三维层状骨架结构硅酸盐分子筛AMH-3的水热合成研究及其表征

采用水热合成法,在不加入三氯化钛的条件下,合成出了具有三维层状骨架结构的锶硅分子筛AMH-3。对AMH-3的合成条件进行了系统的考察,并采用了SEM、XRD、TG-DSC等方法对合成样品进行了物理化学性能表征。结果表明,在不加三氯化钛合成AMH-3的体系下,硅源的选择具有决定作用,同时n(Na2O)∶n(SrO)和n(SiO2)∶n(SrO)也是影响AMH-3合成的主要因素,XRD、TG-DSC研究结果表明,合成样品在450℃煅烧后,其骨架结构保持稳定。     

SSZ-39分子筛的合成及晶化机理研究

SSZ-39分子筛是化学催化领域的新型催化剂。文中以自主设计、合成的N,N-二乙基-2,6-二甲基哌啶碱(DEDMP~+OH~-)为结构导向剂、硅溶胶为补加硅源,Y型分子筛提供铝源,采用低温老化、高温晶化的水热法成功地合成出SSZ-39分子筛。通过XRD,TG-DSC,NH_3-TPD等手段对合成样品进行了表征,对n(SiO_2)/n(Al_2O_3)、老化温度、补加硅源与Y型分子筛的加入顺序进行考察。由表征可知:n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=10～20,老化温度为25—45℃,晶化温度为180℃,可合成具有AEI拓扑结构的SSZ-39分子筛。最后对Y沸石转化合成SSZ-39分子筛的晶化机理进行了研究。结果表明,补加硅源与Y分子筛先形成无定形硅铝凝胶,随着晶化中间相ANA沸石生成,在结构导向剂的作用下,生成的ANA沸石转变为SSZ-39分子筛。     

用富含介孔的硅基材料合成微孔-介孔复合分子筛

以富含介孔的硅基材料为硅源,四乙基氢氧化铵为模板剂,NaAlO2为铝源,调节投料硅铝的摩尔比(n(SiO2)/n(Al2O3)),通过半固相原位合成法,制备了具有不同晶型的微孔-介孔复合分子筛。采用X射线衍射仪分析样品组成,扫描电镜观测样品晶体形态,使用容量吸附分析仪测量样品孔结构。结果表明,所得样品具有微孔-介孔复合结构,在较低硅铝摩尔比条件下(n(SiO2)/n(Al2O3)=20~50),产物主要为β微孔-介孔复合分子筛;硅铝摩尔比较高时(n(SiO2)/n(Al2O3)200),合成产物为ZSM-5微孔-介孔复合分子筛。     

动态条件下ZSM-12分子筛的合成

采用动态晶化法,系统考察了硅源、硅铝比、模板剂含量以及水含量对ZSM-12分子筛合成的影响,得到合成纯相ZSM-12分子筛的最佳条件为:硅溶胶为硅源,n(Si)/n(Al)=45~70,n(四乙基氢氧化铵,TEAOH)/n(SiO_2)=0.14,n(H2O)/n(SiO_2)=13。通过XRD、SEM、BET、NH3-TPD对所合成的产物进行了表征。体系中的硅铝比对所合成产物的晶相和晶化动力学有显著影响:当硅铝比(Si/Al摩尔比,下同)过低时,容易导致MFI和BEA结构的杂晶相的生成;硅铝比较高时,动态晶化比静态晶化更有利于提高分子筛的合成效率;体系中的n(TEAOH)/n(SiO_2)和n(H_2O)/n(SiO_2)会在很大程度上影响所合成产物的晶相和形貌。     

同质晶种法合成Silicalite-2分子筛及其表征

以白炭黑作为硅源,以NaOH作为碱源,以四丁基氢氧化铵或四丁基溴化铵作为模板剂,添加同质晶种(Silicalite-2分子筛),水热晶化合成纯相Silicalite-2分子筛,采用XRD表征技术对样品进行了表征。详细考察了晶化时间、晶化温度、n(TBAOH)/n(SiO_2)、n(H_2O)/n(SiO_2)、n(NaOH)/n(SiO_2)以及晶种量等条件对Silicalite-2分子筛合成的影响,确定了最优合成条件:晶化时间为2 d、晶化温度为120~140℃、n(TBAOH)/n(SiO_2)为0.06~0.14、n(H_2O)/n(SiO_2)为46~67、n(NaOH)/n(SiO_2)为0.03~0.28、晶种量为2%~4%。     

蒸汽相体系下低硅沸石DFT和GIS的合成

采用蒸汽相合成法,在F-作为矿化剂以及乙二胺作为液相的条件下,合成出低硅沸石DFT和GIS。重点考察了氢氟酸(HF)用量和硅铝比(n(Si O2)/n(Al2O3))对低硅沸石DFT和GIS合成的影响,其较佳固相凝胶组成分别为:n(HF)∶n(Si O2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=0.5∶1.0∶0.5∶5.0,n(HF)∶n(Si O2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=2.5∶1.0∶0.5∶5.0。元素分析和热重结果表明,双质子化的乙二胺起到平衡骨架负电荷的作用,结构导向合成出低硅沸石DFT和GIS。HF的用量对合成产物物相有明显影响,少量的HF有利于合成低硅沸石DFT,增加HF的用量则导致低硅沸石GIS的生成。     

