纳米SAPO-34分子筛粒径的影响因素研究

纳米SAPO-34分子筛因其颗粒尺寸小和比表面积大等特性,使其在吸附分离和工业催化等领域表现出更好的性能.本文主要阐述了常规水热合成法中硅源、模板剂等因素对合成的纳米SAPO-34分子筛颗粒尺寸的影响规律,并进一步评述了两种合成纳米SAPO-34分子筛的新方法.最后对这类材料的未来发展做了展望.     

纳米SAPO-34分子筛的制备与表征

本文采用水热合成法制备纳米SAPO-34分子筛,并考查了晶化时间、陈化时间、水含量对纳米SAPO-34分子筛合成的影响,进一步采用XRD、SEM对合成的分子筛进行表征.实验结果表明,在一定范围内,当物料摩尔配比为1(Al2O3)∶2(P2O5)∶0.6(SiO2)∶4(TEAOH)∶107(H2O),室温陈化72 h,200℃晶化时间为24 h时,合成的纳米SAPO-34分子筛相对结晶度较高,平均粒径约为255 nm.     

SAPO-34分子筛的合成方法及其辅助合成的研究进展

综述了SAPO-34分子筛合成方法的研究近况,阐述了不同SAPO-34分子筛合成方法的特点及其产品SAPO-34分子筛的甲醇制烯烃反应性能,介绍了晶种、F离子、惰性填充组分、超声波、微波辅助方法在SAPO-34分子筛合成上的应用。指出降低分子筛合成成本、减少污染,实现SAPO-34合成的节能降耗、对环境友好的可持续生产是SAPO-34分子筛今后研究的重要方向与挑战。     

不同晶体形貌SAPO-34分子筛合成方法研究进展

SAPO-34分子筛催化MTO反应时,其催化活性和催化寿命受其形貌结构、硅铝比、酸中心强度和数量等多种因素的影响,其晶粒大小和晶体形貌结构的不同能够改变SAPO-34分子筛的比表面积和稳定性,能够影响原料和产物分子的扩散路径、扩散速度和停留时间以及反应传热效率等,从而影响积碳的生成和催化活性。综述了近年来不同晶体形貌结构SAPO-34分子筛的合成及控制方法,包括纳米SAPO-34分子筛、多级孔结构及其他形貌的SAPO-34分子筛的合成方法及在MTO反应中的应用,并对未来SAPO-34分子筛的发展方向进行了展望。     

不同晶体形貌SAPO-34分子筛合成方法研究进展

SAPO-34分子筛催化MTO反应时,其催化活性和催化寿命受其形貌结构、硅铝比、酸中心强度和数量等多种因素的影响,其晶粒大小和晶体形貌结构的不同能够改变SAPO-34分子筛的比表面积和稳定性,能够影响原料和产物分子的扩散路径、扩散速度和停留时间以及反应传热效率等,从而影响积碳的生成和催化活性。综述了近年来不同晶体形貌结构SAPO-34分子筛的合成及控制方法,包括纳米SAPO-34分子筛、多级孔结构及其他形貌的SAPO-34分子筛的合成方法及在MTO反应中的应用,并对未来SAPO-34分子筛的发展方向进行了展望。     

载体改性制备SAPO-34分子筛膜及其H_2/CO_2分离性能的研究

以四乙基氢氧化铵(TEAOH)为模板剂,采用传统水热法合成粒径为纳米级SAPO-34分子筛。利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对载体表面进行改性,再用二次生长法在改性载体上成功制备出高性能SAPO-34分子筛膜。通过X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成的SAPO-34分子筛以及SAPO-34分子筛膜进行表征。结果表明,制备出的SAPO-34分子筛膜连续致密,且结晶度高。对SAPO-34分子筛膜进行气体分离测试以评价其性能,在298 K,膜两侧压差为0.1 MPa条件下,SAPO-34分子筛膜对H_2/CO_2的分离选择性从1.45提高到6.20,CO_2的渗透率也高达1.76×10~(-7)mol/(m~2·s·Pa)。     

SAPO-34分子筛的合成与Ce改性

本论文主要研究了SAPO-34分子筛的合成与改性,阐述了当下SAPO-34分子筛的主要合成方法并通过水热合成法将稀土金属Ce引入SAPO-34分子骨架中制备出CeSAPO-34分子筛。考察了反应温度、晶化时间、模板剂、Ce金属改性等因素对SAPO-34分子筛结构的影响,优化制备工艺得出最佳的反应条件。     

