多级孔沸石催化合成聚甲氧基二甲醚

采用碱处理法改性纳米ZSM-5沸石,采用XRD、FTIR、SEM、NH₃-TPD和N₂吸附-脱附法对其进行了表征,并将其用于催化甲缩醛与三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚(PODE_n,n为聚合度)的反应,考察了碱浓度对催化剂性能的影响。实验结果表明,碱处理对催化剂的晶体结构、孔结构和酸性产生不同程度的影响。适宜的碱浓度不仅对ZSM-5沸石的晶体结构无破坏作用,还可形成多级孔结构,同时提高酸量。与未改性的ZSM-5沸石相比,采用0.8 mol/L的NaOH溶液处理的ZSM-5沸石催化性能最优,目的产物PODE_3-5的收率提高了14.4%,初始反应速率加快了1.33倍,催化活性显著提高。     

简述聚电解质-表面活性剂复合物为模板合成多级孔结构材料

采用以聚电解质/表面活性剂复合物介晶为模板引导无机硅源前驱体组装的方法,首次合成了具有多级孔结构的介孔二氧化硅SBA-1的单晶颗粒。改变合成条件可调变多级孔结构介孔二氧化硅的形貌及结构,由此合成了一系列具有多级孔结构的介孔二氧化硅样品,并通过直接掺杂法合成了多级结构的介孔杂原子分子筛,并将其应用在催化反应中。将此方法应用于介孔沸石的合成中,成功合成了介孔沸石Silicalite-1。结果表明,聚电解质/表面活性剂为动态模板制备的多级孔结构材料具有单晶体的特征,同时还具有二次孔,有利于物质传输以及物料扩散。与单一孔道的介孔及沸石材料相比,具有多级孔结构的材料在催化、吸附等应用中均表现出优越的性能。     

骨架硅铝比对改性H-ZSM-5沸石孔结构及硅铝脱除行为的影响

以硅溶胶为硅源、铝酸钠为铝源,制备不同硅铝比的H-ZSM-5沸石,采用碱-酸处理方法对制备的沸石进行改性,利用XRD、FTIR、SEM、TEM和N_2吸附-脱附手段对处理前后的试样进行表征,考察了起始硅铝比对改性沸石孔结构和硅铝脱除行为的影响。实验结果表明,所制备的试样均具有H-ZSM-5沸石的特征衍射峰,碱-酸处理有利于脱除骨架外无定形硅铝和提高附加介孔率。随起始硅铝比的增大,沸石的介孔面积和介孔体积均增大,微孔面积和微孔体积先减小后增大,H-ZSM-5沸石的脱硅选择性增大,脱铝选择性减小。碱-酸处理过程中,H-ZSM-5沸石的脱硅选择性远高于其脱铝选择性;碱-酸处理后晶体表面部分无定形硅铝消失,出现织构性裂痕,且表面缺陷位数量随起始硅铝比的增大而增加。     

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。     

钛酸锶光催化剂多级孔结构的构建

以共沉淀法所得到的无机盐沉淀为硬模板剂,在3种不同条件下合成了多级孔型钛酸锶光催化材料,并采用XRD、SEM、BET等技术对不同条件下所合成样品进行了表征。结果表明,3种不同条件下均能在钛酸锶材料内构筑多级孔结构,其中两步晶化（先水热老化,再低温焙烧晶化）合成的Ni,La SrTiO3光催化材料同时具有微 介 大孔（特别是超大孔）的多级孔结构,孔道呈多尺度、多级分布;该样品的比表面积可达180 m2/g,孔体积大于04 cm3/g。     

USY沸石中非骨架铝形态分析及其对沸石酸性的影响

 本文采用27AlMASNMR、BET、XRD Rietveld结构精修、IR等表征技术，通过清除和交换引入非骨架铝，研究了Y沸石中非骨架铝的形态。由27Al MAS NMR，得到0ppm非骨架铝以游离在超笼中的非骨架铝为主，30～50ppm的非骨架铝可能黏附于沸石骨架。XRD Rietveld结构精修结果表明晶体学可识别的离子态非骨架铝存在于方钠石笼的SI'和SII'位置，SI'位置的非骨架铝与沸石骨架3个O3原子及与其配位的三重轴的氧形成不稳定的四配位结构，SII'位置的Al不与沸石骨架氧形成配位。超笼中未发现可识别的离子态非骨架铝。聚合态非骨架铝的存在会堵塞沸石孔道，影响微孔吸附性能，并会掩盖B酸中心。清除非骨架铝后，可以使沸石孔道畅通，并使B酸中心得到恢复。     

