甘油辅助下晶种法合成ZSM-5分子筛

以硅溶胶为硅源,甘油为辅助剂,采用晶种替代有机模板剂在水热条件下合成ZSM-5分子筛。考察了晶化温度和甘油对ZSM-5分子筛相对结晶度、晶粒尺寸、比表面积和酸性等性质对其催化性能的影响。利用Ｘ射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N2吸附-脱附（BET）、NH3-TPD等分析手段对不同甘油含量分子筛样品进行表征。结果表明：在170℃晶化温度下,适量甘油辅助剂的添加,可以提高ZSM-5沸石分子筛的相对结晶度,并在一定程度上抑制α-SiO2杂晶的产生,从而提高其比表面积。在甲苯歧化反应中,添加甘油合成的ZSM-5催化剂表现出优良的催化性能,与未添加甘油合成的ZSM-5催化剂相比,甲苯转化率提高6～7百分点。     

纳米ZSM-5-MCM-41的制备及其在汽油芳构/加氢脱硫中的应用

以纳米ZSM-5为硅源,采用分子筛硅源法制备了纳米ZSM-5-MCM-41介微孔复合分子筛,并对合成试样进行了XRD、NH3-TPD、SEM及Py-IR等表征,考察了晶化过程中体系pH值、晶化温度、晶化时间、模板剂用量和碱溶液浓度对ZSM-5-MCM-41复合分子筛结构及性质的影响。采用模拟原料油,在高压微反装置上评价了以复合分子筛为载体制备的Co-Mo/ZSM-5-MCM-41催化剂的催化性能。结果表明,与基于机械混合载体的催化剂相比,基于分子硅源法制备复合分子筛载体的催化剂有较高的芳构性能和脱硫性能,在压力1.5MPa、温度350℃、氢油体积比300,空速2h-1条件下,模拟原料的芳构产率和脱硫率分别为15.08%和95.48%。     

ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料的制备及其加氢异构性能

合成了ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料,并对其晶型结构、孔道参数、酸性质等物理化学性质和加氢异构化性能进行了表征和评价。结果表明:所合成的复合分子筛具有ZSM-5和SBA-15分子筛骨架结构,适宜的酸性和独特的介-微复合孔道结构;将其作为载体负载金属Pt后制得的Pt-ZSM-5/SBA-15催化剂,在正辛烷的加氢异构反应中,较纯硅SBA-15基催化剂Pt-SBA-15、微孔ZSM-5分子筛基催化剂Pt-ZSM-5和ZSM-5与SBA-15物理混合基催化剂Pt-ZS-H,具有更高的双支链异构产物选择性和较低的裂化选择性。     

低温水热合成ZSM-5/堇青石整体式催化剂

以蜂窝状堇青石为载体,采用原位水热合成法在120 ℃晶化温度下制备了ZSM-5/堇青石整体式催化剂。采用XRD、SEM对制备得到的整体式催化剂进行表征,并对整体式催化剂进行了牢固度测试以及NO催化氧化活性研究。结果表明,在120 ℃晶化温度下成功制备了15 μm厚负载量为25.8%的ZSM-5分子筛涂层;和传统的170 ℃的晶化温度相比,120 ℃晶化温度下制备的整体式催化剂上分子筛涂层的均匀性更好,牢固度更高。NO催化氧化结果表明,低温晶化下得到的整体式催化剂表现出良好的NO催化氧化效率。     

下期要目

●国内外重油加工技术进展及产业发展建议 ●再生催化裂化催化剂结构及性能 ●短时重构法合成CuSAPO-34 分子筛的性质及其甲醇制烯烃反应性能 ●原位合成杂原子ZSM-11 分子筛及其性能评价     

以水玻璃为硅源合成ZSM-5沸石分子筛

以水玻璃为硅源,分别采用晶种法和模板剂法合成了ZSM-5分子筛原粉。借助X射线衍射仪、X荧光光谱仪分析了ZSM-5组成及结晶度,采用扫描电镜观测了ZSM-5分子筛晶粒形态。结果表明,采用晶种法,在180℃下晶化10~15 h,可制备平均硅铝比为35.5的ZSM-5分子筛原粉;以正丁胺为模板剂,于160℃晶化24 h,可制备结晶度为94%,硅铝比为105的ZSM-5分子筛原粉。分别以晶种法和模板剂法合成的HZSM-5分子筛为活性组分的催化剂,均具有较好的水热稳定性。     