介孔氧化硅材料组装纳米氧化锡的研究

采用水热晶化法一步合成了掺杂不同锡含量(以n(Si)/n(Sn)表示)的介孔结构氧化硅(MPS)复合材料.通过XRD、N2吸附-脱附、TEM、UV-Vis等分析测试技术对样品的结构进行表征.结果表明,当n(Si)/n (Sn)=100时,大多数锡以四配位状态存在于MPS骨架中;随锡的含量增加到n(Si)/n (Sn)=50时,MPS孔道内出现晶态SnO2纳米颗粒,并保持了良好的介观有序度和孔结构;进一步添加锡到n(Si)/n (Sn)=10时,更多的纳米SnO2颗粒分布在MPS孔道中,但其有序度遭到一定程度的破坏.     

NaY分子筛合成工艺

报道了以具有独特组成的硅铝凝胶为导向剂制备NaY分子筛的方法。所合成的NaY分子筛用SEM、XRD和BET等进行了表征,结果表明,该NaY分子筛粒径2μm左右,硅铝比n(SiO2)/n(Al2O3)为3.28,结晶度90%,比表面积703 m2/g。除晶化过程外,该合成NaY分子筛的工艺过程均在室温下进行,具有反应条件温和,易于调控的特点。     

干胶法制备W分子筛

以白炭黑为硅源,氢氧化钾为碱源,在干胶条件下合成了W分子筛。考察了铝源、反应体系组成、晶化时间和晶化温度对合成W分子筛的影响。结果表明:当氢氧化铝为铝源、n (K_2O)/n(Al_2O_3)=1.51、n (K_2O)/n (SiO_2)=0.91、晶化时间48h、晶化温度160℃时,所得样品经XRD和FTIR表征确认,得到了结晶良好、纯度较高的W分子筛。     

油页岩渣制备洗涤助剂4A分子筛的工艺条件和性能研究

以油页岩渣为原料,采用水热合成法制得4A分子筛.重点考察了n(Na2O)/n(SiO2)比、n(H2O)/n(Na2O)比、晶化时间、晶化温度对分子筛Ca2+交换量的影响.适宜的合成条件为:n(Na2O)/n(SiO2)=2.5,n(H2O)/n(Na2O) =50,晶化时间18 h,晶化温度90℃.并用XRD、SEM测试手段对合成的分子筛的晶体结构、表面形貌等进行了表征,结果表明,制备的样品为4A型分子筛结构,属于立方形晶型.     

SrO助催化剂对Fe1-xO基熔铁氨合成催化剂性能的影响

采用高温熔融法制备了不同SrO含量的Fe_{1- x} O基氨合成催化剂。在类似工业条件下（15MPa、30000h^-1）使用固定床反应器对催化剂进行了氨合成（氮的催化加氢）活性评价,并采用X射线能谱仪（EDS）、程序升温还原（H₂-TPR）、N₂程序升温脱附（N₂-TPD）、X射线粉末衍射（XRD）对样品进行表征。结果表明,随着SrO含量的增加,催化剂的活性先增加后降低,呈现出火山型活性变化趋势。当SrO质量分数为0.4%时,催化剂活性最高。SrO存在表面偏析现象,且SrO的添加并没有促进或明显抑制催化剂的还原。少量SrO的添加降低了N₂的解离活化能或降低了NH _x 物种的稳定性,提高了催化剂的活性;SrO含量进一步增加,覆盖了表面部分活性位,消耗了体相的重要结构助催化剂Al,降低了催化剂的活性和耐热性能。     

氨基功能化3DOM大孔硅铝催化材料的研究

以九水硝酸铝为铝源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三维有序聚苯乙烯(PS)微球为模板剂,合成三维有序大孔硅铝材料,对其采用后嫁接法引入氨基,制备含有氨基不同铝硅比的酸碱双功能催化剂。用扫描电镜显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对样品进行表征。考察了它们在苯甲醛与乙酸酐反应合成肉桂酸反应中的催化性能。结果表明,得到的硅铝材料具有三维有序大孔结构,孔径约为250 nm,孔壁约为50 nm,孔容约为0.6 cc/g,比表面积约为80 m2/g。所制备的酸碱催化剂对肉桂酸反应表现良好的催化性能。Si/Al物质的量比为8,氮元素元素百分比为5.16%的NH2-3DOMSiO2-Al催化活性最好,肉桂酸收率为61.93%。     

化学沉淀法合成超细二氧化硅

以硅酸钠为硅源,乙酸乙酯为酸化剂,通过沉淀法制备超细二氧化硅。考察了硅酸钠浓度、焙烧温度、超声分散等因素对制备二氧化硅的影响。通过一系列的实验得出制备超细二氧化硅较好的工艺条件：硅酸钠的浓度为0．20 g／mL,焙烧条件为600℃,4 h。并采用XRD、N2等温吸附-脱附、FT-IR、SEM等手段对二氧化硅进行表征。结果表明：所制得的二氧化硅为无定形结构,分散性较好,BET比表面积可达400 m2／g以上。     

