频率响应法研究噻吩在CeY分子筛上的吸附行为

以NaY、液相Ce离子交换改性的Y型分子筛(L-CeY)为研究对象,运用N2吸附、XRD、NH3-TPD和Py-FTIR等实验方法表征两种Y型分子筛的物化性能。采用频率响应技术(FR)和智能重量分析仪(IGA)研究噻吩在两种分子筛上的吸附行为,并考察噻吩在稀土离子改性Y型分子筛上的不同吸附作用模式。结果表明,频率响应技术能够有效识别分子筛孔道内发生的不同传质过程。噻吩在NaY分子筛上的吸附行为较为简单,存在孔道吸附和π电子相互作用两种吸附过程;而在L-CeY分子筛上吸附行为较为复杂,同时存在孔道吸附和"S-M"吸附等多种吸附过程,另外,在高温条件下,还存在复杂的催化反应过程。     

REY对噻吩和四氢噻吩催化转化行为的红外光谱研究

以NaY、HY、液相稀土Ce离子交换改性的Y分子筛(L-CeY)和稀土离子改性的超稳Y分子筛(HRSY-3)为研究对象,在氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-FTIR)表征其酸性能的基础上,采用原位傅里叶变换红外光谱(In situ FTIR)技术以噻吩和四氢噻吩作为探针分子,研究噻吩硫化物在稀土离子改性的Y型(REY)分子筛上的吸附及转化行为。结果表明,室温条件下噻吩在分子筛强B酸中心作用下即可发生质子化反应,质子化的噻吩分子可进一步发生低聚反应,且稀土物种和非骨架铝有关的L酸中心与B酸的协同作用促进质子化噻吩向低聚物的转化;而四氢噻吩在NaY、HY及REY型分子筛上均无催化反应发生。     

噻吩在Y型分子筛上吸附与转化行为

以NaY、HY、液相Ce离子交换改性Y分子筛(L-CeY)为研究对象,运用Py-FTIR和NH3-TPD对Y型分子筛的酸类型、酸强度、酸量进行了表征;采用原位红外光谱技术研究了噻吩在Y型分子筛上的吸附和转化行为。结果表明,分子筛的B酸位是噻吩发生质子化及低聚反应的活性中心。Y型分子筛对噻吩的催化活性顺序为L-CeYHY,这可由Y型分子筛B酸位的量和强度区别以及稀土离子物种与B酸中心的协同作用进行解释。     

频率响应法研究苯在N a Y分子筛上的吸附和扩散行为

利用频率响应技术考察了苯在N a Y分子筛上的吸附、 扩散行为, 并与TG / DTG曲线和吡啶红外等技 术相结合来分析苯在分子筛上的吸附扩散机理。结果表明, N a Y分子筛中存在两种酸性中心, 即弱B酸中心和弱L 酸中心, 且以L酸中心为主; 在3 3 3、 4 2 3K时, 苯在N a Y分子筛上有两个吸附作用力, 分别是孔填充物理吸附和π电 子相互作用两种吸附形式。逐渐接近加氢催化裂化反应的温度( 5 7 3K) 时, 苯在 N a Y分子筛上的传质仍以吸附过程 为主。但是6 2 3K时, 在 N a Y分子筛上的传质以扩散过程为主, 吸附作用力弱, 易脱附, 更易于芳烃分子在其上的扩 散, 从而提高加氢裂化反应性能。     

频率响应法研究苯在Y型分子筛上的吸附扩散行为

以NaY和HY分子筛为研究对象,运用N2吸附表征两种Y型分子筛的物化性能;以苯为芳烃的模型化合物,采用频率响应技术(FR)和智能重量分析技术(IGA)相结合的方法,研究了苯在Y型分子筛上的吸附扩散行为。研究发现,苯与NaY分子筛骨架中Na+的相互作用大于苯与HY分子筛中B酸的相互作用,并且高温有利于苯在分子筛上的扩散。FR技术能够有效的识别客体分子在分子筛微孔孔道内发生的不同传质过程,并能识别出作用力的强弱,是研究微孔材料动力学的有效方法和手段。     

噻吩和烃类在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的吸附和扩散

通过液相离子交换法制备出Cu（Ⅰ）Y分子筛,并采用频率响应技术研究噻吩、苯、1-辛烯和正辛烷在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的吸附和扩散。结果显示,噻吩和正辛烷在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的传质过程的速控步骤为吸附过程,并存在两种不同的吸附过程,结合吸附等温线发现噻吩和Cu（Ⅰ）Y分子筛的作用力明显强于正辛烷的。苯在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的传质过程的速控步骤为扩散过程,结合扩散系数,表明苯在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的扩散为单一扩散过程。     

