酸碱改性高岭土性能的研究

研究了酸、碱改性高岭土的孔结构性质以及影响酸改性高岭土比表面积的因素。结果表明,多各缃比,在Ａｌ２Ｏ３／ＨＣｌ体系中形成的酸改性白土具有明显的中孔分布,提高反应温度,中孔特征突出,孔道更加通畅。碱性性白有附脱附等温线为Ⅳ型,具有典型中孔特征,高岭土经过酸或碱改性,者可以获得平均孔径在４．０ｎｍ左右的中孔材料, 碱改性白土的吸附量理大,孔分布更集中,另外,酸量和浓度适中才有利于提高改性高岭土的比表面     

改性高岭土处理劣化汽轮机油的研究

采用加碱研磨煅烧,以硅酸钠调整硅铝比改性高岭土,通过改性高岭土处理劣化汽轮机油的效果,确定高岭土的最佳改性条件。利用FTIR,XRD,XRF,SEM,BET等方法对材料的结构进行表征。实验结果表明,适当增大硅铝比可提高处理劣化油效果;当硅酸钠的加入量为100 mL(8 g高岭土,2 g氢氧化钙)时,改性后高岭土n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=2,对劣化油吸附处理能力最好;改性高岭土吸附剂用量为5%(w)时,吸附效果最佳。表征结果显示,改性后的高岭土晶体结构转变成了具有高反应活性的无序非晶质相,比表面积、孔体积和孔径均增加,使得吸附处理劣化油的效果增强。     

内蒙古煤系硬质高岭土碱改性研究

考察了碱处理对内蒙古煤系硬质高岭土(简称高岭土)的物理化学性能及其裂化性能的影响。采用X射线衍射、魔角旋转固体核磁共振法表征了高岭土的组成和结构;采用BET法测定了碱改性高岭土的比表面积和孔径分布。实验结果表明,高岭土经1 060℃煅烧1h后,大量的非晶态S iO2和γ-A l2O3分凝,这种非晶态的S iO2具有与碱反应的活性;高岭土中的六配位铝(A l(Ⅵ))比四配位铝(A l(Ⅳ))更易与碱反应,延长碱处理时间可提高A l(Ⅳ)的含量,降低A l(Ⅵ)的含量,有利于裂化反应的进行;碱改性高岭土的孔半径主要分布在2~8nm;随碱处理时间的延长,碱改性高岭土的裂化活性和裂化选择性提高。     

高岭土酸碱复合改性制备多孔材料及其应用

采用碱改性及碱改性后进一步酸改性的方式对高温焙烧高岭土进行改性，详细研究了改性方式对改性产物的孔结构及组成的影响。结果表明：随着碱浓度的提高，改性产物的比表面积及孔体积增大，硅铝比[n(SiO₂)/n(Al₂O₃)]略有减小；随着碱改性次数的增多，改性产物的孔体积出现减小的趋势，而硅铝比增大；碱改性时，高温焙烧高岭土中二氧化硅的溶解促进铝源的活化；对碱改性高温焙烧高岭土进一步作酸改性，可获得孔体积为0.81 cm³/g、比表面积为408 m²/g的多孔材料，以该材料作为催化裂化催化剂载体所制备的催化剂，可使油浆产率减小3.07百分点，汽油收率增大2.68百分点，总液体收率增大2.58百分点。     

