含介孔结构Y型分子筛的制备及其在催化裂化反应中的应用

釆用水热法分别以三嵌段聚合物（F127）和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂制备含有介孔结构的Y型分子筛,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附和氨气程序升温脱附等技术对分子筛进行表征。以水热处理后的超稳Y（USY）分子筛为原料合成催化剂,考察多级孔结构Y型分子筛对轻柴油催化裂化性能的影响。X射线衍射和扫描电镜结果表明,合成过程中模板剂的加入对Y型分子筛的结构和形貌没有影响。N2吸附-脱附和酸性分析结果表明,模板法合成的USY分子筛较常规USY分子筛的介孔孔体积和总酸量增大。由于孔道结构和酸性的双重影响,模板法合成催化剂的催化裂化性能高于常规方法合成催化剂的催化裂化性能。催化裂化反应结果表明,以F127为模板剂合成的F-MCAT样品表现出较好的催化性能,其微反活性比未加模板剂的催化剂样品高3.89百分点。     

淀粉模板法合成介孔ZSM-5分子筛

采用淀粉为模板剂合成了一种新的介孔ZSM-5分子筛,并用XRD、SEM、TEM、低温氮气吸附等手段对其物相和孔结构进行了表征.结果表明,介孔ZSM-5分子筛的晶粒内包含晶内介孔,且介孔孔容随合成中淀粉模板剂比例的增加而增大.将该分子筛用于超I临界甲苯歧化反应,失活速率慢于常规的ZSM-5分子筛,其原因可能是因为介孔分子筛的扩散性能提高所致.     

由β分子筛纳米簇组装的介孔分子筛及其表征

采用两步水热合成法分别制备六方相和立方相的介孔分子筛：首先合成含有口微孔分子筛的初级和次级结构单元的纳米簇，然后分别在碱性介质中与模板剂CTABr组装，通过优化合成条件分别制备出六方相Mβ-41介孔分子筛和立方相Mβ-48介孔分子筛。采用XRD、FT—IR、BET、TG-DTA、SEM、TEM、^27Al NMR和^29Si NMR等表征手段对所得的介孔材料进行了表征。考察了所得的介孔材料的热稳定性、水热稳定性以及酸性。结果表明，用两步法制备的介孔分子筛具有较强的酸性和较好的水热稳定性。分析结果表明，用该方法制备的介孔材料含有β微孔分子筛次级结构单元，这对其稳定性和酸性的提高起了很大作用。     

以离子液体为模板剂合成介孔Al-MCM-41分子筛

以离子液体1-十六烷基-3-甲基溴化咪唑为模板剂合成了介孔分子筛Al-MCM-41,采用XRD、IR等研究手段对所合成的介孔分子筛进行结构表征,发现铝已进入分子筛骨架,并且分子筛具有较好的长程有序结构、均一的孔径分布.     

镧对CoMCM-41介孔分子筛结构的影响

以硅酸钠、氯化钴和氯化镧为原料,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热法合成了CoMCM-41介孔分子筛和Co-LaMCM-41介孔分子筛。采用XRD、FT-IR、TEM、N_2吸附-脱附等方法对试样的物化性能进行表征,结果表明:合成出了具有介孔结构的CoMCM-41和Co-LaMCM-41,550℃焙烧可以将模板剂有效去除并不影响介孔结构。CoMCM-41的比表面积为897.25 m~2/g,Co-LaMCM-41的比表面积为508.85 m~2/g。引入稀土元素镧使CoMCM-41介孔分子筛的比表面积下降,平均孔径增大,介孔有序性降低。     

