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。     

Y型分子筛纳米棒的合成与表征

以硅溶胶、氢氧化钠、硫酸铝和去离子水为原料,在一定的实验条件（100 ℃搅拌下晶化一定时间）下,采用原位水热法合成分子筛样品,并通过XRD、SEM、X射线能谱、红外光谱、BET低温氮吸附等方法对样品进行表征。结果表明,所合成的样品为Y型分子筛纳米棒,其直径约为100 nm,孔分布与纳米Y型分子筛接近,比表面积比纳米Y型分子筛略小,热稳定性较好。     

多级孔Y/ZrO2复合材料的制备

以NaY分子筛为晶种，利用固态反应原位水热晶化法合成了多级孔Y/ZrO2复合材料。采用X射线衍射、N2吸附 脱附、扫描电镜、拉曼光谱、固体核磁及吡啶红外等手段对所得材料的物理化学性质进行表征。结果表明，Y/ZrO2复合材料中Y型分子筛与ZrO2之间存在化学键合。ZrO2的引入不仅抑制Y型分子筛的生长，而且改变了Y型分子筛中骨架Si原子的配位环境。采用两段晶化法可以减弱ZrO2对Y型分子筛晶化的影响，使Y/ZrO2复合材料具有较高的相对结晶度。Y/ZrO2复合材料不仅具有Y型分子筛贡献的微孔结构，还拥有相对丰富的介孔结构。与Y型分子筛相比，Y/ZrO2复合材料的Brnsted酸与Lewis酸的含量较低。     

以聚二甲基二烯丙基氯化铵为模板合成多级孔ZSM-5分子筛

以廉价的水玻璃、硫酸铝为原料,聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)为介孔模板,通过水热法合成了多级孔ZSM-5分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜和N_2吸附-脱附等手段对所得样品进行了表征。考察了PDADMAC加入顺序和用量、硅铝比、正丁胺用量、水硅比以及氯化钠用量等合成条件对多级孔ZSM-5分子筛的合成和孔结构性质的影响。结果表明:制备凝胶时将PDADMAC加入至硅源中合成的多级孔ZSM-5分子筛介孔孔容较大,介孔孔径分布相对集中;随着PDADMAC用量的增加分子筛的介孔孔容增大;适当的硅铝比和水硅比有利于合成出较大介孔孔容的多级孔分子筛;氯化钠的加入可在一定范围内调节多级孔ZSM-5分子筛的介孔孔容和介孔孔径分布。     

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。     

以天然高岭土为原料制备具有高温水热稳定性的介孔分子筛

采用天然高岭土为原料,首先在强碱介质中,制备出含Y型沸石次级结构单元的沸石纳米簇,然后再将该沸石纳米簇与表面活性剂分子相互作用自组装成具有高温水热稳定性的介孔分子筛. XRD、FTIR、N2吸附等分析表明,所得介孔分子筛试样具有六方相介孔结构,孔壁中含有Y型沸石次级结构单元,该介孔分子筛孔壁厚于常规方法得到的MCM-41介孔分子筛,试样的高温水热稳定性考察显示,试样经过800℃水蒸气下处理2 h仍然保持介孔结构.     

介孔Y型分子筛的自组装合成及其重油催化裂化性能

以NaY型分子筛为原料,采用柠檬酸(CTA)处理及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装法合成出介孔NaY型分子筛,并制得模型催化剂,在中试提升管反应器上评价了催化剂的反应性能。结果表明:NaY型分子筛经CTA处理后,硅铝比(摩尔比)增大,表面产生了许多凹陷;且经CTAB自组装合成后,表面凹陷明显减少,并出现了大量的介孔;与NaY型分子筛相比,自组装合成的介孔NaY型分子筛其介孔比表面积和孔体积分别增加了185 m~2/g和0.12 cm~3/g。在等剂油比(质量比)和相近转化率2种条件下,与含有镧改性NaY型分子筛的对比催化剂相比,模型催化剂表现出更低的焦炭和干气选择性。     

分子筛孔结构和酸性对正癸烷加氢裂化反应性能的影响

采用XRD，BET，NH3-TPD方法对不同孔结构的Beta、ZSM-5分子筛和两种不同介孔体积的Y 型分子筛Y1、Y2进行表征，以正癸烷为模型化合物考察四种分子筛制备的加氢裂化催化剂的反应性能。结果表明，Beta分子筛的活性和异构选择性最高，Y型分子筛次之，ZSM-5分子筛的活性和异构选择性最低。对于Y 型分子筛，介孔体积较大的Y2分子筛的异构癸烷选择性较高。在Beta和Y型分子筛上，正癸烷主要按照三支链叔碳正离子β-裂化机理生成较多的支链产物；在ZSM-5分子筛上，正癸烷主要按照单支链仲碳正离子β-裂化机理生成较多的直链产物。     

以廉价原料合成介孔分子筛MCM-41

以廉价的水玻璃(钠型或钾型水玻璃)作为二氧化硅的前驱体和碱源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用水热晶化法一步合成了介孔分子筛MCM-41.采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等手段对合成的样品进行了表征.结果表明,合成的样品具有较好的有序度和优良的表面性质,比表面积和孔径分别为867.7 m2/g和3.59 nm.向反应体系中添加适量的90#商用汽油,可以起到扩孔的作用,使得介孔MCM-41的孔体积和孔径变大,分别为0.96 cm3/g和4.74 nm.此成本低廉的合成路线对于介孔分子筛的工业化有重要意义.     

