硅酸为硅源合成丝光沸石晶体

合成尺寸较大、形状均一的丝光沸石(MOR)晶体对于研究分子在MOR晶体中的吸附和扩散有重要意义.笔者采用硅酸作为硅源水热法合成了丝光沸石晶体,以XRD和SEM手段对所合成的丝光沸石进行表征,考察硅酸焙烧温度、硅酸粉末颗粒大小、体系Si/Al摩尔比(n(SiO2)/n(A12O3))以及碱度对合成丝光沸石晶体的影响.结果表明,减小硅酸粉末的颗粒大小、提高体系n(SiO2):n(A12O2)、适当降低体系碱度均可抑制杂晶相(ANA和PHI)的产生,同时得到尺寸较大、形状均一的纯相丝光沸石晶体.采用200～250目的硅酸粉末作为硅源,在n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)＝5∶1∶25∶293.6的合成体系中,合成了晶体大小均一(约为23 μm×13 μm)的六方棱柱状MOR晶体,且不伴有杂晶产生.     

亚微米4A沸石的合成、结构与性能研究

介绍了以水玻璃、铝矾土和晶化导向剂为原料合成洗涤助剂用亚微米4A沸石的工艺过程,考察了各因素对合成的影响,并对亚微米4A沸石的结构和性能进行了研究。结果表明,最佳合成条件为n(SiO2):n(Al2O3)=1.9:1,晶化温度85℃,胶化时间20 min,晶化时间30 min,产物粒度<1 μm的占70％,钙交换能力为330 mg(CaCO3)／g(沸石)。     

合成条件对丝光沸石结晶度的影响

以四乙基溴化铵为模板剂,自制硅胶粉和铝酸钠分别为硅源和铝源,用水热晶化法合成出丝光沸石,用X射线粉末衍射、XRF、BET等手段对所制备的沸石进行了表征.考察了搅拌速率、碱度、硅铝比、水量及模板剂含量等因素对合成丝光沸石结晶度的影响,得出最佳合成工艺条件n(Al2O3)/n(Na2O)/n(SiO2)/n(H2O)/n(模板剂)=1/2.8/17/110/2,在165℃下晶化16 h,可以得到相对纯净的丝光沸石晶体粉末.     

水热法快速合成纳米NaY型分子筛

以铝酸钠为铝源,硅溶胶为硅源合成的透明导向剂,在室温陈化6h时,其诱导活性最高。当导向剂用量为质量分数3%(导向剂与晶化液中Al2O3质量比),晶化温度为100℃,晶化液摩尔比为n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)=8∶1∶15∶220时,晶化4h,即可快速合成出具有较高结晶度的纳米NaY型分子筛。采用XRD、SEM、TEM和BET对其结构进行表征,结果表明,NaY型纳米级分子筛的粒径约150～200nm,且形状均一。     

两步法制备高性能T型分子筛膜

采用两步法在n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(Na_2O)∶n(K_2O)∶n(H_2O)=1∶0.055∶0.23∶0.08∶30的清液体系中合成高性能的T型分子筛膜,讨论了热浸渍涂镀晶种粒径、晶化时间以及晶化温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,考查了两步法的稳定性,并将一步法和两步法所得分子筛膜的分离性能进行对比。采用SEM和XRD方法对膜的形态结构进行表征。表征结果显示,先后浸涂粒径为1.5μm和0.5μm的晶种能够在载体管上形成连续致密的晶种层。实验结果表明,在150℃下晶化4 h后,120℃下再晶化8 h可成功制备T型分子筛膜;75℃下渗透汽化分离m(异丙醇)∶m(水)=90∶10体系,渗透汽化通量和分离因子可分别达到2.043 kg/(m~2·h)和2 874,优于一步法晶化所合成的分子筛膜。     

