微-介孔复合分子筛的制备及其应用研究进展

介绍了单模板剂法、双模板剂法、附晶生长法、纳米组装法等微-介孔复合分子筛的制备方法;综述了微-介孔复合分子筛在催化、吸附、分离等领域中的应用研究现状;对微-介孔复合分子筛的进一步研究进行了展望。     

复合分子筛的合成及其应用进展

微孔-介孔复合分子筛由于兼有微孔分子筛和介孔分子筛的优点,而且可在一定程度上弥补各自的缺点,已成为近年来倍受关注的催化新材料之一。文章综述了近年来微孔-介孔复合分子筛的合成方法和催化应用研究进展,重点介绍了单模板剂法、双模板剂法、微孔沸石硅源法、孔壁晶化法、附晶生长法等方法及其催化应用情况,并对微孔-介孔复合分子筛的应用前景进行了展望。     

微-介孔复合分子筛的合成及应用

微介孔复合分子筛是新型催化材料的一个重要研究方向。本文对当前常用的单模板原位合成法、双模板原位合成法、孔壁晶化法、附晶生长法、包埋法、气象转移法进行了系统总结。结合国内外的最新进展,对微介孔复合分子筛的发展趋势进行了展望。     

介孔SAPO-11分子筛的制备及应用

综述了介孔SAPO-11分子筛的合成机理、制备方法及应用。介绍了介孔SAPO-11分子筛的合成机理,液晶模板机理和协同作用机理,在不同模板剂与无机硅源的静电作用或相互作用下形成液晶结构,移除液晶后,形成介孔孔道。SAPO-11分子筛属于微孔型(<2 nm)磷酸硅铝分子筛,通过模板法、后处理法和分子筛硅源法等制备方法得到的介孔SAPO-11分子筛结晶度良好,孔径和比表面积均增大,有利于大分子反应物进入其孔道和产物溢出。     

介孔SAPO-11分子筛的制备及应用

综述了介孔SAPO-11分子筛的合成机理、制备方法及应用。介绍了介孔SAPO-11分子筛的合成机理,液晶模板机理和协同作用机理,在不同模板剂与无机硅源的静电作用或相互作用下形成液晶结构,移除液晶后,形成介孔孔道。SAPO-11分子筛属于微孔型(<2 nm)磷酸硅铝分子筛,通过模板法、后处理法和分子筛硅源法等制备方法得到的介孔SAPO-11分子筛结晶度良好,孔径和比表面积均增大,有利于大分子反应物进入其孔道和产物溢出。     

模板剂对原位水热合成等级孔ZSM-5分子筛的影响

以正丁胺为模板剂制备硅铝摩尔比为40的ZSM-5分子筛,分别使用不同的介孔模板剂合成了等级孔ZSM-5分子筛,并采用XRD、NH_3-TPD、BET等对合成的分子筛进行表征。结果表明,采用不同介孔模板剂均可合成等级孔ZSM-5分子筛,其中以CTAB及P123为介孔模板剂合成的等级孔分子筛,介孔结构明显且保留了完整的微孔结构,微孔比表面在200 m²/g以上,介孔比表面均达到了100 m2/g以上,介孔比表面均达到了100 m²/g,且孔径分布较广。为等级孔分子筛的进一步研究提供了基础数据支持。     

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和NH_3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。     

合成条件对SBA-15介孔分子筛晶体结构及水热稳定性影响

以X射线衍射(XRD)为表征手段,研究了SBA-15介孔分子筛合成过程中酸类型、加料顺序和搅拌时间对介孔分子筛晶体结构的影响,结果表明:不同酸合成的SBA-15介孔分子筛的结晶度顺序为高氯酸盐酸硫酸氢氟酸。同时研究了焙烧法和溶剂萃取法去除模板剂对SBA-15介孔分子筛水热稳定性的影响,结果表明:焙烧法去除模板剂后得到的分子筛的水热稳定性更高。     

磷酸铝介孔分子筛的合成

选用了不同类型的表面活性剂作为模板剂合成磷酸铝介孔分子筛,实验结果表明,脂肪胺模板剂的浓度不会影响分子筛介孔相构型,介孔分子筛的孔径随烷基胺的链长增加而增大,其比表面积均达到了200 m2/g以上.类型相同的表面活性剂作模板剂时,分子筛的孔径和比表面积并不随其浓度增加而增加.所合成的磷酸铝分子筛TG和DTA曲线表明,磷酸铝分子筛在850 ℃以前具有一定的热稳定性.     