贯通介孔SAPO-34分子筛的合成及应用

为得到扩散性能优异的多级孔SAPO-34分子筛,采用软硬模板相结合的方法,在分子筛前驱液中引入改性的纳米碳管,成功制备了SAPO-34分子筛,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和物理吸附等手段方法对合成的分子筛进行了表征,结果发现该材料晶粒中含有大量的介孔,且介孔相互贯通。用制得的介孔SAPO-34分子筛催化甲醇转化制低碳烯烃(MTO)的反应,结果显示该贯通介孔SAPO-34分子筛无论是在甲醇的转化率上,还是在乙烯和丙烯的收率上,相对于传统SAPO-34分子筛,都表现出较高的的反应活性和稳定性。     

模板剂组成对SAPO-34分子筛结构和甲醇制烯烃性能的影响

添加双模板剂三乙胺和四乙基溴化铵,利用水热法合成片状SAPO-34作为晶种,改变模板剂组成合成不同厚度的层状SAPO-34分子筛。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氨气程序升温脱附等手段对合成的分子筛进行表征,在固定床反应器上评价SAPO-34的甲醇制烯烃催化性能。实验结果表明:添加晶种使SAPO-34分子筛的晶化时间缩短了36 h,无模板剂导向作用无法合成SAPO-34,利用模板剂组成可以调变层状SAPO-34分子筛的厚度;板层状SAPO-34比片层状和立方体状分子筛的低碳烯烃选择性略高,但其稳定性较片层的SAPO-34稍差。     

SAPO-34制备方法研究进展

综述了近年来SAPO-34分子筛制备方法的研究进展,介绍了超声处理、微波加热等技术在SAPO-34分子筛制备过程中的应用及原位合成、固相合成、气相合成和离子液体合成等新型制备方法。指出在不影响SAPO-34分子筛催化性能的前提下,降低合成低成本、减少环境污染、节水降耗是SAPO-34分子筛今后的开发方向。     

Pd/SAPO-34催化合成2-甲基-4-氨基-5-氨基甲基嘧啶

采用水热法合成SAPO-34分子筛,并确定了合成SAPO-34分子筛的最佳晶化时间,晶化温度和初始凝胶比,通过扫描电子显微镜和X射线衍射对分子筛进行表征,确定得到形貌较好、结晶度较高的SAPO-34分子筛。以SAPO-34分子筛为载体采用浸渍法制备Pd/SAPO-34复合催化剂,通过透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱和X射线衍射光谱对Pd/SAPO-34复合催化剂进行表征,确定SAPO-34分子筛负载金属钯后形貌依然规则完整,并且分散度较好,催化活性中心为Pd⁰。将Pd/SAPO-34复合催化剂应用于催化合成维生素B_1中间体2-甲基-4-氨基-5-氨基甲基嘧啶反应,结果证明Pd/SAPO-34复合催化剂具有良好的催化效果,能使反应的转化率和选择性达到99%以上。     

水热法合成SAPO-34分子筛的影响因素

水热法是制备SAPO-34分子筛最常用的方法之一,分子筛的纯度、结晶度受合成因素影响较多。详述了原料及合成条件中各因素对水热法制备SAPO-34分子筛的影响。     

用于催化甲醇制烯烃的SAPO-34分子筛合成的研究进展

介绍了用于催化甲醇制烯烃的SAPO-34分子筛合成的研究近况。SAPO-34分子筛的合成过程是影响其晶粒尺寸、酸性强弱等物化性能的重要因素, 因而是影响其催化性能的关键因素。本文详细叙述了原料配比及其种类、模板剂、F^-等合成因素对SAPO-34分子筛物化性能及其MTO反应催化性能的影响。针对SAPO-34合成及其催化性能优化的新技术, 综述了SAPO-34分子筛的金属改性及其超声波、微波辅助合成的特点和效果, 指出通过研发新的模板剂及其助剂、改性或制备新工艺进而改善分子筛的酸性、提高其烯烃选择性、延长催化反应寿命、降低合成成本是SAPO-34今后研发的重要方向。     