ZSM-22分子筛的合成与表征

以1,6-己二胺（DAH）为模版剂,在水热合成条件下考察了合成方法、添加晶源、不同硅源、晶化温度、硅铝比等因素对合成ZSM-22分子筛的影响。并采用XRD、SEM等方法对合成样品进行了表征。实验结果表明,在晶化温度为433 K、原料配比为90（SiO2）∶1（Al2O3）∶27（DAH）∶27（K2O）∶3 600（H2O）时,采用正硅酸乙酯为硅源,以动态合成法可合成结晶度良好的ZSM-22分子筛。     

SYNTHESIS OF WELL-CRYSTALLIZED ZEOLITE BETA AT LARGE SCALE AND ITS INCORPORATION INTO POLYSULFONE MATRIX FOR GAS SEPARATION

Using a silica source with high specific surface area, aluminum zeolite beta was successfully synthesized in a very short crystallization period through the conventional hydrothermal route. The obtained materials were characterized by means of XRD, TEM, FESEM, EDS, TGA/DTG, and N₂ adsorption/desorption techniques. It is found that the well-crystallized zeolite beta can be rapidly synthesized at 170°C in 9 h and the highly porous silica source used could be completely converted into zeolite beta. No difference results from the silica source used. Moreover, through this synthesis route, it is also possible to conveniently obtain zeolite beta at high yield for manufacturing composite membranes for gas separations. The gas permeation tests show that the incorporation of porous zeolite beta into a polymer has modified the gas permeation properties significantly, indicating industrial application potential of this new type of composite material.     

表面活性剂对二氧化硅空心微球结构的影响

分别在阳离子和阴离子两种不同类型表面活性剂的存在下,用正硅酸乙酯(TEOS)为硅源包覆纳米尺度的碳酸钙颗粒,去除表面活性剂和碳酸钙,得到了二氧化硅空心微球。用TEM、XRD及低温氮吸附等测试手段对这类材料进行了表征,研究了表面活性剂对样品结构的影响。结果表明,在合成中加入表面活性剂,使二氧化硅空心微球的球壳上出现了介孔相,改善了样品的孔结构。空心微球的BET比表面积为399～898m2/g,明显高于未加表面活性剂的样品。     

四氯化硅水解制纳米二氧化硅粉体工艺研究

多晶硅合成过程中副产大量四氯化硅。以四氯化硅为硅源,通过水解反应成功合成了二氧化硅粉体。探讨了反应温度、四氯化硅的加料速度、四氯化硅和水的加料比、循环比等条件对二氧化硅比表面积的影响,并利用X射线粉末衍射仪、傅里叶红外光谱仪、比表面测定仪和粒度分析仪等测试工具对所制备的二氧化硅的结构、粒径等参数进行了表征。实验结果表明：在温度为50 ℃,四氯化硅的加料速度为2.0 L/min,加料比［m（四氯化硅）∶m（水）］为0.10~0.15,循环比为10 h-1的条件下,可制得满足橡胶补强剂要求的二氧化硅粉体。     

介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球的合成

以非离子表面活性剂［聚环氧乙烷（PEO）-聚环氧丙烷（PPO）-聚环氧乙烷三嵌段共聚物,P123］和阳离子聚电解质（聚二甲基二烯丙基氯化铵,PAC）形成的复合物胶束为模板,合成了具有球形形貌的介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附和热重分析（TGA）等手段对合成材料的形貌及孔结构进行了表征分析。结果表明,以有机复合物胶束为模板合成出的介孔KIT-6二氧化硅材料具有较规整的球形形貌,颗粒直径为2~3 μm,具有较大的比表面积和孔体积（747 m²/g和1.3 cm³/g）,介孔孔径为8.5 nm,且在整个颗粒内部介孔保持高度的有序排列。由于长链聚电解质PAC与硅源有着较强相互作用,样品可以在较高水热温度下（160 ℃）合成,有利于提升介观结构的稳定性。该合成方法对于介孔二氧化硅KIT-6单晶微球的合成及其在催化及吸附分离等领域的应用具有一定的启发意义。     

助剂二氧化硅对CO2加氢制备甲醇CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂(CZAZ)催化剂,用于二氧化碳加氢合成甲醇。通过加入少量的助剂二氧化硅得到了一系列CZAZ/SiO₂改性催化剂。采用XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD以及CO₂-TPD等技术进行表征,研究了助剂二氧化硅含量对催化剂的物理化学性质以及组织结构的影响。结果表明,助剂二氧化硅的含量对催化剂的组织结构具有较大的影响。同时评价了该组催化剂参与二氧化碳加氢合成甲醇反应的催化性能。测试结果表明,采用助剂二氧化硅质量分数为4%的改性催化剂,表现出较为优良的催化活性。助剂二氧化硅促进了活性组分氧化铜的分散,并且经过二氧化硅改性的CZAZ催化剂具有更大的比表面积,这些因素都对该催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇方面的良好表现起到重要作用。