改性对分子筛酸性和烷基化脱硫性能的影响

对Na型分子筛分别进行不同性质的阳离子交换和热处理,得到了HY,USY,CeY,MgY,Hβ和USβ系列改性分子筛催化剂,并考察了改性分子筛催化FCC汽油烷基化脱硫的活性。通过吡啶吸附红外光谱表征,研究了改性对分子筛的表面酸性和催化活性的影响规律。结果表明,铵改性Y分子筛的酸量远远大于8分子筛。USY的B酸量、L酸量分别增大到了868．583,972．869gmol／g,其中L酸主要以弱酸的形式存在。UBβ的B酸量、L酸量也有所增加,但是强B酸量降低,强L酸量增加。Mg^2＋改性后的NaY分子筛总酸仅次于HY,但强B酸量仅为86．742μmol／g,强L酸量仅为31．335μmol／g;Ce^3＋改性后的NaY分子筛总B酸量和强B酸量仅次于USY,L酸量仅为58．308μmol／g,但无强L酸。结合小于100℃馏分段硫的转化率得出,总B酸量越多,且强B酸量越多（HY除外）,小于100℃馏分段硫的转化率越高。强L酸不利于噻吩类硫化物的烷基化反应。对于μ分子筛,强B酸中心是烷基化反应的主要活性位。     

基于原位红外光谱法的β分子筛上噻吩烷基化反应机理探究

运用原位红外光谱技术系统探究了噻吩与1-己烯在Hβ分子筛上的吸附、竞争吸附和烷基化转化行为,讨论了不同酸性位在噻吩及烯烃分子发生烷基化反应过程中所扮演的角色。结果表明,1-己烯分子优先在B酸位上吸附,并容易发生质子化和二聚反应,因此与噻吩分子的吸附及质子化反应过程存在显著的竞争关系;在Hβ分子筛非骨架铝物种上吸附的噻吩分子更易于与邻近B酸中心上质子化的1-己烯分子发生烷基化反应。研究结果可为烷基化脱硫分子筛催化剂的开发提供基础理论数据支撑。     

Y型分子筛吸附噻吩、苯的模拟和实验

用蒙特卡罗方法模拟了温度为29,62,100℃时噻吩、苯在NaY和Ce(Ⅳ)Y分子筛上的吸附等温线,并与实验测定的吸附等温线进行了比较。结果表明,各吸附等温线均属于第Ⅰ种类型的吸附等温线,并且随着温度的降低,噻吩、苯的饱和吸附量均增大。Burchart1.01-Dreiding2.1力场可很好的描述NaY,Ce(Ⅳ)Y分子筛与噻吩、苯分子之间的相互作用。     

噻吩在NiY上吸附与脱附行为的研究

利用傅里叶红外光谱(FT-IR)仪与智能重量分析仪(IGA)测定了噻吩在NaY和NiY上的红外谱图(FT-IR)、吸附等温线以及TPD谱图.FT-IR谱图表明,噻吩在NaY上无新的特征峰,可归属为物理吸附;而噻吩在NiY上于1391 cm-1和1440cm-1出现的特征峰,表明噻吩与NiY间存在π络合和S-M键,因此在NiY上既有物理又有化学吸附.吸附等温线表明噻吩在NaY上的饱和吸附量随着温度的升高而下降,与物理吸附特征吻合;在NiY上其302 K和335 K时吸附量相等,373 K时吸附量略有下降,表明噻吩在NiY上的作用方式.TPD谱图揭示了噻吩在NiY上存在两种活性中心,分别对应于不同的化学作用模式.     

CeY分子筛对HDS汽油的吸附脱硫及表面酸性的影响规律

用固相离子交换和液相离子交换法制备了CeY分子筛,利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附脱附、电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP)等方法表征了吸附剂的物理性质,借助NH3-TPD及吡啶-原位傅里叶变换红外(Py-FTIR)技术考察了吸附剂表面的酸度分布及酸类型。采用固定床动态吸附实验和色谱-硫化学发光检测(GCSCD)偶联技术系统考查了改性Y分子筛对加氢脱硫燃料油的吸附脱硫性能。结果表明,4种Y分子筛对加氢脱硫油脱硫能力大小顺序为S-CeYL-CeYNaYHY。表面酸性的差异显著地影响分子筛的吸附脱硫性能,两种方法制备的CeY分子筛表面酸性与NaY原粉差异较大,分子筛表面B酸中心是噻吩发生催化反应的活性中心。     

NiY/Beta复合分子筛吸附脱硫性能研究

采用液相离子交换法制备了NiY及NiY/Beta分子筛,利用智能重量分析仪测定了噻吩、苯在NiY、NiY/Beta分子筛上的吸附-脱附等温线,计算比较了噻吩、苯在分子筛上的扩散系数,同时使用固定床技术考查了改性后的分子筛对催化裂化汽油的吸附脱硫性能。结果表明,复合分子筛NiY/Beta仍然保持着较好的微孔结构,对噻吩的饱和吸附量大于苯的。而且噻吩在NiY/Beta分子筛上的相对扩散系数明显增大,而苯的扩散系数有所减少,这有利于噻吩在分子筛上的扩散过程,抑制了苯在分子筛上的吸附,从而提高了NiY/Beta复合分子筛对噻吩的选择性脱除能力。对于FCC汽油NiY/Beta复合分子筛也表现出更好的深度脱硫能力。     