两步法制备高性能T型分子筛膜北大核心CSCD

采用两步法在n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(Na_2O)∶n(K_2O)∶n(H_2O)=1∶0.055∶0.23∶0.08∶30的清液体系中合成高性能的T型分子筛膜,讨论了热浸渍涂镀晶种粒径、晶化时间以及晶化温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,考查了两步法的稳定性,并将一步法和两步法所得分子筛膜的分离性能进行对比。采用SEM和XRD方法对膜的形态结构进行表征。表征结果显示,先后浸涂粒径为1.5μm和0.5μm的晶种能够在载体管上形成连续致密的晶种层。实验结果表明,在150℃下晶化4 h后,120℃下再晶化8 h可成功制备T型分子筛膜;75℃下渗透汽化分离m(异丙醇)∶m(水)=90∶10体系,渗透汽化通量和分离因子可分别达到2.043 kg/(m^2·h)和2 874,优于一步法晶化所合成的分子筛膜。     

硅凝胶小球上A型分子筛晶化动力学的研究

采用常温油碱柱成型法制备硅凝胶小球,并在其上原位合成无黏结剂5A分子筛,考察晶化时间、晶化体系的碱度、晶化温度对晶化过程的影响,并拟合得到Avarami-Erofe′ev模型。XRD和SEM表征结果显示,晶化时间3 h时,晶化产物的晶粒呈规则的立方型,尺寸均一(直径约为400 nm),结晶度最高。实验结果表明,与传统水热转化合成法相比,采用该法合成的分子筛具有更快的晶化生长速率及较短的稳定期,高碱度能加快分子筛晶体的生长及其向方钠石晶体的转变;在n(SiO2)∶n(NaAlO2)∶n(NaOH)∶n(H2O)=1∶2∶1∶40、晶化时间3 h、晶化温度373 K、硅凝胶小球老化24 h的合成条件下,Avarami指数约为2、晶体生长表观活化能为81.1 k J/mol、指数前因子为4.5×1010,合成的分子筛比UOP含黏结剂5A分子筛对正己烷298 K的静态饱和吸附容量提高了20%。     

高浓度快速合成ZSM-5沸石

采用传统的水热合成法,以硅溶胶为硅源,硫酸铝为铝源,以商品ZSM-5沸石为晶种,乙胺(EA)为模板剂,在较高的浓度下(n(H2O)/n(Al2O3)=300),利用沸石晶种与短链有机胺模板剂的协同增效作用,成功地快速合成了ZSM-5沸石.考察了晶化温度、晶化时间、碱度、水用量以及物料的混合方式等对合成样品性能的影响,并讨论了晶种与模板剂在晶化过程中的作用.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对所合成样品进行了表征.结果表明,合成体系物料组成为n(Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O):n(EA)=3:1 :30:300 :5;晶种加入量占体系中固态氧化物总质量的1%时.于180℃晶化1 h,即可制得具有很好结晶度的ZSM-5沸石,而且样品的产率高,物料的混合方式对所合成样品的形貌有着较大影响.     

ZSM-11的合成及表征

在SiO<,2>-TBABr-NaOH-NaAlO<,2>-H<,2>O体系中合成出了一系列硅铝摩尔比不同的ZSM-11沸石,并考察了晶化温度、晶化时间、模板剂用量、碱度、n(H<,2>O):n(SiO<,2>)、搅拌速度等因素对ZSM-11沸石的影响.得出合成ZSM-11沸石的最佳条件为:晶化温度135℃,晶化时间6 d,投料的量比:n(TBA<,+>):n(Na<,2>O):n(Al<,2>O<,3>):n(H<,2>O)=0.17:0.21:1:(0.006 7～0.016 7):25.采用XRD,SEM等对其进行了表征.XRD测定结果表明,合成产物具有典型的ZSM-11骨架结构.SEM测定结果表明,动态晶化能显著减小晶粒尺寸.     