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。     

高岭土微球原位晶化NaY沸石产物中介孔影响因素

以高岭土微球为原料,通过原位晶化制备了NaY沸石,并考察了各种因素对原位晶化产物介孔的影响。结果表明,在喷雾土球中加入质量分数为4%的扩孔剂NC,可以提高晶化产物的介孔孔容及孔径;以高温焙烧土球为原料,加入质量分数为4%的扩孔剂NC,当晶化溶液Na2O/SiO2摩尔比为0.42时,产物最可几孔分布增加到10 nm左右,有利于重油分子扩散。     

以浏阳海泡石为原料原位合成NaY分子筛及其表征

 分别采用海泡石、高岭土为硅源和铝源,在水热条件下原位晶化法合成了NaY分子筛。采用XRD、FT-IR、SEM、NMR和N₂吸附脱附等手段对合成的NaY分子筛及其原料进行了表征。结果表明,合成的NaY分子筛具有均一、规则的结构,较大的比表面积和孔体积,较高的骨架硅/铝摩尔比(n(SiO₂)/n(Al₂O₃))。     

以混合黏土原位合成多级孔道ZSM-5分子筛

以高岭土和硅藻土混合黏土作为研究对象，利用原位晶化技术和孔道控制技术，合成了具有多级孔道的ZSM 5分子筛。采用粉末X射线衍射法（XRD）、N2静态吸附 脱附法、电子扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT IR）和热重 差热（TG DTA）对所合成的样品进行分析表征。结果表明，原位晶化技术所合成的ZSM 5分子筛结晶度为53%，晶粒大小约为2 μm，且含有中大孔结构和较大的比表面积及孔体积，具有高的热稳定性。     

研磨-焙烧-碱处理偏高岭土制备大孔催化剂基质

采用研磨-焙烧-碱处理的方法,以偏高岭土为原料,制备了流化催化裂化(FCC)催化剂大孔基质。采用自动压汞仪和扫描电子显微镜对制备的大孔基质的孔结构和表面形貌进行了表征;考察了研磨时间和碱量对偏高岭土孔结构的影响。实验结果表明,经研磨-焙烧-碱处理后,偏高岭土中形成了100～2000nm的大孔,所形成的大孔与偏高岭土中原有的介孔构成了介孔-大孔双峰分布;研磨时间和碱量对偏高岭土的孔道结构有较大影响,在研磨时间为3h、加入NaOH的质量分数为20%时,偏高岭土的孔结构最好,以此条件下得到的偏高岭土为FCC催化剂基质与以高岭土为FCC催化剂基质相比,重油裂化的汽油收率从28.82%提高到36.14%。     

高岭土原位合成纳米Y型分子筛的研究

以苏州高岭土为原料，经过高温焙烧、低温制备合成液、原位晶化等方法合成出结晶度较高的纳米Y型分子筛，并采用XRD，SEM，TG-DTG，N2吸附等手段对该分子筛进行表征。结果表明，用苏州高岭土为原料可以原位合成出结晶度较高、无杂晶的纳米Y型分子筛，粒度在100 nm左右。所得分子筛比表面积较大，孔径分布较集中，热和水热稳定性较好。     

二次生长法合成多级孔道FAU/氧化铝复合物

以整体型大孔-介孔氧化铝为载体,使用浸涂法负载NaY晶种并二次生长合成大孔-介孔-微孔FAU/氧化铝复合物,考察载体晶型及晶种胶的辅助作用对合成沸石复合物的影响;采用XRD、SEM、氮气吸附-脱附、DTA/TG对合成样品进行表征。结果表明:沸石在整体材料上的覆盖度由载体的物化性质、晶种悬浊液或二次晶化液的化学组成共同决定;γ-Al_2O_3载体经过含晶种胶的沸石悬浊液负载晶种,二次晶化后形成载体骨架部分转化为沸石且保持载体微观形貌的结构;α-Al_2O_3载体沸石的覆盖度因二次晶化液中晶种胶的辅助作用而明显改善。     

含油污泥基多孔炭材料的制备及其CO2吸附性能

含油污泥热解能实现危险固体废弃物的资源化利用，热解后的油、气可作为化工原料，热解焦因具有良好的孔隙结构可用作吸附材料。以烘干的含油污泥为原料，KOH为活化剂，在N2气氛下通过水平管式热解炉制备多孔炭材料，采用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙分析仪等手段对活化温度为600 ℃、700 ℃以及800 ℃下炭材料的比表面积、孔隙结构及CO2吸附性能进行全面分析，系统研究并总结不同活化温度与酸洗条件对多孔炭材料物理结构和CO2吸附特性的影响规律。结果表明，粒径在0.074 mm以下经酸洗处理的油泥热解焦与KOH掺混加热到700 ℃制备出的炭材料CO2吸附性能最好，达到1.36 mmol/g。这种低成本、高效率的制备方法既能得到高吸附性能的多孔炭材料，又能充分利用油田生产过程中产生的危险固体废弃物，最大限度地实现环境保护，具有重要的现实意义。     

无钠Beta分子筛的合成

以硅铝胶为原料,在无碱金属体系中水热合成了Beta分子筛。研究了硅铝胶的物理化学性能、添加NaOH和不同n(TEAOH)/n(SiO2)等因素对Beta分子筛结晶度、形貌和铝分布的影响。结果表明,以适宜物理化学性能的硅铝胶为原料,可以在低模板剂用量(n(TEAOH)/n(SiO2)=0.10)下合成Beta分子筛。无钠Beta分子筛的形貌规整,铝分布均匀。在苯与乙烯烷基化反应中,与有钠体系合成的分子筛相比,采用无钠Beta分子筛作为催化剂,在较低空速下可得到较高的乙苯选择性。