无胺体系中ZSM-5分子筛的合成研究

以工业用水玻璃和硫酸铝为原料，采用水热法在无机体系中合成ZSM-5分子筛，并通过XRD、N2吸附脱附等测试手段对合成样品进行了表征，考察了主要合成条件对分子筛性能的影响。研究结果表明，不同的晶化温度所需的最佳晶化时间有所不同，晶化温度高则所需的晶化时间就相对较短；当pH值在9.5~10.5之间时，才能得到性能好的ZSM-5分子筛。研究还发现，投料Si/Al比、晶种加入量、硅源温度对分子筛的性能有着显著的影响。     

低成本合成纳米ZSM-5分子筛及其在芳烃转化中的应用

以四丙基溴化铵为有机模板剂合成了纳米ZSM-5分子筛,将晶化合成的母液回收后,采用不同回用比例的母液部分甚至全部替代四丙基溴化铵合成纳米ZSM-5分子筛,通过XRD,SEM,NH3-TPD等方法对合成产物进行了表征。表征结果显示,母液回用比例50%时合成的纳米ZSM-5分子筛的晶相结构和酸性与无母液回用时合成的纳米ZSM-5分子筛近似。将合成的纳米ZSM-5分子筛制成催化剂,用于苯烷基化和甲苯择形歧化反应。实验结果表明,相比大晶粒ZSM-5分子筛,纳米ZSM-5分子筛制备的催化剂用于苯烷基化反应时,苯转化率和二甲苯选择性明显提高;用于甲苯择形歧化反应时,甲苯转化率和苯选择性提高接近1倍,二甲苯选择性提高1倍以上。     

ZSM-5晶粒尺寸调控及其催化甲醇制烃过程积炭的形成及落位研讨

分子筛的合成及应用一直是学术研究的热点,ZSM-5分子筛以其强酸性,有序的微孔结构成为酸催化中一种重要的催化材料。在催化甲醇转化反应中,微孔扩散限制引起的积炭是降低ZSM-5分子筛催化性能,导致其失活的主要原因。改善ZSM-5分子筛扩散性能,增强其抗积炭性能是当前研究的热点。调控ZSM-5晶粒尺寸是改善其扩散性能的重要途径之一。本文系统综述了水热合成中硅源、铝源、p H值、模板剂、老化及晶化过程等关键制备因素对ZSM-5分子筛晶粒大小的影响,获得了调控ZSM-5晶粒尺寸的关键依据,并深入就近年来ZSM-5分子筛催化甲醇制烃反应中有关积炭的形成及其落位研究进行了总结阐述,以期进一步指导ZSM-5催化剂的可控和精细合成。     

超浓体系合成纳米ZSM-5分子筛及其柴油加氢降凝性能

采用均匀的超浓合成体系,在晶化时间20 h条件下,合成出了纳米ZSM-5分子筛,晶粒尺寸20~30 nm,研究了低水含量、复合表面活性剂的使用、晶化时间、硅铝比条件对合成的纳米ZSM-5分子筛性质的影响。尤其是复合表面活性较大影响了纳米ZSM-5的形貌、晶粒尺寸和结晶度,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD等分析手段对纳米ZSM-5进行了分析表征。200 mL加氢评价结果表明,纳米ZSM-5具有较好的柴油加氢降凝性能。     

晶种法合成ZSM-5分子筛规律的研究

以水玻璃为硅源,采用晶种替代有机模板剂在水热条件下合成ZSM-5分子筛。考察晶化温度、晶化时间、水硅比及合成凝胶pH值对ZSM-5分子筛相对结晶度的影响,结果表明,在无机体系中,当水硅摩尔比[n(H2O)/n(SiO2)]为18时,合成ZSM-5分子筛的最佳条件为：晶化时间10～13 h,晶化温度180 ℃,凝胶pH值控制在9左右。采用XRD、SEM等方法对采用晶种和引入有机模板剂正丁胺两种方法合成的ZSM-5分子筛样品进行表征,并以大庆VGO为原料,在重油微反装置上对分子筛进行催化性能评价,结果表明：在原料配比相同的情况下,两种方法合成的ZSM-5分子筛样品的结晶度、晶体形貌都相差不大,且具有较高的结晶度;两种方法合成的ZSM-5分子筛的催化性能差别不大。     