小晶粒NaY分子筛的快速合成及表征

以硅酸钠和硅溶胶分别作为导向剂和母液的硅源,通过控制导向剂和反应体系的碱度对小晶粒NaY分子筛的水热合成进行了研究,并借助XRD、XRF、SEM、激光粒度分布仪(DLS)等分析手段对产物进行了表征.结果表明,n(Na2O)/n(Al2O3)高的导向剂对快速合成NaY分子筛有利,随着合成体系n(Na2O)/n(Al2O3)的升高,晶化速率明显加快,产物初级颗粒的粒径有所减小,但团聚现象有所加剧.采用n(Na2O)/n(Al2O3)为22的导向剂,体系n(Na2O)/n(Al2O3)控制为5.19,在100℃下晶化3.0 h,可快速合成出粒径在0.5 μm左右的NaY分子筛.     

FCC废催化剂细粉合成超细Y型分子筛

以FCC废催化剂细粉为原料,通过向合成体系中引入无机盐、调变碱度和结晶温度,可以控制Y型分子筛的粒径,得到了大比表面积超细Y型分子筛。以减压蜡油（VGO）为原料油,考察了超细Y型分子筛粒径对催化剂催化裂化反应性能的影响。结果表明,合成体系中引入NaCl可以显著降低Y型分子筛的粒径,较高的碱度和较低的合成温度有利于构建超细Y分子筛的骨架结构;减小分子筛的粒径可以提高轻油的选择性和重油转化率,以及催化剂的抗积炭性能;合成的超细分子筛还显示了优良的水热稳定性。     

Au-NiO/TiO_2催化剂催化甲醇自热重整制氢

采用沉积-沉淀法制备了甲醇自热重整制氢Au-N iO/T iO2催化剂,并用X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线能谱对Au-N iO/T iO2催化剂进行了表征。表征结果显示,N iO可以改善载体T iO2粒子的分散度,使Au颗粒的粒径减小,Au颗粒的粒径主要分布在2~3nm;Au的负载量(质量分数)为1.63%左右。同时考察了反应温度和n(O2)∶n(CH3OH)对Au-N iO/T iO2催化剂催化甲醇自热重整制氢反应活性的影响。实验结果表明,当汽化温度为90℃、反应温度为200℃、n(O2)∶n(CH3OH)为0.30时,Au-N iO/T iO2催化剂的活性最佳,甲醇转化率和CO2选择性较高,CO含量较低。     

EU-1分子筛的快速合成及表征

采用固相原位转化法在HMBr2-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O体系中快速合成出高结晶度的EU-1分子筛,晶化时间明显缩短,从水热合成时的168h缩短至28h;考察了水添加量对晶化过程的影响,发现在较低的液固比(n(H2O)∶n(SiO2)=4.2~6.9)条件下,产物具有较高的结晶度。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重-差热分析、N2吸附及红外光谱等测试手段对EU-1分子筛的物化性能进行了表征。表征结果显示,固相原位转化法与水热法合成的EU-1分子筛具有相同的EUO拓扑结构,为1~5μm的团聚体,由0.3~0.8μm的亚微米级颗粒团聚而成;比表面积为336m2/g,孔体积为0.33cm3/g;固相原位转化法与水热法合成的EU-1分子筛经历不同的晶化过程。     

纳米NaY分子筛的合成优化

以工业级水玻璃为硅源,在无模板剂、无导向剂、无添加剂的条件下,成功地合成了粒径小于100 nm的NaY分子筛,并采用XRD、FT IR、SEM、粒度分析、N2吸附 脱附、ICP、29Si和27Al NMR等手段对其进行表征。考察了合成体系中n(Na2O)/n(Al2O3)、n(H2O)/n(Al2O3)及初始凝胶陈化温度与陈化时间对NaY分子筛晶粒大小的影响,并与常规工业NaY进行比较。结果表明,增大n(Na2O)/n(Al2O3),有利于减小NaY分子筛的晶粒尺寸,但同时也降低了其 相对结晶度,当n(Na2O)/n(Al2O3)大于17时,导致NaY分子筛向P型分子筛转变;降低n(H2O)/n(Al2O3),有利于生成小晶粒NaY分子筛,但当n(H2O)/n(Al2O3)低于240时,就会出现P型杂晶。NaY分子筛的平均粒径随着初始凝胶陈化温度的升高而减小,但当陈化温度达到70℃时, 得到P型分子筛产物;随着初始凝胶陈化时间的延长,NaY分子筛的粒径逐渐变小,陈化时间长于5 h时,就会出现P型杂晶。在n(Na2O)/n(Al2O3)为16、n(H2O)/n(Al2O3)为360、65℃陈化4 h的优化合成条件下,合成了平均粒径在80 nm左右且粒度分布较窄的NaY分子筛,其骨架nSi/nAl=218。     