改性Y型分子筛酸性与催化PHA制 PAP性能的关联性探究

采用水热合成法制备了NaY分子筛,经离子交换和水热处理制得HY、USY和 Ce-USY。研究了不同类型的Y分子筛对催化苯基羟胺重排合成对氨基苯酚的影响。XRD、N2吸附和Py-FTIR表征结果表明,此系分子筛虽然结晶性有差异,但均具有Y型分子筛的骨架拓扑结构。HY分子筛微孔孔径约为0.58 nm。NaY分子筛几乎无B酸中心。对其他3种分子筛而言,B酸量大小为：HY>USY≈Ce-USY;L酸量大小为：USY≈Ce-USY>HY。催化反应结果表明,Y型分子筛在此反应中表现出较差的效果,目标产物对氨基苯酚选择性和收率均低于15.00%。可见分子筛需维持酸性和孔径大小恰当时,才能使用最少的原料得到收率和纯度都较高的对氨基苯酚。     

Cu(Ⅰ)Y分子筛对不同硫化物的选择性吸附脱硫

采用液相离子交换方法且在高温N2氛下制备Cu(Ⅰ)Y分子筛。通过固定床、SCD色谱考察Cu(Ⅰ)Y对噻吩(T)、苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)及4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的选择性吸附。结果表明,Cu(Ⅰ)Y对于不同硫化物溶液脱硫效果依次为:苯并噻吩>二苯并噻吩>4,6-二甲基二苯并噻吩>噻吩。为了进一步研究不同硫化物在Cu(Ⅰ)Y分子筛上的吸附行为,利用密度泛函理论计算了上述不同硫化物在Cu(Ⅰ)Y分子筛上的吸附能,分子模拟结果表明,不同的硫化物在Cu(Ⅰ)Y分子筛表面上的吸附能为:苯并噻吩为-96.4kJ/mol,二苯并噻吩为-88.5 kJ/mol,噻吩为-111.5 kJ/mol,4,6-二甲基二苯并噻吩为-83.7 kJ/mol。计算结果和实验值基本吻合。     

Y型分子筛的改性成型及其对FCC汽油脱硫效果的研究

利用草酸对NaY分子筛进行脱铝改性,然后进行液相离子交换制得HY分子筛。并用HY和NaY分子筛进行FCC汽油的脱硫效果对比。结果表明,HY分子筛吸附脱硫效果明显好于NaY分子筛;成型HY分子筛比未成型HY分子筛的吸附脱硫效果好,HY分子筛中添加质量分数为25％的γAl2O3比不添加γAl2O3的HY分子筛的吸附脱硫效果好。HY分子筛静态吸附脱硫最佳时间为6h,最佳剂油质量比为1：3,最佳质量空速为0．5h,再生后的成型HY（ω（γAl2O3）=25％）能恢复到原来吸附能力的92．69％。     

CuHY分子筛吸附剂的等体积浸渍法制备及其脱硫性能考察

采用等体积浸渍法制备了CuHY分子筛吸附剂,运用XRD表征了吸附剂的晶体结构,Py-FT-IR技术表征了吸附剂的表面酸性能,利用固定床穿透曲线技术、WK-2D微库仑仪评价了改性分子筛的吸附脱硫性能。结果表明,当铜负载量为4%时,其吸附脱硫能力较佳,随着分子筛吸附剂的表面B酸量和表面L酸量比值的减小,其吸附脱硫性能越强。而当铜负载量较大时,因其表面出现氧化铜,而使其表面基本不存在B酸,吸附脱硫能力大大减弱。     

HY/MCM-41分子筛的制备及改性后在吸附脱硫中的应用

采用附晶生长法合成了HY/MCM-41复合分子筛,利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、智能重量分析仪(IGA)、吡啶原位红外(Py-IR)等技术对其物化性质进行了表征,发现HY/MCM-41复合分子筛具有微孔和介孔的双重孔道分布,且形貌为核壳结构。通过对金属Ce离子改性制得吸附剂的吸附脱硫性能考察,发现固相研磨法改性的吸附剂在空速为5h-1时吸附穿透硫容量可达1.81mg/g,大于液相离子交换法改性的吸附剂吸附穿透硫容量1.32mg/g。采用静态间歇法时,固相改性的吸附剂的脱硫率可达90.6%,高于液相改性的吸附剂脱硫率81.2%。同时发现,吸附剂表面的B酸对吸附脱硫有着抑制作用,而L酸尤其是弱的L酸的酸量与吸附脱硫性能有着正相关关系。