合成CuHZSM—5沸石的结构,酸性和催化性质

本工作以铜盐为晶种合成出CuZSM-5沸石,制成了CuHZSM-5沸石(简称CuHZSM-5(合));用X射线衍射、尺码分子吸附、氮吸附微量量热、热分析系统(DSC、TGA、DTA)以及混合烃连续微反、临氢和非临氢纯烃脉冲微反等技术,考察了样品的结构、酸性、择形性能和催化裂化活性,并与H型、Cu~(2+)交换型的ZSM-5沸石进行了比较。实验结果表明,CuHZSM-5(合)确系一种含铜高硅铝比ZSM-5晶型沸石,Cu~(2+)离子有可能进入沸石的阳离子位置,从而使孔道结构变窄,显示出良好的择形性能;在高温条件下对沸石的酸性中心起着保护作用;对氨有多种吸附中心;在临氢条件下,有较高的酸性裂解活性。     

高温脱胺对β沸石酸性和结构的影响

用ＴＰＤＥ、Ｐｙ－ＴＰＤ和ＸＲＤ研究了不同焙烧脱胺（四乙基胺模板剂）、温度分别为４００、４５０、５００、５５０、６００℃对β沸石分子筛酸性和结构的影响。结果表明，高温脱胺β沸石表面均出现两种强度不同的酸性位，４５０℃脱胺β沸石表面酸量最大，高于或低于这一温度，β沸石表面酸量减小。高温脱胺对β沸石结晶度破坏较严重，５００℃脱胺β沸石发生了由四方晶系单斜晶系的转变。     

水蒸气处理对HZSM—5沸石结构,酸性和催化活性的影响

用ＮＭＲ－ＩＲ，ＸＲＤ和ＮＨ３－ＴＰＤ研究了水蒸气处理温度５００、５２０、５３０、５５０、５８５℃对ＨＺＳＭ－５沸石脱铝、酸性和结构的影响，并用乙苯歧化和乙苯乙醇烷基化反应表征了催化活性。试验结果表明，５００℃水蒸气处理开始脱铝，处理温度增高酸量减小。５３０℃以后，Ｂ酸量变化渐小。水蒸气处理后ＨＺＳＭ－５沸石由正交晶系转变为单斜晶系。歧化和烷基化反应活性与酸量和Ｂ酸量有较好的一致关系。     

杂原子分子筛的表征及乙苯氧化脱氢多功能催化性能的研究I．杂原子分子筛的骨架结构表征及表面酸性测定

应用ＸＲＤ、ＩＲ、ＥＰＭＡ等测试方法对所合成的杂原子分子筛进行了结构表征，均表明杂原子进入了分子筛骨架位，运用吡啶吸附的红外光谱、ＮＨ＿３吸附的ＴＰＤ及ＮＨ＿３吸附的ＴＧ－ＤＴＡ分析研究了含Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｖ、Ｔｉ的杂原子ＺＳＭ－５的酸性，酸性顺序为：Ａｌ＞Ｆｅ＞Ｖ≥Ｔｉ＞Ｓｉ。ＴＧ－ＤＴＡ测定表明，杂原子分子筛的热稳定性良好。     

超稳Y沸石酸性和活性研究

用吡啶和位阻胺吸附、吡啶吸附红外光谱（ＩＲ）、氨程序升温脱附（ＴＰＤ）和微反活性试验（ＭＡＴ）对比考察了目前工业上使用的几种超稳Ｙ沸石（ＵＳＹ、ＲＥＹ、ＳＲＮＹ、ＦＳＹ）及作者改进的超稳Ｙ沸石（ＩＩＳＹ）的酸密度、酸强度变化情况及微反活性。结果表明，酸性及活性的变化情况与沸石制备方法有关。Ｂ酸强度随骨架硅铝比的升高而增强，其密度随温度升高急剧减少。Ｂ酸对活性有明显的影响。Ｌ酸中心强度随硅铝比升高变化很少。除ＲｅＹ外，Ｌ酸密度随温度升高减少的程度远比Ｂ酸慢，在一定的温度范围内基本不变。     

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。     

Ti－SiPentasil沸石的孔分布、比表面、吸附性能及表面酸性的考察

Ｎ＿２吸附等温线及ＢＪＨ脱附孔分布结果表明：当钛含量合适时，所合成的Ｔｉ－Ｓｉ沸石具有非常均匀的孔结构。ＴＳ－１沸石（ＺＳＭ—５型）的ＢＥＴ表面积为３８６—４２３ｍ￣２／ｇ，ＴＳ－２沸石（ＺＳＭ－１１型）的ＢＥＴ表面积为３５５—４５６ｍ￣２／ｇ，且均随合成沸石中钛含量增加而呈下降的趋势。吸附结果表明Ｔｉ－Ｓｉ沸石均有明显的疏水性，其正己烷的吸附量明显高于环己烷，随钛含量不同而发生变化，但其Ｈ＿２Ｏ＿２的吸附量却随钛含量增加而显著增大。ＮＨ＿３—ＴＰＤ试验表明，Ｔｉ－Ｓｉ沸石表面酸性相当弱，根本不存在强酸中心。     