晶化时间对ZSM-23分子筛物化性质及催化C4烯烃裂解性能的影响

考察了ZSM23分子筛在晶化过程中的变化规律及其在催化碳四烯烃裂解制乙烯、丙烯反应中的催化性能。采用XRD，SEM，TG-DTA，FT-IR等技术对不同晶化时间合成的ZSM23分子筛的结构、表面酸性进行了表征。结果表明，晶化时间为48h时，分子筛晶体开始出现；晶化72h时，无定形物相基本消失。当晶化时间从72h再延长至120h，ZSM-23分子筛的晶粒大小、形貌基本保持不变。以晶化时间为72h的ZSM-23分子筛制备的催化剂，在催化碳四烯烃裂解制乙烯、丙烯的反应中表现出最佳的催化性能，其乙烯加丙烯的收率达36．97％。     

纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛的设计合成及其催化甲醇制丙烯反应性能

采用硅凝胶原位转化自组装的方法,并且没有使用第二模板剂或有机添加剂情况下,成功地水热合成了纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛。对合成样品进行了N₂吸附-脱附、SEM、TEM和XRD表征,并考察其催化甲醇转化制丙烯(MTP)反应性能。结果表明,多级结构ZSM-5分子筛由50~90 nm的ZSM-5晶体堆积而成,具有丰富的介孔结构;其介孔孔容和外比表面积相对常规ZSM-5分子筛和纳米晶ZSM-5分子筛都有较大的提高,并且结晶度良好。相对于纳米晶ZSM-5分子筛,纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛由于其结构上的优势,具有更好的扩散性能,能够有效地提高催化寿命及丙烯选择性,在产品分离上也具有极大的优势。     

乙醇对晶种法合成六角板状ZSM-5催化剂的影响

以硅溶胶为硅源,采用晶种法水热合成ZSM-5分子筛,考察了乙醇对ZSM-5分子筛相对结晶度、晶粒尺寸和酸性等性质及其催化性能的影响。利用XRD、SEM、NH3-TPD、27Al NMR等手段对不同乙醇含量ZSM-5分子筛样品进行表征。结果表明,在一定范围内,乙醇可提高ZSM-5分子筛相对结晶度,起到了一定的模板作用;随着乙醇含量的增加,晶体尺寸先增大后减小,乙醇具有调控晶粒尺寸的作用;乙醇可促进合成体系中的铝进入分子筛骨架,具有显著增强酸性的作用。当乙醇/Al_2O_3摩尔比为1.5时,得到结晶度高、尺寸为4~5μm、六角板状形貌的ZSM-5分子筛。在甲苯歧化反应中,添加乙醇合成的ZSM-5催化剂表现出优良的催化性能,与未添加乙醇合成的ZSM-5催化剂相比,甲苯转化率提高了5~8百分点、对二甲苯选择性提高了1~2百分点。     

原位水热合成ZSM-5/堇青石整体催化剂及其对甲苯、甲醇烷基化的催化性能

以蜂窝状堇青石为载体,采用原位水热合成法制备ZSM-5/堇青石整体催化剂,采用XRD和SEM等手段对其进行表征,考察模板剂四丙基氢氧化铵（TPAOH）用量、硅铝比和晶化时间等因素对ZSM-5分子筛在堇青石载体表面生长的影响,并评价其对甲苯、甲醇烷基化反应的催化性能。结果表明：通过调节TPAOH用量、硅铝比、晶化时间等条件,可有效控制ZSM-5在堇青石表面的生长;不同硅铝比的ZSM-5在堇青石表面生长的差异较大,而通过调节TPAOH用量可有效控制ZSM-5在载体表面的负载量和晶体颗粒直径;与ZSM-5粉末催化剂相比,ZSM-5/堇青石整体催化剂上的甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高;随着硅铝比增大,ZSM-5/堇青石整体催化剂上的甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高。     

