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随着丙烯需求量的迅速增长，增产丙烯技术的研究受到了广泛的关注。目前，增产丙烯的催化剂助剂通常是把ZSM-5沸石与基质机械混合在一起，这种制备方法使得基质与沸石间不具有通畅的孔道结构，不利于反应物及产物分子在催化剂中的扩散、吸附及脱附；同时这种制备方法易导致沸石在基质表面不均匀分散，影响ZSM-5择形催化性能。
目前工业上用的FCC主催化剂主要是以高岭土为原料，采用原位晶化技术在高岭土微球上直接合成Y型沸石。但是，随着FCC催化剂技术的进一步发展，优质高岭土资源日益短缺，其价格逐渐上涨，需要找到新的粘土材料代替高岭土作为原位合成的土源。因此，本论文以一种新的粘土材料-累托土为原料，进行了累托土原土(粉状)合成ZSM-5以及累托土颗粒原位合成ZSM-5/累托土复合材料的研究，并采用XRD、XRF、SEM、NH3-TPD、N2吸附－脱附、IR、DTA等手段对累托土原土、ZSM-5以及ZSM-5/累托土复合催化材料的物理化学性质进行了系统地表征，采用小型固定流化装置对ZSM-5以及ZSM-5/累托土复合材料的催化裂化增产丙烯的性能进行了初步评价。结果如下：
(1)通过研究累托土的元素组成、不同焙烧温度活性组分的含量及热性质发现，累托土的主要元素硅、铝，经900℃焙烧后，能提取出的活性铝含量最高，约为16％；经1000℃焙烧后，能提取出的活性硅含量最高，约为30％，可以作为合成沸石的原料；累托土具有比高岭土更优异的热稳定性，更适合作FCC催化剂基质，在催化剂再生过程会有较大优势。
(2)在碱性条件下，以焙烧后的累托土为原料，水玻璃为补充硅源，合成了ZSM-5。研究了晶化时间、晶化温度、体系pH值、投料硅铝比、水硅比及模板剂用量等合成条件对产品结晶度的影响。结果发现，在一定范围内，随着晶化温度的升高和晶化时间的延长，ZSM-5的结晶度增大；随着pH值、投料硅铝比、水硅比和模板剂量的增加，结晶度先增大后减小。在SiO2/Al2O3=60，TPABr/SiO2=0.06，H2O/SiO2=70，pH值为9，晶化时间为48 h，晶化温度为170℃的条件下，合成出了结晶度为90％的ZSM-5。
(3)在碱性条件下，以成型的累托土颗粒(40～80μm)为原料，水玻璃为补充硅源，原位合成了ZSM-5/累托土复合材料。通过N2吸附一脱附表征发现，复合材料同时存在微孔和介孔，其比表面积介于原土和．ZSM-5的比表面积之间；通过SEM表征发现，ZSM-5晶粒嵌入累托土颗粒表面，表明ZSM-5原位生长在累托土颗粒上，而非简单的机械混合。还发现，随着pH值、投料硅源、水量和模板剂量的增加，原位生长的ZSM-5含量先增加后减少，在SiO2/颗粒(质量比)=0.38，TPABr/SiO2=0.09，H2O/SiO2=60，pH值为10，晶化时间为48 h，晶化温度为170℃时，原位生长的ZSM-5含量达到18％，此时复合材料的比表面积为50.2 m2/g，ZSM-5尺寸为1～2μm，硅铝比为29。
(4)以USY沸石为主催化剂，高岭土为基质，市售ZSM-5、本文合成的ZSM-5和ZSM-5/累托土复合材料为助剂，分别制备FCC催化剂，并以大庆常压渣油为原料，在小型固定流化装置上考察了催化剂的催化裂化性能。结果发现，以ZSM-5/累托土复合材料为助剂的催化剂表现出最佳的多产丙烯性能，其丙烯产率比合成的ZSM-5、市售ZSM-5为助剂的催化剂的丙烯产率分别高3.91和2.44个百分点。