用表面活性剂合成介孔分子筛的新进展

综述了近年来用表面活性剂作模板剂合成介孔分子筛的研究状况,重点介绍了模板机理和新的合成方法,并展望了介孔分子筛的发展趋势,为介孔分子筛的开发提供科研参考。     

Ti-HMS催化剂的制备及其催化丙烯环氧化

以长链伯胺为模板剂、正硅酸乙酯和钛酸四丁酯为原料制备了Ti-HMS介孔分子筛,经硅烷化处理后得到Ti-HMS催化剂并将其应用于丙烯环氧化反应。采用XRD、N2吸附-脱附和UV-Vis等表征手段研究了合成母液中水与乙醇的体积比(简称水醇比)、模板剂分子链长度、钛含量等因素对Ti-HMS催化剂结构特性的影响。表征结果显示,合成母液中加入适量水能提高催化剂的介孔有序度并增大比表面积和孔体积,最佳水醇比为0.30～0.60。采用分子链较长的模板剂或减少钛含量能促使钛原子进入HMS分子筛骨架中,同时增大比表面积、孔径、孔体积和孔壁厚度。Ti-HMS催化剂上同时存在骨架四配位钛物种和骨架外六配位钛物种,前者是催化丙烯环氧化反应的关键活性位,而后者则会引起氧化剂无效分解。     

ZSM-5/MCM-41微-介孔复合分子筛的微波合成及表征

以碱液处理的ZSM-5分子筛反应液为硅铝源、十六烷基三甲基溴化铵为介孔模板剂,通过微波法快速合成了具有微-介孔结构的ZSM-5/MCM-41复合分子筛。考察了反应时间、反应温度和体系p H对合成产物的影响,优化了合成条件,并利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对合成产物进行了表征。实验结果表明,反应温度为120℃时,在0.5 mol/L的Na OH溶液中,利用微波消解ZSM-5分子筛原粉30 min后,调节体系p H为10.5,继续晶化30 min,可得到ZSM-5/MCM-41复合分子筛。相比于传统水热法,微波法的合成效率提高了20倍以上。所得ZSM-5/MCM-41复合分子筛中既保留了ZSM-5分子筛的微孔结构,也形成了典型的MCM-41分子筛的介孔结构,且所得ZSM-5/MCM-41复合分子筛的孔体积、比表面积较ZSM-5分子筛提高了近3倍。     

双模板剂气相转移法合成杂原子磷铝分子筛

采用气相转移法、用双模板剂(即在制备干胶的过程中加入不易挥发的三乙醇胺、在液相中加入易挥发的三乙胺)合成了杂原子磷铝分子筛MeAPO-5(Me=Cr,Fe,Ni,Mn,Cu)。考察了有机胺模板剂的加入方式、干胶中金属含量对合成MeAPO-5分子筛的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、等离子发射光谱、BET比表面积和热重分析等方法对合成产物进行了表征。表征结果显示,合成产物均具有AFI结构,为MeAPO-5分子筛;用双模板剂合成的MeAPO-5分子筛的结晶度高于用单模板剂合成的MeAPO-5分子筛。干胶中的n(MeO):n(Al2O3)=0.10～0.20时,有利于合成结晶度高的MeAPO-5分子筛及过渡金属杂原子进入磷铝分子筛的骨架。     

苯酚羟基化制备苯二酚介孔分子筛催化剂的合成与改性

在合成体系中加入不同量的酒石酸(TA)作为助模板剂,合成了一系列双助剂修饰的含铁介孔分子筛,以X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、低温N₂吸附-脱附方法对其介孔结构进行了详细表征;考察了它们在苯酚羟基化反应中的催化活性;研究了酒石酸量对介孔结构和催化活性的影响。结果表明,所得含铁介孔分子筛催化剂均具良好的介孔结构,常温下对苯酚羟基化反应具有高的催化活性。与以四甲基氢氧化铵(TMAOH)作为助模板剂相比,酒石酸可以极大地减少合成催化剂成本,与工业用钛硅分子筛(TS-1)相比具有较大的价格优势,为工业化奠定了基础。     