介孔分子筛合成中模板剂的研究与应用

对介孔分子筛催化剂中的模板剂的研究进展进行了综述,重点介绍了模板剂的发展过程、分类以及模板剂在介孔分子筛合成中的机理。     

多级孔ZSM-5负载PtNi催化木质素衍生物选择性加氢脱氧制备环烷烃的研究

通过改变微、介孔模板剂的摩尔比合成不同孔分布的多级孔ZSM-5分子筛,并采用等体积共浸渍法制备了多级孔ZSM-5分子筛负载Pt-Ni双金属催化剂,系统研究了分子筛载体中不同微、介孔分布对愈创木酚和二苯并呋喃二元混合物加氢脱氧制备环烷烃的影响。利用X射线晶体衍射（XRD）、氮气吸脱附（N₂-BET）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和场发射透射电子显微镜（TEM）对Pt-Ni催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明,不加入微孔模板剂时,合成的分子筛为无定形形貌,随着微孔模板剂摩尔分数的增加,分子筛的结晶度逐渐提高且介孔体积逐渐减小;当微、介孔模板剂摩尔比为15∶5时,Pt-Ni催化剂表现出最佳的联环己烷选择性。     

以双长碳链烷基酰胺乙基有机硅季铵盐为模板制备介孔ZSM-5沸石及其表征

为使沸石分子筛具有更大的孔隙率,使用一种新型有机硅季铵盐介孔模板剂,采用一步水热合成法制备了含介孔沸石。在150℃下水热反应72 h, 100℃干燥4 h, 600℃下焙烧6 h获得ZSM-5-H产品。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮吸附方法对其进行表征,结果表明,所得沸石分子筛具有良好的晶态结构和较大的介孔体积。其粗糙的表面和丰富的介孔证明了所合成的模板剂具有改变沸石形貌和内部构造的功能。     

沸石分子筛多级孔道的贯通性研究进展

多级孔分子筛因孔隙结构发达、优良的水热稳定性、孔体积和比表面积较高等优点,可有效缓解传统单级孔分子筛的大分子扩散受限问题,使分子筛的结构性能得到了极大的改善。综述了近年来国内外制备多级孔分子筛的研究进展,特别在多级孔分子筛制备工艺方面重点介绍了后处理法和原位合成法,其中后处理法包括脱铝法、脱硅法和脱铝脱硅联用法;原位合成法分为硬模板剂法和软模板剂法。从稳定性、操作性等方面讨论了各种制备方法的优势和存在的问题。基于孔径大小的差异,总结了三类具有多级孔道结构的沸石分子筛,即微孔-介孔、微孔-大孔和微孔-介孔-大孔沸石分子筛在制备工艺与催化剂应用等方面的研究现状,并展望了多级孔分子筛未来的发展方向。     

双酚A环氧树脂为硬模板剂制备等级孔β分子筛

以四乙基氢氧化铵(TEAOH)为微孔模板剂,双酚A环氧树脂为介孔模板剂,通过水热合成法制备了等级孔β分子筛。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和N2吸附/脱附手段对合成的等级孔β分子筛进行了表征。结果表明,合成的分子筛具备了良好的β分子筛晶相结构,同时还形成了丰富的最可几分布在20 nm左右的介孔结构。在此基础上,较为系统地讨论了制备条件如碱度、晶化时间及母液中水含量等因素对等级孔β分子筛相对结晶度和介孔结构的影响。     