碱酸联合处理H-ZSM-5沸石多级孔改性

采用水热合成和离子交换法制备H-ZSM-5沸石。以硅铝比为47的H-ZSM-5沸石为介孔改性原料,用水热碱预刻蚀—碱溶滤—酸洗处理法制备微孔-介孔材料。采用XRD、N2吸附-脱附、FTIR、SEM、TEM等技术,考察逐级碱酸处理过程和水热碱预刻蚀温度对改性沸石介孔形成、介孔尺度分布和织构性质的影响。实验结果表明,碱酸改性沸石具有较高的比表面积、介孔率和微孔-介孔结构性质,同时较好地保留了H-ZSM-5沸石的骨架结构。升高水热碱预刻蚀温度导致改性沸石的微孔体积、比表面积、相对结晶度和收率逐渐下降,总比表面积增幅由38%降至34%,附加介孔体积与总孔体积的比保持在70%以上。水热碱预刻蚀温度为358 K的HZ-2试样的介孔比表面积和介孔体积最大,分别为209.8 m2/g和0.295 cm3/g,微孔与介孔的体积之和可达0.364 cm3/g。     

酸改性高岭土对催化裂化催化剂焦炭选择性的影响

采用XRD、BET、IR考察了酸改性高岭土的结构和性能,用酸改性高岭土为填料制备FCC催化剂,用ACE对催化剂的性能进行评价。结果表明,高岭土经酸处理后,孔体积、比表面积和表面酸量大幅提高;催化裂化催化剂加入酸改性高岭土能明显提高重油转化能力和焦炭选择性。     

改性高岭土性能研究 Ⅰ.酸性和催化活性

利用２９Ｓｉ和２７ＡｌＭＡＳＮＭＲ、ＸＲＤ、ＮＨ３－ＴＰＤ、ＩＲ、ＭＡＴ等手段研究了高岭土酸改性过程和酸碱改性后的酸性、催化活性。结果表明,高岭土偏高岭土化过程中形成的四面体铝是偏高岭土具有酸反应活性的直接原因,在８５０℃左右活性达到最高。酸改性高岭土酸性的产生经历了一次脱羟基（铝的活化）、羟基化（酸反应）、二次脱羟基的过程,其中羟基化是酸性产生的关键步骤。碱改性高岭土的酸性中心数量少于酸改性高岭土,但是前者主要存在稳定的八面体Ａｌ—ＯＨ,是其酸性中心强度比后者高的原因,在磷含量小于０．８％时,磷改性处理可降低改性高岭土的酸强度。     

改性高岭土结构特性研究

考察了不同焙烧温度的高岭土分别经酸、碱改性后的结构特性.结果表明,焙烧温度为700～900℃时,强酸改性后偏高岭土的SiO2/Al2O3值(质量比)、比表面积和比孔容均显著增大,表面酸值增大且出现强酸中心;强碱改性后偏高岭土的SiO2/Al2O3值变化不明显,比表面积和比孔容均有所降低;强碱改性偏高岭土的表面酸值小于强酸改性偏高岭土的表面酸值.     

Al-ITQ-13分子筛的碱改性及其催化裂化性能

以粗孔硅为硅源、拟薄水铝石为铝源直接合成了Al-ITQ-13分子筛原粉,然后利用不同浓度的NaOH溶液对Al-ITQ-13分子筛进行碱改性,并采用XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和吡啶吸附FTIR等方法对碱改性前后的Al-ITQ-13分子筛进行了表征;以正辛烷催化裂化作为模型反应,考察了碱改性前后Al-ITQ-13分子筛的催化性能。实验结果表明,经碱改性的AlITQ-13分子筛的比表面积、微孔比表面积、总孔体积和微孔体积均有所增大;酸强度降低,中强酸量增加。在500℃、催化剂用量50 mg、0.1 MPa、在线反应15 min的条件下,Al-ITQ-13分子筛的催化活性及乙烯、丙烯选择性与工业ZSM-5分子筛相当,而经0.20 mol/L NaOH溶液处理的Al-ITQ-13分子筛的低碳烯烃(乙烯和丙烯)选择性比未经碱改性的Al-ITQ-13和工业ZSM-5分子筛分别提高了8.10,7.09百分点。     

柠檬酸对原位晶化型催化剂脱铝改性的影响

分别采用盐酸和柠檬酸对高岭土微球原位晶化产物进行脱铝改性,在体系pH值为3.5～4.5,温度为90℃下反应1h,可制得原位晶化型催化剂,以下分别简称试样1和试样2.采用N2静态容量吸附法、红外光谱吸附法以及在催化剂评价装置上对其结构和性能进行了表征和评价.结果表明,与盐酸相比,柠檬酸脱除非骨架铝效果更好,试样2的比表面积和孔体积增大,强L酸量降低,汽油收率增加了1.34个百分点,重油转化能力增强.     