多级孔SAPO-5分子筛的合成及其在柴油加氢精制催化剂中的应用

以十六烷基三甲氧基有机硅氯化铵（TPHAC）为介孔模板剂,通过一步水热法合成具有微孔-介孔结构的多级孔SAPO-5分子筛（HI-SAPO-5）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N2-吸附/脱附、X射线荧光光谱（XRF）、吡啶吸附红外光谱等表征方法研究HI-SAPO-5分子筛的物化性质。结果表明：在常规SAPO-5分子筛（N-SAPO-5）合成体系中引入TPHAC能够合成出纯相的HI-SAPO-5;与N-SAPO-5相比,HI-SAPO-5具有更高的外比表面积与介孔孔体积以及适宜的酸量与酸强度。将HI-SAPO-5引入γ-Al2O3载体中,制备成柴油加氢精制催化剂。焦化柴油加氢评价结果表明,引入HI-SAPO-5的催化剂表现出优异的加氢脱硫、加氢脱氮与芳烃加氢饱和性能,产物中的硫质量分数为8 μg/g,双环以上芳烃质量分数为1.1 %。     

阴阳离子表面活性剂混合模板剂合成介孔MCM-48分子筛

采用溶胶-凝胶法,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系为模板剂,在较大幅度降低模板剂用量(模板剂与硅源的摩尔比从0.55降至0.177)的条件下,合成了高度有序的介孔MCM-48分子筛。为提高分子筛合成的重复性,对影响介孔MCM-48分子筛合成的因素,如水与硅的摩尔比(简称水硅比)、晶化时间及混合模板剂中SDS与CTAB的摩尔比进行了考察。实验结果表明,最佳合成配方中水硅比为62,反应条件为373 K下晶化72 h,混合模板剂中SDS与CTAB的摩尔比为0.164;在此条件下合成的介孔MCM-48分子筛的孔径为2.72 nm,比表面积为861.8 m2/g。     

强酸性条件下介孔分子筛MSU-1的合成

强酸性条件下(pH≈0 8),以C12～15H25～31O(CH2CH2O)9H为模板剂、廉价水玻璃为硅源,合成介孔分子筛MSU-1。与微酸性及近中性条件相比,强酸性条件下合成的产物具有孔道短程有序度更高、孔分布更窄、比表面积和孔体积更大等特点。详细考察了合成条件(模板剂浓度、反应混合物中SiO2浓度、反应温度及反应时间)对产物织构的影响,用XRD、低温N2吸附等手段对产物进行了表征。     

环己烷选择氧化催化剂Cr-AlPO介孔分子筛的合成及表征

通过水热法合成了含Cr的介孔磷铝分子筛,并采用XRD、TGA、N2吸附和UV-Vis漫反射等手段进行了表征.结果表明,所合成的Cr-AlPO分子筛具有类MCM-41介孔材料的六方点阵结构和孔道特征,其N2吸附表现为Ⅳ类吸附曲线,具有典型的回滞环和3 nm的平均孔径;热重曲线和UV-Vis漫反射谱证实Cr-AlPO介孔分子筛在焙烧过程中经历了水、模板剂及少量羟基的脱除,同时杂原子Cr发生了配位环境和氧化态的改变,焙烧后分子筛中出现四配位的氧化还原活性中心Cr5+/6+.以氧气作氧化剂在130℃下,Cr-AlPO介孔分子筛对环己烷选择氧化具有较好的催化效果,反应24 h后,环己烷转化率为8.8%,目的产物环己醇和环己酮的总选择性可达81.1%.     

Fe-HMS介孔分子筛的合成及在固定床苯酚羟基化反应中的催化性能

以十二胺为模板剂,采用3种不同的方法合成了介孔Fe-HMS分子筛.采用XRD、FT-IR和低温N2吸附等对合成的含铁分子筛进行了结构表征.考察了合成的Fe-HMS分子筛在固定床苯酚羟基化反应中的催化性能.结果表明,合成的Fe-HMS分子筛具有均一的介孔结构,铁原子已进入分子筛骨架,合成的Fe-HMS分子筛在固定床苯酚羟基化反应中具有较好的催化性能,合成方法对Fe-HMS分子筛的结构及催化性能有显著影响.     