用富含介孔的硅基材料合成微孔-介孔复合分子筛

以富含介孔的硅基材料为硅源,四乙基氢氧化铵为模板剂,NaAlO2为铝源,调节投料硅铝的摩尔比(n(SiO2)/n(Al2O3)),通过半固相原位合成法,制备了具有不同晶型的微孔-介孔复合分子筛。采用X射线衍射仪分析样品组成,扫描电镜观测样品晶体形态,使用容量吸附分析仪测量样品孔结构。结果表明,所得样品具有微孔-介孔复合结构,在较低硅铝摩尔比条件下(n(SiO2)/n(Al2O3)=20~50),产物主要为β微孔-介孔复合分子筛;硅铝摩尔比较高时(n(SiO2)/n(Al2O3)200),合成产物为ZSM-5微孔-介孔复合分子筛。     

微孔-介孔复合分子筛研究进展与应用前景

综述了微孔-介孔复合分子筛的合成方法和表征手段,分析了各种合成方法的优点,指出了存在的问题,重点介绍了双模板剂法,而热处理法是今后发展的新思路,讨论了各种表征手段的应用范围,分析了复合分子筛的应用价值,指出了其在催化和吸附方面的应用前景.     

软模板法制备多级孔ZSM-5分子筛的研究进展

相比传统ZSM-5分子筛,多级孔ZSM-5分子筛具有空间位阻小、传质效率高、焦炭少等特点,近年来在分子筛领域应用广泛。多级孔分子筛通常可用后处理法和模板剂法制备,相比后处理法,模板剂法能更好地控制介孔的结构和孔道尺寸。概述了采用传统表面活性剂、两亲性的有机硅烷、双功能多季铵盐表面活性剂及高分子聚合物等软模板法合成多级孔ZSM-5分子筛的研究进展。分析不同软模板剂的特点和作用机理,阐述了合成后分子筛的结构特点及催化性能等。指出在今后的研究中,可以设计价格较低的新型功能化模板剂,优化合成过程,致力于在理解合成机理的前提下,寻找操作简单、绿色环保的合成路线,并将其推行到实际工业生产中。     

介孔沸石合成方法的研究进展

系统地总结了介孔沸石的合成方法,包括对合成的沸石分子筛的后处理、硬模板法和软模板法;并就制备方法和产品结构的特点进行了评述。后处理法包括对沸石分子筛的脱铝处理、脱硅处理及热处理;硬模板主要包括碳纳米粒子、介孔碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳气凝胶、有序介孔碳、胶体复制碳、无机纳米粒子等;软模板主要包括高分子聚合物和有机硅烷模板剂。     

微波条件下钴掺杂对MCM-41分子筛结构性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过微波辐射方法合成钴掺杂MCM-41介孔分子筛。采用X射线粉末衍射、红外光谱、透射电子显微镜、等离子发射光谱和N2吸附-脱附等技术对样品进行表征。结果表明：样品经550℃焙烧后,模板剂被有效去除。微波辐射条件下,成功合成出钴掺杂介孔分子筛样品。与纯硅的分子筛样品相比,钴掺杂的介孔分子筛比表面积增大,孔径分布均匀。     

新型多级孔ZSM-5沸石分子筛制备与研究

本研究通过在传统ZSM-5沸石分子筛的基础上引入有机硅烷季铵盐作为介孔导向模板剂制备了四种新型多级孔ZSM-5沸石分子筛。利用XRD、N2吸附脱附、SEM、TEM进行结构表征,结果表明以十四烷基双氨基甲酸酯基有机硅烷季铵盐作为介孔模板剂,所制得的ZSM-5-L2新型多孔级分子筛表面结晶度较好,SEM图为椭圆形颗粒,晶体表面密集粗糙,具有有序的介孔孔道,介孔孔道占总孔容的比例相对于其他样品更大,且介孔孔道约为4.0 nm左右,满足企业对材料改性及提升性能的需求。