%。随水蒸气处理时间延长，乙烯转化率和C2-5烷烃选择性迅速下降，但的选择性逐渐增加，且在水蒸气处理时间为24 h 时（S-600-24 催化剂）达到最大值，分别为46.2%和28.5%，这是由于随水蒸气处理时间的延长，分子筛的酸量迅速下降，导致乙烯转化反应的活性迅速降低，但酸量明显降低的同时也抑制了该反应中的副反应，如氢转移、芳构化等，从而有利于提高丙烯和丁烯等高碳烯烃的选择性。但从反应活性上看，在水蒸气处理时间为24 h 时，乙烯转化率仅为4.6%，这显然不利于该过程的经济性。综合来看，ZSM-5 水蒸气处理时间不宜过长，在12 h 以内比较合适。

图10 水蒸气处理时间对ZSM-5 分子筛上乙醇转化制丙烯催化性能的影响Figure 10 Effects of steaming time on the catalytic properties of ETO over ZSM-5

图11 为水蒸气处理温度对乙醇转化制丙烯催化性能的影响。选取水蒸气处理温度为450-650 ℃，处理时间均为8 h。450 ℃水蒸气处理后乙烯的反应活性高于未经水蒸气处理的分子筛，达到86.7%。据Almutairi 等[29]报道，在相对温和的水蒸气处理条件下，ZSM-5 上的部分非骨架铝可重新转化为骨架铝，从而导致酸量及催化活性的提 升。在本研究中，Py-FTIR 结果（表3）显示，虽然S-450-8 样品的B 酸量与ZSM-5 样品接近，然而其强酸比例(87%) 明显高于ZSM-5(82%)，这可能是由于部分非骨架铝转为骨架铝，造成强酸量的增加和乙烯转化活性的提高。图11 所示，随着水蒸气处理温度的提高，乙烯转化率和C2-5烷烃选择性迅速下降，但的选择性则单调增加，在S-650-8 样品上，虽然乙烯转化率仅为26.7%，但的选择性分别达到50.0%、26.7%和13.0%。

图11 水蒸气处理温度对ZSM-5 分子筛上乙醇转化制丙烯催化性能的影响Figure 11 Effects of steaming temperature on the catalytic properties of ETO over ZSM-5

另外，27Al MAS NMR 和Co(Ⅱ)交换-ICP 结果显示，水蒸气处理过程对孤立铝物种的影响较大，即水蒸气处理分子筛导致的酸量下降主要由Alsingle的脱除引起。水蒸气处理对乙烯转化制丙烯反应性能的影响可能和Alsingle酸性位脱除有关。因此，进一步对Alsingle含量与乙烯转化制丙烯反应之间的构效关系进行探究。结果发现，如图12 所示，乙烯转化率和孤立铝含量之间存在较好的线性关系，随孤立铝含量的提高，乙烯转化率迅速提高。然而丙烯选择性与孤立铝含量之间线性关系较差，因此，推测丙烯的生成可能是由孤立铝与邻近铝共同作用的结果。

图12 乙烯转化率（a）和丙烯选择性（b）与孤立铝含量之间的线性关系Figure 12 Relationship between the conversion of ethene (a),propene selectivity (b)and the concentration of isolated Al for ZSM-5 zeolites after steaming treatment

3 结 论

本文考察了水蒸气处理时间及温度对ZSM-5 分子筛织构性质、铝分布、酸性及乙醇转化制丙烯催化性能的影响。结果发现，随着水蒸气处理时间的延长及处理温度的升高，分子筛结晶度和比表面积明显下降。同时，水蒸气处理对分子筛骨架铝分布也有显著的影响，27Al MAS NMR 及Co(Ⅱ)交换-ICP 结果均显示，在水蒸气处理下，分子筛骨架铝中孤立铝（Alsingle）物种被优先脱除，但临近铝（Alpairs）物种较为稳定。同时，在水蒸气作用下，分子筛B 酸量显著降低，L 酸则先增加后降低，但分子筛弱酸和中强酸比例得到提高。评价结果显示，随着水蒸气处理时间的延长和温度的升高，乙烯转化率和烷烃选择性迅速下降，但丙烯和丁烯等长链烯烃的选择性明显增加。同时发现，乙烯转化率和孤立铝含量之间存在较好的正相关线性关系，而丙烯的生成则可能与孤立铝和邻近铝的共同作用有关。