ZSM-5分子筛介孔化及其在多产低碳烯烃中的应用

以ZSM-5分子筛为原料,分别采用碱或酸碱协同改性制备出介孔ZSM-5分子筛, 运用X射线衍射仪、N2吸附-脱附仪、傅里叶红外光谱仪等仪器对其进行了表征,并在先进催化裂化装置（ACE）上考察了其催化裂化反应性能。结果表明:单纯碱处理或酸碱协同处理均可对分子筛进行介孔化,使介孔体积和比表面积增加,B酸增多,但介孔分子筛的水热稳定性有所降低。ACE评价结果表明:与工业ZSM-5分子筛相比,酸碱协同处理ZSM-5分子筛具有更强的多产低碳烯烃能力,低碳烯烃收率增加了1.37个百分点,其中丙烯、丁烯收率分别增加了0.77,0.60个百分点。     

石嘴山高岭土制备裂化催化剂应用研究

对石嘴山高岭土细粉进行了高温焙烧和碱改性处理，并利用XRD、N2吸附法，IR酸性表征，微型和小型反应器等进行研究，结果表明：高岭土经过热和化学改性形成了一定活性中孔结构，添加这种新材料制成的裂化催化剂具有较强的抗重金属污染的重质油转化能力。     

硅藻土对原位晶化催化裂化催化剂性能的影响

以硅藻土和高岭土为原料,通过原位晶化工艺制备出重油催化裂化催化剂,采用氮气吸附仪、 红外光谱仪和Ｘ射线衍射仪对其结构和酸性质进行了表征,并在小型固定流化床装置上对其裂化反应 性能进行了评价。结果表明,通过掺加硅藻土可使原位晶化催化剂的总比表面积和孔体积、中大孔比表面积和孔体积、总Ｂ酸量和强Ｂ酸量都明显增加;催化剂经金属污染后,与未添加硅藻土的催化剂相比,重油收率降低了１．０５个百分点,总液体收率提高了１．１８个百分点,轻油收率略有提高,重油转化能力增强。     

富B酸复合材料的制备及其在重油FCC催化剂中的应用

以偏铝酸钠抽提高岭土产生的硅为硅源、偏铝酸钠为铝源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,利用模板组装原理在高岭土结构中原位构筑了有序介孔硅铝结构单元,制备了富B酸有序介孔硅铝/高岭土复合材料;采用XRD、N_2吸附-脱附和吡啶吸附红外光谱对所制备复合材料进行表征。结果表明,制备复合材料比表面积可达253m~2/g,孔体积可达0.43cm~3/g,具有丰富的表面B酸中心;作为基质材料,所制备复合材料不但显著提高了催化裂化催化剂的重油转化能力,并显著改善了裂化产品的选择性,可使转化率提高3.19百分点,同时使汽油和总液体收率分别提高2.95和2.47百分点,重油和焦炭收率分别下降2.12和0.41百分点。     

氨或铵盐在制备双峰孔分布硅胶中的应用

采用氨或铵盐对双峰孔分布的硅胶孔结构进行改变,获得双峰孔分布的大孔硅胶产品。考察氨或铵盐的加入与否、添加量、添加时段及添加氨或铵盐时的反应温度对双峰孔分布硅胶的性能影响。实验结果表明,在反应初期添加氨或铵盐,与无机酸形成的酸式盐/无机酸摩尔比为3∶1,反应温度为30℃,可获得孔容1.65cm3/g,孔径20.00nm,比表面积340m2/g的双峰孔分布的大孔硅胶产品。     

