硅源对纳米级ZSM-5分子筛结构及其对甲醇转化制丙烯与丁烯反应催化性能的影响

采用低温水热晶化法,以四丙基氢氧化铵为模板剂,分别使用98%粗孔固体硅胶和30%硅溶胶为硅源,制备不同硅铝物质的量比的纳米级ZSM-5分子筛,研究硅源对其物化结构及甲醇转化制丙烯与丁烯催化性能的影响。结果表明,硅源种类影响ZSM-5分子筛的结构及铝分布,进而影响其酸性和催化性能。固体硅胶为硅源,有利于形成弱酸性位点;硅溶胶为硅源,有利于形成强酸性位点。在相同硅铝物质的量比时,以固体硅胶为硅源的ZSM-5分子筛的总酸量小于以硅溶胶为硅源的样品。无论使用何种硅源,对ZSM-5分子筛的晶型结构影响不大,且ZSM-5分子筛颗粒形貌均呈现为由小晶粒堆积成(500~1 000)nm的类球形颗粒。以硅溶胶为硅源制备的样品颗粒尺寸大于以固体硅胶为硅源制备的样品。硅铝物质的量比为400时,两种硅源合成分子筛的丙烯与丁烯的选择性相近,但以硅溶胶为硅源的ZSM-5分子筛的寿命更长。     

硅源对合成介孔MCM-41分子筛结构、织构及其形貌的影响

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别以无机硅(普通硅酸钠、高模数比硅酸钠和硅溶胶)和有机硅(正硅酸乙酯)作为硅源,采用水热法合成了钒改性的介孔硅基分子筛V–MCM-41(mesoporous MCM-41 molecular sieve modified by vanadium)。研究了硅源在不同pH值下对合成介孔分子筛的比表面积、孔径和孔体积的影响。结果表明:不同硅源以及分子筛合成体系的pH值对V–MCM–41分子筛的制备影响较大。无机硅源适宜在碱性条件(pH≈9.5～11.5)下制备V–MCM–41分子筛,有机硅源既可在酸性条件(pH≈5.5)也可在碱性条件(pH≈10.5)下制备V–MCM–41分子筛。无机硅源制备的分子筛的比表面积和孔容(SBET>1 000 m2/g,VP≈1.0 mL/g)大于有机硅源制备的(SBET≈800 m2/g,VP≈0.8 mL/g),而孔径差别不显著。这些差异归因于硅源中的硅物种水解和聚合速度不同,形成的多聚体硅物种与表面活性剂相互作用并自身缩合的作用不一致。     

不同硅源改性拟薄水铝石的制备及表征

以九水合硝酸铝、尿素为原料,正硅酸乙酯、水玻璃和硅溶胶为硅源,用水热法制备不同硅源改性的拟薄水铝石。采用XRD、BET、SEM和NH_3-TPD对样品做了表征,并将样品制备成催化剂进行柴油加氢活性评价。结果表明:与硅未改性的拟薄水铝石相比,不同硅源制备的硅改性拟薄水铝石,其样品的比表面和孔体积均变大,制备的催化剂均具有较好的加氢性能。其中,以水玻璃为硅源制备的硅改性的拟薄水铝石制成的催化剂加氢性能最佳,脱硫率达到97.8%,生成油十六烷值提升至36。     

硅溶胶系列FCC催化剂制备技术研究

介绍了以硅溶胶为粘结剂的催化裂化催化剂国内外研究现状，以及硅溶胶的性能、特点和影响硅溶胶稳定性的因素。综述了由硅酸钠经离子交换法制备和硅酸钠与无机酸反应制备催化剂的方法。含硅粘结剂的催化剂抗磨损能力和焦炭选择性较好，催化剂的强度可以通过添加表面活性剂和铝盐得到改善。     

硅源对IM-5分子筛合成的影响

分别以硅胶、硅酸、白炭黑、硅溶胶为硅源合成IM-5分子筛,通过XRD,SEM,N2-sorption,FT-IR,NMR,XRF对其进行了表征。结果表明,以硅溶胶为硅源合成的样品形态及尺寸最为规整,具有最高的结晶度和纯度;BET比表面积达到400 m2/g;总酸量适中,B酸含量最多,具有最高的强酸、中强酸分布,可达84%。因此在制备微孔IM-5分子筛时,硅溶胶是理想的硅源。     

氨基功能化3DOM大孔硅铝催化材料的研究

以九水硝酸铝为铝源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三维有序聚苯乙烯(PS)微球为模板剂,合成三维有序大孔硅铝材料,对其采用后嫁接法引入氨基,制备含有氨基不同铝硅比的酸碱双功能催化剂。用扫描电镜显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对样品进行表征。考察了它们在苯甲醛与乙酸酐反应合成肉桂酸反应中的催化性能。结果表明,得到的硅铝材料具有三维有序大孔结构,孔径约为250 nm,孔壁约为50 nm,孔容约为0.6 cc/g,比表面积约为80 m2/g。所制备的酸碱催化剂对肉桂酸反应表现良好的催化性能。Si/Al物质的量比为8,氮元素元素百分比为5.16%的NH2-3DOMSiO2-Al催化活性最好,肉桂酸收率为61.93%。     

硅源对合成介孔MCM-41分子筛结构、织构及其形貌的影响

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别以无机硅(普通硅酸钠、高模数比硅酸钠和硅溶胶)和有机硅(正硅酸乙酯)作为硅源,采用水热法合成了钒改性的介孔硅基分子筛V-MCM-41(mesoporous MCM-41 molecular sieve modified by vanadium).研究了硅源在不同pH值下对合成介孔分子...     