多级孔纳米SAPO-34分子筛制备及甲醇制烯烃性能研究

为缩短SAPO-34分子筛的高温晶化时间，提高其在甲醇制烯烃（MTO）反应中的寿命和选择性，以三乙胺和四乙基氢氧化铵作为双模板剂，采用分步晶化法快速制备了粒径为300～500 nm的纳米SAPO-34分子筛，同时添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）进一步对分子筛进行改性，得到多级孔纳米SAPO-34分子筛（C-ST1T2）。对制备的所有样品进行理化性质表征，并应用于甲醇制烯烃的催化反应，考察了其在一定条件下的催化性能。表征结果显示，分步晶化法可以有效缩短分子筛的晶化时间，并且得到纳米级SAPO-34分子筛。用CTAB改性后得到的多级孔纳米SAPO-34分子筛晶型完整，具有多级孔道结构和适中的酸强度。催化性能测试表明，CST1T2的甲醇转化率能够达到100%，并且催化寿命可以达到690 min，较单模板剂合成的分子筛有较大提升，同时低碳烯烃的选择性稳定在89%以上。研究结果表明，利用CTAB对纳米分子筛的多级孔改性，有利于分子筛的MTO反应性能进一步提升。     

SAPO-34分子筛粒径的控制方法

SAPO-34分子筛具有独特的骨架结构,应用于甲醇制低碳烯烃反应时速率较快且不易堵塞。小晶粒SAPO-34分子筛可有效缓解产物聚合结焦,提高催化剂寿命,但通过简单的合成方法得到粒径小于100 nm的SAPO-34纳米颗粒非常困难。综述影响SAPO-34分子筛粒径的因素,通过选择合适的材料,老化和结晶条件,达到有效控制SAPO-34分子筛粒径的目的。以拟薄水铝石为铝源,液态硅为硅源,采用在水热体系中溶解度较高的四乙基氢氧化铵为模板剂,通过适当延长陈化时间和缩短晶化时间,较容易得到粒径较小的SAPO-34分子筛。     

干胶法合成ZSM-5/SAPO-34复合分子筛及其甲醇芳构化性能

采用干胶法合成了ZSM-5/SAPO-34复合分子筛。研究了干胶组成、干胶处理条件和晶化时间对复合分子筛的影响。并以甲醇制芳烃为探针反应,考察了干胶法、包埋法和机械混合法制备的ZSM-5/SAPO-34复合分子筛的芳构化性能。结果表明,改变干胶组成可调节ZSM-5/SAPO-34复合分子筛中SAPO-34分子筛的含量;温和的凝胶干燥条件有利于合成ZSM-5/SAPO-34复合分子筛,干燥温度过高或者干燥时间过长会导致ZSM-5/SAPO-5复合分子筛的生成;适当延长晶化时间有利于提高复合分子筛中SAPO-34分子筛的结晶度,而晶化时间延长到96 h后,SAPO-34分子筛将逐渐向SAPO-5分子筛转化;相比于包埋法和机械混合法,采用干胶法制备的复合分子筛的甲醇芳构化活性稍低,但是反应产物对二甲苯的选择性高出10%以上,具有优异的择形性能。     

高性能甲醇制低碳烯烃催化剂SAPO-34分子筛的研究进展

从SAPO-34分子筛在甲醇制低碳烯烃过程中(MTO)的催化作用及失活机理出发,分析了影响SAPO-34分子筛催化性能的重要因素,在调节活性位和改善传质两方面综述了近年来在提高SAPO-34分子筛MTO催化单程寿命和双烯选择性方面的研究进展,并对未来高性能SAPO-34分子筛合成的发展进行展望。     

高性能甲醇制低碳烯烃催化剂SAPO-34分子筛的研究进展

从SAPO-34分子筛在甲醇制低碳烯烃过程中(MTO)的催化作用及失活机理出发,分析了影响SAPO-34分子筛催化性能的重要因素,在调节活性位和改善传质两方面综述了近年来在提高SAPO-34分子筛MTO催化单程寿命和双烯选择性方面的研究进展,并对未来高性能SAPO-34分子筛合成的发展进行展望。     

甲醇制烯烃(MTO)用SAPO-34分子筛催化剂研究新进展

由于孔径较小、酸性适中、水热稳定性较强,SAPO-34分子筛被认为是甲醇制烯烃(MTO)工艺的最佳催化剂而受到广泛关注。合成SAPO-34分子筛的影响因素有模板剂、原料、硅铝比,反应条件等。本文综述了SAPO-34分子筛改性方面的研究进展,并对未来高性能SAPO-34分子筛的发展进行了展望。     

SAPO-34分子筛的合成技术及其改性的研究进展

对SAPO-34分子筛的合成方法进行了综述,介绍了目前应用最为广泛的几种合成方法,讨论了其优缺点。综述了SAPO-34分子筛的金属改性,不同的活性金属可以改变分子筛的酸性、粒径大小以及孔径,同时对分子筛的性能产生巨大的影响。在MOT工艺的应用中,金属改性后的SAPO-34分子筛可以提高对甲醇的转化率、对低碳烯烃的选择性,表现出广阔的应用前景。