厚壁MCM-41中孔分子筛的合成

在水热条件下,以硅酸钠、活性氧化铝为硅源和铝源,表面活性剂ＣＴＭＡＢ为结构模板剂,对合成过程的凝胶组成、晶化温度、晶化时间等因素进行正交试验,成功地合成出相对结晶度高的厚壁ＭＣＭ－４１中孔分子筛材料。采用ＸＲＤ、低温Ｎ２吸附（ＢＥＴ）等测试手段对合成的ＭＣＭ－４１样品进行表征。考察了影响ＭＣＭ－４１孔壁厚度的主要因素。结果表明,向体系中加入适量的稀硫酸和有机酸,有效地控制了体系的ｐＨ,提高了ＭＣＭ－４１的相对结晶度和孔壁厚度。通过优化合成条件,合成出孔径３１８ｎｍ、比表面大于１０００ｍ２·ｇ－１、孔壁厚度２８２ｎｍ的ＭＣＭ－４１中孔分子筛。     

磺酸型有序介孔碳催化剂的制备与表征

为提高有序介孔碳的酸性和催化活性,根据有序介孔碳的结构特点和表面性质使用三步磺化法制备了具有高酸量的磺酸型有序介孔碳,并对合成磺酸型有序介孔碳的最佳合成条件进行了优化。使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和氮气物理吸附(N₂-BET)对磺化有序介孔碳(AOCS)的形貌、结构进行了表征。结果表明,AOCS经过一系列改性后仍具有序介孔结构,比表面积和平均孔径分别为227.4 m²/g和8.41 nm。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和元素分析对AOCS的表面性质进行了分析。结果表明,磺酸基成功接枝,且AOCS中S的质量分数可达16.07%。通过酸量测定,在最佳合成条件下AOCS的最高酸量可达21.2 mmol/g。     

酸改性高岭土在合成气一步法制备二甲醚中的应用

分别以1.0mol/L的硫酸、盐酸、硝酸为改性剂,采用浸渍法制备了一系列酸改性高岭土;以酸改性高岭土为甲醇脱水催化剂,与甲醇合成催化剂XNC-98混合制备了适用于合成气一步法制备二甲醚(DME)的双功能催化剂;考察了双功能催化剂对DME合成反应的活性,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附实验表征了酸改性后高岭土的结构和性能。表征结果显示,高岭土经酸改性后,其比表面积及高岭土中高岭石的结晶度显著提高。活性评价实验结果表明,以硫酸改性的高岭土作为甲醇脱水催化剂,可显著提高高岭土催化甲醇脱水的性能。还考察了硫酸浓度对DME合成反应的影响,实验结果表明,在处理时间7h、处理温度50℃的条件下,硫酸浓度为0.5mol/L时,CO转化率和DME收率最高。在V(H2)∶V(CO)=1、250℃、3M Pa、空速3 000mL/(g.h)的反应条件下,CO转化率为56.1%,DME收率为37.2%,DME选择性为99.9%。     

Sr-ZSM-5/SBA-15复合分子筛的制备

采用浸渍法对ZSM 5进行金属Sr改性,通过后合成法制备了Sr ZSM 5 SBA 15复合分子筛。采用XRD、N2吸附 脱附、FT IR、Py FTIR等技术对样品进行表征,并以其催化甲苯甲醇烷基化反应,考察了Sr负载量、晶化时间、盐酸用量和焙烧温度对Sr ZSM 5 SBA 15催化烷基化性能的影响。结果表明,最佳的Sr ZSM 5 SBA 15制备条件为,Sr负载量3%(质量分数)、晶化时间20 h、盐酸用量40 mL、焙烧温度550℃;该条件下制备的Sr ZSM 5 SBA 15仍具有微 介孔复合结构,催化甲苯甲醇烷基化反应的甲苯转化率为3015%,对二甲苯选择性为7741%。