不同硅源对溶胶凝胶法制备莫来石纤维可纺性和结构的影响

采用铝粉和结晶氯化铝作为铝源,分别加入硅溶胶、硅溶胶与纳米氧化硅(7 nm、15 nm)的混合物作为硅源,采用溶胶-凝胶法,制备莫来石纤维。研究了不同硅源对莫来石前驱体溶胶纺丝性能、并对纤维晶化温度和结构的影响。结果表明加入纳米氧化硅后,溶胶纺丝性能下降;全部加硅溶胶制备的溶胶,纺丝性能最好,凝胶纤维长度大于500 cm。不同硅源凝胶纤维,在1200℃煅烧后主要物相为莫来石。加入纳米氧化硅(7 nm和15 nm)的试样,在1600℃煅烧后,有硅线石生成。加入纳米二氧化硅为硅源,纤维致密度明显增高,晶粒得到细化,孔隙率降低。     

低硅铝比EU-1沸石的合成与表征

对合成低硅铝比n(Si O2)/n(Al2O3)EU-1沸石过程中的硅源、晶化时间以及硅铝比进行了研究,研究结果表明:硅源选择硅溶胶最合适,硅铝比可以低到20,硅铝比为20的EU-1沸石的晶化时间为65 h即可,延长晶化时间对产品没有太大影响。以标准的EU-1沸石作为参考,对合成的硅铝比为20的EU-1沸石做了X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和低温N2吸附-脱附等表征,结果表明:该法合成的硅铝比为20的EU-1沸石具有较好的结晶度,晶体形貌规整,具有适中的比表面积,孔结构发达,微孔和介孔分布比较均一。     

单质硅溶解法制备硅溶胶的研究

采用单质硅溶解法,以氢氧化钠作为催化剂,由硅粉和水反应了制备硅溶胶。研究了实验过程中不同工艺条件如反应温度,反应时间,以及硅粉和氢氧化钠用量对硅溶胶制备的影响,并对制备的硅溶胶的性能进行了研究。实验结果表明,硅溶胶制备的较佳工艺条件是：在200 mL去离子水中加入25 g硅粉和0.16 g氢氧化钠,并在温度为900℃下反应8 h。     

熔盐法从铁尾矿中制取高纯白炭黑

以铁尾矿和NaOH为原料、NaNO₃为熔盐,在500℃下煅烧3 h,使铁尾矿中的惰性SiO₂转变成活性的硅酸钠相。以浸取硅酸钠溶液作为硅源,利用化学沉淀法成功制备了无定形白炭黑。用X射线衍射仪、红外光谱仪、透射电镜和X射线荧光光谱仪对制取白炭黑的物相结构、粒度形貌和成分含量进行分析。结果表明：白炭黑产品中的SiO₂纯度为99.3%,化学结构为无定形的水合二氧化硅,形貌近似为球状粒子,粒径在100 nm左右。白炭黑的比表面积 (BET)为152 m² •g^-1。     

硅改性拟薄水铝石合成SAPO-34分子筛的研究

SAPO-34分子筛常用于甲醇制烯烃（MTO）反应中。以硅酸钠、硝酸铝和氨水为原料采用碱滴酸加料方式制备一种硅改性拟薄水铝石,再以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源、磷酸（H₃PO₄）为磷源、四乙基氢氧化铵（TEAOH）为模板剂采用水热合成法制备SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR、NH₃-TPD等表征手段对合成的硅改性拟薄水铝石及SAPO-34分子筛进行表征并对其MTO催化性能进行评价。结果表明,在硅铝物质的量比为0.08~0.5时,硅的引入对合成纯相拟薄水铝石无影响,但硅的引入量对拟薄水铝石的结晶度及形貌有一定影响;在硅铝物质的量比为0.2~0.5时,以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源可以合成纯相SAPO-34分子筛,MTO催化反应甲醇转化率可达99%以上,双烯选择性最高达87%以上,并拥有较高的乙烯选择性。     