无机阻燃剂高聚合度聚磷酸铵的研制

以五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素为原料、氨气为保护气,制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。考察了五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素的用量和反应温度对聚磷酸铵平均聚合度的影响。采用端基滴定法测定了聚磷酸铵的聚合度,并用X射线衍射(XRD)法表征了聚磷酸铵的晶体结构,同时测定了聚磷酸铵的粒度和溶解度。实验结果表明,制备聚磷酸铵的最佳反应条件为:n(磷酸氢二铵)∶n(五氧化二磷)∶n(尿素)=1∶1∶0.3,反应温度280~300℃,反应时间40m in,热处理温度250~280℃,热处理时间110m in。在此条件下制备的聚磷酸铵的平均聚合度大于600,平均粒径直径小于50μm,在水中的溶解度小于0.4g;XRD表征结果表明,所合成的物质为Ⅱ型聚磷酸铵。     

反1,2-环己二醇的合成新工艺

采用硫酸作催化剂,以1,2-环氧环己烷为原料经水解合成了反1,2-环己二醇。考察了催化剂用量、原料摩尔比、反应温度、反应时间等条件对产物收率的影响;以二氯乙烷为溶剂对产物进行萃取、重结晶提纯。实验结果表明,在水与1,2-环氧环己烷的摩尔比为20∶1、反应温度为(45±2)℃、pH为3.0左右、反应时间为60m in的条件下,产物反1,2-环己二醇的收率在80%左右,纯度达到99%以上。并通过红外光谱与气相色谱-质谱方法对产物进行了表征,证实了产物的结构与纯度。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以KOA c/NaY为催化剂,在连续流动固定床反应器内,邻甲基苯酚(OC)与碳酸二甲酯(DMC)经过气固相催化反应合成了邻甲基苯甲醚(OM)。考察了内、外扩散对KOA c/NaY催化剂活性的影响。实验结果表明,当气流线速度大于30cm/m in时可消除外扩散对合成反应的影响;当KOA c/NaY催化剂的平均粒径在0.30~0.75mm(20~80目的颗粒)时能消除内扩散对合成反应的影响。在消除内、外扩散效应后,还考察了反应温度、原料配比、空速对合成反应的影响,得到较佳的反应条件:催化剂5mL,反应温度548K,反应压力0.6M Pa,空速0.6h-1,n(DMC)∶n(OC)=1,在线评价时间7h。在此条件下,OC的转化率高达85.7%,OM的选择性大于99%。     

烯丙醇在Ti-MWW催化剂上的环氧化反应

以水热合成-酸处理法制得的T i-MWW分子筛为催化剂,研究了烯丙醇(AAL)和H2O2在水中的环氧化反应,考察了反应条件对AAL的转化率和环氧丙醇(GLY)选择性的影响。实验结果表明,AAL的浓度较低时有利于反应的进行,高浓度的H2O2则降低GLY的选择性,n(AAL)∶n(H2O2)=1时,GLY的选择性最高;当反应温度高于333K时,GLY的选择性随反应温度升高明显下降。当T i-MWW催化剂用量为50m g、AAL和H2O2的用量均为10mm ol、水量为20mL时,在333K下反应30m in,AAL的转化率达到96%,同时GLY的选择性可达98%以上。该反应的机理与TS-1催化剂催化烯烃环氧化反应类似,AAL和溶剂在活性位上存在竞争吸附。GLY的高选择性归因于T i-MWW催化剂中T i活性位与水、H2O2形成的五元环过渡态。     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。