极浓体系下纳米级ZSM-5分子筛的合成

在以粗孔硅胶为硅源的极浓合成体系中,合成出纳米级ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2吸附-脱附等方法对其进行表征,考察了水量、模板剂用量和碱度对合成的ZSM-5分子筛的相对结晶度、晶化速率、形貌和酸性分布的影响。实验结果表明,在极浓合成体系(n(H2O)∶n(Si O2)=5~12)中,低水量下易于合成纳米级ZSM-5分子筛,且在一定范围内,随水量的减少,ZSM-5分子筛的酸性下降,晶化速率加快;ZSM-5分子筛的晶粒平均尺寸随模板剂用量的增加而减小,模板剂用量对ZSM-5分子筛的酸性和晶化速率的影响不明显;碱度对ZSM-5分子筛相对结晶度的影响较小,是调整分子筛粒径的重要手段,在一定范围内,碱度增加,合成的ZSM-5分子筛的晶化速率加快,酸量减少。     

FeZSM-5/Raney Fe选择性催化还原NO的活性和水热稳定性

采用原位晶化法合成的FeZSM-5／Raney Fe催化材料，提高了ZSM-5分子筛中骨架Al的稳定性和分子筛上铁离子的担载量。此材料在用作脱氮氧化物催化剂时具有优良的催化活性和水热稳定性。以NH3作还原剂还原模拟汽车尾气中的NO，390℃时NO转化率最高为85．5％；在体积分数为10％的水蒸气存在气氛中连续运行500h，催化剂仍保持良好的催化活性和水热稳定性，且系统引入50μL／L SO2对其催化性能没有不良影响。     

类固相法合成具有片状形貌的ZSM-5分子筛

采用类固相合成法,在H2O/SiO2摩尔比为0.5~1.0的条件下,采用高压喷雾混合技术,合成了具有片状结构形貌的ZSM-5分子筛,解决了类固相合成体系中,由于水含量较低,固、液两相混合不均匀的问题。结果表明,在形貌方面,ZSM-5分子筛晶粒形状不规则,表面粗糙,具有片层结构形貌;在孔结构方面,ZSM-5分子筛比表面积为405 m2/g,孔体积为0.37 cm3/g,具有多级孔分布的特点。研究了合成条件对ZSM-5分子筛性能的影响,Na2O/SiO2摩尔比为0.03~0.13时均能合成出ZSM-5分子筛,当复合表面活性剂P与SiO2摩尔比为0.036、晶化时间为20 h时,ZSM-5分子筛结晶度最高达到112 %。研究了晶化过程中水的作用,水主要以水蒸气形态存在,水蒸气主要起到传热作用。合成的ZSM-5分子筛具有较好的柴油加氢异构降凝性能,当柴油凝点降至-35 ℃时,柴油收率达到95.50 %,具有较高的柴油收率,同时产品性质较好。     

晶化时间对高岭土微球上ZSM-5沸石的原位合成及其催化性能的影响

 采用XRD、SEM、FT-IR和N₂吸附等技术研究了晶化时间对高岭土微球上合成ZSM-5沸石的影响。并以大庆VGO为原料， 在重油微反装置上考察了晶化时间对高岭土微球原位合成ZSM-5沸石催化性能的影响。结果表明，晶化时间不超过24h时,只有ZSM-5沸石类似，NaP和MOR沸石的相对结晶度也是随晶化时间的增加而先增加后下降。不同晶化时间制得的样品均以B酸为主, L酸量较少, 有利于催化裂化反应进行。晶化时间为48小时的样品可以作为增产丙烯助剂, 在催化剂中添加5%(质量分数)时, 丙烯收率可从7.12%提高到9.46%。     

两段晶化法快速合成均匀单分散小晶粒ZSM-5分子筛

在无添加任何其它组分条件下,采用简单两段晶化合成法制备出具有均匀单分散小晶粒ZSM-5分子筛。通过采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成结果进行分析可知,合成的分子筛是典型的ZSM-5结构分子筛,晶粒十分均匀而呈单分散,粒度大小约为200~300nm。考察了预晶化温度和时间、晶化生长温度和时间、合成碱度和硅铝比等对快速合成小晶粒ZSM-5分子筛的影响。结果表明,在相对高碱度和较低预晶化温度条件下有利于快速(总共4~6h)合成高质量小晶粒ZSM-5分子筛。