赤泥制备水玻璃工艺研究

为了提取利用赤泥中的硅元素,实现赤泥的资源化,同时为水玻璃的制备寻找一种新原料。本文以中铝山西新材料有限公司两组分赤泥为研究对象,通过化学分析法、XRD对赤泥进行了化学组成及矿物组成分析。表明该赤泥中二氧化硅含量较高且都为非晶态,反应活性高,为制备水玻璃的理想硅源。对赤泥进行酸浸可得到纯度为92%的硅胶。硅胶湿法制备水玻璃最佳工艺参数为NaOH质量浓度15%,液固质量比3,体系温度95 ℃,反应时间为15 min。经实验验证,最佳参数下的二氧化硅溶出率可达91%,对该赤泥中硅的利用率达84.6%。该研究可为赤泥资源化和水玻璃原料选取提供新的思路和依据。     

Processing and kinetics studies on the alumina enrichment of coal fly ash by fractionating silicon dioxide as nano particles

Coal fly ash produced in the northern China is a potential bauxite substitute for aluminum production because of its high alumina content. However, this industrial application has been limited for its high silicon content. Alumina enrichment by removing silicon becomes a key technology for its utilization. A novel process was developed to fractionate the coal fly ash into high purity nano silicon particles and aluminum enriched residual ash. The procedure has major steps as sodium silicate dissolution with sodium hydroxide, first carbonation to remove impurities, second carbonation to precipitate silicon, and silicon precipitate recovery as a mesospheric nano particles product. Morphological and X-ray diffraction evidences indicated the glassy amorphous silicon content of the ash was dissolved in the sodium hydroxide solution whereas mullite remained in the residue. Kinetics study indicated that the second carbonation was a kinetically second order medium fast multi-phase reaction in which sodium silicate was precipitated as silicic acid. It was found that the reaction was controlled by the mass transferring resistance in the liquid membrane. These nano silicon dioxide particles were in size of 50 nm with a purity of 96%. Alumina content in process residue was slightly increased from 42.00 to 49.20%. Silicon dioxide content was reduced from 48.89 to 30.26%. Ratio of alumina/silica was increased from 0.86 to 1.63.     

Synthesis of porous hollow silica spheres using functionalized polystyrene latex spheres as templates

Uniform sized and integrated hollow silica spheres with porous shells were prepared by using sulfuric and carboxylic acid-functionalized polystyrene latex spheres as templates, sodium silicate as a precursor, and cetyltrimethylammonium bromide as a shell structure-directing agent. When polystyrene-methyl acrylic acid latex spheres were used as the templates, the pores in the shells of the resultant hollow silica spheres were composed of both micropores and mesopores. The pores in the shells of the hollow silica spheres were mainly composed of mesopores when sulfonated polystyrene-methyl acrylic acid latex spheres were used as the templates. The shell thickness and the specific surface area of the hollow silica spheres increased with the increase in the surface acidity of the latex spheres.     

化学沉淀法合成超细二氧化硅

以硅酸钠为硅源,乙酸乙酯为酸化剂,通过沉淀法制备超细二氧化硅。考察了硅酸钠浓度、焙烧温度、超声分散等因素对制备二氧化硅的影响。通过一系列的实验得出制备超细二氧化硅较好的工艺条件：硅酸钠的浓度为0．20 g／mL,焙烧条件为600℃,4 h。并采用XRD、N2等温吸附-脱附、FT-IR、SEM等手段对二氧化硅进行表征。结果表明：所制得的二氧化硅为无定形结构,分散性较好,BET比表面积可达400 m2／g以上。     

稻壳制备活性炭联产二氧化硅工艺

采用物理法将稻壳炭化,炭化料用酸碱处理,固体残渣经高温水蒸汽活化制备活性炭,脱灰液体采用沉淀法制备SiO2. 结果表明,用2.5 mol/L NaOH溶液按液固比10 mL/g脱灰的炭化料所制活性炭比表面积为961.8 m2/g,比不脱灰炭化料所制活性炭增加136%,总孔容积增加103.8%,对碘和亚甲基蓝的吸附容量分别为1270和300 mg/g. 在10% HCl、煅烧温度600℃条件下所制SiO2粒径为40~60 nm,为无定型结构,比表面积达330 m2/g,纯度达99.84%.     

竹浆厂除硅工艺技术的探索

为解决竹材在硫酸盐法蒸煮过程中硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠而进入蒸煮黑液,导致碱回收系统一系列的“硅干扰”问题,通过在硫酸蒸煮过程中添加偏铝酸钠、氧化钙、硫酸铝留硅剂和在预苛化过程中添加铝盐除硅剂可降低或解决“硅干扰”对竹浆制浆的影响。     

氟硅酸钠分步法制备白炭黑与氟化钠

以氟硅酸钠为主要原料,采用分步法工艺制备白炭黑与氟化钠.在优化的工艺条件下,制备的白炭黑DBP值3.52 mL/g,一次粒径20 nm,二氧化硅含量98.97%,具有疏松的非晶形二次团聚结构;制备的氟化钠具有立方晶结构,平均粒径110 μm,氟化钠含量98.63%.工艺实现硅源和氟源全方位利用,氨循环利用,提高了氟化钠产品的质量和得率,大大减少含氟废水量.