采用密度泛函理论研究金属离子改性Y型分子筛的酸性

采用量子力学中的密度泛函理论（DFT）研究了各种金属离子改性对Y分子筛 B酸强度的影响,并进一步探讨了分子筛酸性与金属离子性质的关系。结果表明,以水合离子形式进入Y型分子筛β笼Ⅰ′位的金属离子与分子筛骨架 O2和 O3 原子相互作用,使 O1原子的负电荷减弱,Al-O1键长变短,O1-H 伸缩振动频率减小,导致Y分子筛的 B酸强度增大;按照金属离子对Y分子筛 B酸强度的影响,可将改性用的金属离子分为3类,Ⅰ类为 V³⁺ 、Ga³⁺ 、Cr ³⁺ 、In³⁺和 Fe³⁺ ,Ⅱ类为 Y³⁺、Ce³⁺和 La³⁺ ,Ⅲ类为 Ni²⁺ 、Zn²⁺ 、Mg²⁺ 、Cu²⁺和 Mn²⁺ ,则金属离子改性Y分子筛的 B酸性的相对强度由大到小的顺序为Ⅰ类金属离子改性、Ⅱ类金属离子改性、Ⅲ类金属离子改性Y分子筛。     

FMZ双沸石复合物的合成及其表征

以工业高硅NaY沸石作为丝光沸石(Mordenite)的原料,制备了同时含有FAU和MOR相的双沸石复合物(FMZ)。采用XRD、骨架红外光谱和扫描电子显微镜表征制备的FMZ样品,研究了双沸石复合物的形成机制。结果表明,制备条件对FMZ双沸石复合物的形成影响较大。在碱存在条件下,伴随硅物种从高硅NaY内部抽出,铝物种在硅物种抽出后形成的创口部位“富集”并与补充的硅物种发生反应形成丝光沸石的晶核,随着晶核的成长导致高硅NaY晶体破裂,最终得到FMZ双沸石复合物。     

Pore Structure and Catalytic Performance of Steam-Dealuminated ZSM-5／Y Composite Zeolites

1. Introduction FCC (fluid catalytic cracking) is the major processin which catalysts play a very important role. Zeolites,especially zeolite Y and ZSM-5 that are widely used incatalytic cracking catalysts because of their unique porestructures and stro…     

中孔β沸石酸性质和孔道结构对催化柴油加氢开环性能的影响

以中孔β沸石为加氢裂化活性组分,Ni和Mo为加氢活性组分,采用混捏法制备了2种催化剂MMβ 1和MMβ 2,采用XRD、N2吸附 脱附、NH3 TPD、Py IR、SEM、TEM等手段表征催化剂。结果表明,中孔β沸石具有较大的外比表面积、适宜的中孔纳米孔径和孔体积,以及可调变的酸性能。以催化柴油为原料,在固定床加氢装置上考察了温度和体积空速对MMβ 2加氢催化剂加氢开环性能的影响,比较了MMβ 1和MMβ 2催化剂相同反应条件下的加氢开环性能。结果表明,在体积空速2 h-1、温度340℃条件下,MMβ 2催化剂的开环率最高。由于Mβ 2沸石高的Brnsted酸性质和适宜的孔道结构,以其制备的Ni Mo/β加氢催化剂MMβ 2具有较高的加氢开环活性。     

Y型分子筛酸性和孔结构对其催化异丁烷/丁烯烷基化反应性能的影响

通过3种后处理方法对工业NaY分子筛进行改性,得到具有不同酸性和孔结构的Y型分子筛Y-1、Y-2、Y-3。采用X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、N₂吸附-脱附、吡啶吸附红外(Py-IR)等手段表征分子筛的物化性质,并研究了其催化异丁烷/丁烯烷基化反应的性能。结果表明：Y-1和Y-3均为微孔分子筛,Y-2存在较多介孔,Y-1和Y-2总酸量均远大于Y-3;在80 ℃、1 MPa、异丁烷/丁烯摩尔比37.81、质量空速1.04 h^-1、30 min的条件下,Y-1、Y-2、Y-3作用下的目标产物C₈收率分别为74.7%、19.8%、5.7%。对于孔结构相似的Y型分子筛,总酸量的提高有利于目标产物的生成;但对于总酸量接近的Y型分子筛,含有较多介孔且外比表面积较大的分子筛不利于反应物分子的择形,目标产物的收率较低。相对于孔性质,分子筛酸中心的调控是影响该反应产物分布的关键因素。     

负载 Mo、 W 氧化物对Y型分子筛结构及酸性的影响

采用等体积浸渍法将 Mo、W 氧化物负载在 USY 分子筛上,并通过固体核磁共振、X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附和吡啶红外吸附等分析手段,研究了 Mo、W 氧化物的负载对 USY 分子筛结构及酸性的影响。结果表明,当 Mo、W 氧化物负载质量分数不大于8%时, USY 分子筛骨架结构依然存在,但结晶度下降。Mo、W 氧化物的负载造成了分子筛骨架脱铝;且随负载量的增加,分子筛脱铝的程度加深。负载 Mo 氧化物之后,USY 分子筛的总酸量和L酸量增加;但随负载量的提高,总酸量和中强酸降低,B酸减少。负载量相同时,Mo 氧化物对分子筛的作用大于W氧化物。