苯基及甲基改性的介孔SBA-15的合成及应用

采用水热法以三嵌段共聚物P123为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,分别以苯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷为改性剂在酸性环境下直接缩合制备苯基改性及甲基改性的介孔分子筛Ph-SBA-15和CH3-SBA-150,并采用小角X射线衍射、红外光谱、N2吸附-脱附、透射电子显微镜等手段,对不同的改性样品进行了表征.结果表明,合成的改性SBA-15不仅成功引入甲基、苯基官能团,而且保持了高度有序的二维六方结构.另外,将基质SBA-15表面引入甲基、苯基疏水基团,可以使SBA-15表面呈现一定的疏水性质,更加有利于有机铜在其孔道内、外表面的吸附沉积,实现了利用表面改性的SBA-15作为模板剂制备铜纳米棒状材料.     

酸、碱介质中介孔-微孔钛硅分子筛的合成与表征

采用2步水热合成法合成介孔-微孔钛硅分子筛,第一步合成含微孔钛硅分子筛（TS-1）初级和次级结构单元的导向剂,第二步将导向剂与模板剂十六烷基三甲基溴化铵分别在碱、酸介质中进行组装。采用XRD,BET,IR,UV—Vis等分析仪器对所合成的分子筛进行了表征。结果表明,碱介质中合成的分子筛长程有序度较好,其比表面积为1300m^2／g,孔容为1．20cm^3／g,微孔孔容为0．18cm^3／g,在介孔分子筛的孔壁中引入了微孔分子筛TS-1的初级和次级结构单元;酸性介质中合成的分子筛长程有序度较差,其比表面积为1003m^2／g,孔容为0．60cm^3／g,微孔孔容为0．21cm^3／g,分子筛为介孔、微孔钛硅分子筛的混合物。     

碱处理对Hβ分子筛催化苯胺缩合制二苯胺性能的影响

用NaOH溶液对SiO_2/Al_2O_3摩尔比为25的Hβ分子筛进行碱处理脱硅,得到了含有多级孔的BEA结构分子筛,并采用X射线衍射、N_2吸附-脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线荧光光谱、程序升温脱附(NH_3-TPD)、傅里叶转换红外光谱等方法对处理前后的分子筛样品进行表征,并采用固定床反应器考察了其催化苯胺缩合制二苯胺的活性。结果表明,温和的碱溶液处理在基本保持Hβ分子筛微孔骨架结构的同时,增加了Hβ分子筛的介孔比表面积和介孔体积,并调变了酸量,有效地改善了反应物和产物的扩散性能,使催化苯胺缩合反应的苯胺转化率、二苯胺选择性均有不同程度的提高,同时催化剂表现出更强的抗失活能力。     

W-MSU-2介孔分子筛的合成与表征

以壬烷基酚聚氧乙烯醚(Tx-15)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氟化钾为助剂,采用原位一步法加入偏钨酸铵,在中性条件下合成了介孔分子筛W-MSU-2。通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、傅里叶转换红外光谱(FTIR)对W-MSU-2分子筛的结构进行了表征。结果表明,W-MSU-2介孔分子筛仍具有MSU-2的介孔结构,并且W在骨架中保持较好的分散度。随着W加入量的增加,介孔分子筛有序度提高,孔径变小,比表面积增加;当W加入量(质量分数)为6%时,对介孔形成最为有利,此时分子筛孔径为3.1nm,比表面积为495m2/g。介孔分子筛经焙烧后,有序度增加且孔道未发生坍塌。     

淀粉合成多级孔Y型分子筛及其吸附脱硫性能

以淀粉为模板剂,制备出多级孔Y型分子筛,并用Ce（NO）3对其进行了改性。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪（KBr和吡啶）等对分子筛物相、酸性和孔道结构进行了表征。结果表明,多级孔Y型分子筛具有一定数量孔径约为30 nm的介孔,并且介孔孔容随着淀粉加入量增加而增大;改性后多级孔Ce Y型分子筛的脱硫效果优于常规Ce Y者。