无黏结剂β沸石的制备及其苯加氢烷基化性能

将硅铝原料与β沸石晶种混合成型,对成型前驱体进行水热转化制备无黏结剂β沸石,考察了模板剂质量和用量、晶化温度和晶化时间对制备材料的影响。结果表明优化条件下制备的无黏结剂β沸石产物晶体尺寸小,具有丰富的孔结构、较大的比表面以及较高的机械强度。基于无黏结剂β沸石负载金属钯(Pd)制备的加氢烷基化催化剂具有良好的催化性能,质量分数为0.3%Pd/Hβ催化剂上苯加氢烷基化反应中环己基苯的收率可达27.8%。     

无黏结剂Zn/ZSM-11催化剂的异丁烷和二甲醚芳构化催化性能

采用常规浸渍法制备系列Zn/ZSM-11催化剂,对其进行N2吸附-脱附和Py-IR表征,并用于催化异丁烷和二甲醚芳构化反应。结果表明,氧化铝成型Zn/ZSM-11催化剂(Cat-A)的BET比表面积和孔体积最大,无黏结剂Zn/ZSM-11分子筛催化剂(Cat-C)的最小;氧化硅成型Zn/ZSM-11催化剂(Cat-B)的微孔体积与Cat-C的差别不明显。催化剂的B酸量及B酸/L酸顺序为:Cat-ACat-BCat-C。与Cat-A和Cat-B相比,Cat-C上异丁烷转化率和产物中芳烃收率最高。     

晶种溶液辅助合成ZSM-5沸石及偏三甲苯异构化催化性能研究

以四丙基氢氧化铵为模板剂,商业硅溶胶为硅源,在100℃下合成了晶种溶液。同时,在无模板剂体系下,以晶种溶液辅助成功合成了结晶度良好的ZSM-5沸石,并探究了其合成条件。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)测试方法对合成的沸石样品进行表征。结果表明：在无模板剂存在下,仅添加0.5%(质量分数)晶种溶液即可合成ZSM-5沸石;同时,在最佳合成条件下,170℃晶化8 h可合成亚微米级ZSM-5沸石团聚体,粒径为500 nm左右。此外,在偏三甲苯异构化反应中,硅铝比为30的样品具有更好的催化性能,其偏三甲苯质量转化率、均三甲苯质量收率及均三甲苯选择性分别为32.81%、20.81%和63.42%。     

利用高岭土合成ZSM-5沸石

对苏州高岭土的特性以及不同温度焙烧的高岭土结构变化进行了考察,以碱抽法确定其中的活性SiO2和活性Al2O3的含量,分别以有胺法(正丁胺)和无胺法合成得到较高相对结晶度的ZSM-5沸石,并对产物进行表征.结果表明,高岭土最佳焙烧温度为950℃,有胺法和无胺法合成的ZSM-5沸石相对结晶度分别达54.6%和53.3%,产...     

无铝Ni-β沸石的合成与结构表征

研究了水热法合成无铝Ni β沸石的方法 ,讨论了合成条件对无铝Ni β沸石晶化的影响 ,得出适宜的初始凝胶组成为n(SiO2 )∶n(NiO)∶n(Na2 O)∶n[(TEA) 2 O]∶n(H2 O) =60∶(1～ 3)∶(1 5～ 4 5)∶(1 1～ 1 3)∶(90 0～ 1 2 0 0 )。通过化学分析、XRD、IR和ICP测定了样品的化学组成并对其结构进行了表征 ,结果表明所合成的Ni β沸石晶粒均匀 ,Ni进入了沸石骨架。     

粉煤灰为原料水热合成ZSM-5沸石的工艺条件

以工业废弃物粉煤灰为初始原料,经酸处理除杂、碱处理活化后,采用常规水热法合成高纯ZSM-5沸石。考察酸处理过程的温度、时间和酸浓度等对酸浸取效果的影响,以及碱处理过程的焙烧温度和碱灰质量比等对碱熔活化的影响,采用XRF、XRD、SEM以及N2吸附-脱附等手段对各阶段样品进行表征。结果表明,盐酸处理可以除去粉煤灰中氧化钙、氧化铁等绝大部分碱性氧化物杂质,最适宜酸处理条件下所得粉煤灰中氧化硅和氧化铝质量分数之和由51.51%上升到处理后的85.37%;以最适宜高温氢氧化钠碱熔活化条件下所得活性硅铝溶液为原料,水热合成类似球状结构并具有较高比表面积和相对结晶度的高纯ZSM-5沸石,进而获得粉煤灰水热合成ZSM-5沸石的最佳工艺条件。     

轻汽油醚化沸石催化剂反应性能

以催化裂化轻汽油为原料对开发的RZE-3沸石型醚化催化剂的反应性能进行了研究,并与树脂型催化剂进行对比。结果表明,沸石型醚化催化剂RZE-3的烯烃转化率、产物选择性与树脂型催化剂相当。沸石型催化剂由于具有优良的热稳定性,可反复再生,克服了树脂型催化剂不能再生、废弃催化剂会对环境造成污染等缺点。醚化原料中微量碱性氮化物在沸石型催化剂强L酸中心发生强吸附,是催化剂上胶质形成的主要途径和起点。沸石型醚化催化剂RZE-3的研发成功为清洁燃料洁净生产提供了可能。     

在多孔α-Al2O3陶瓷管上合成 ZSM-35型沸石膜

分别以吡咯烷和正丁胺为模板剂,在多孔α-Al₂O₃陶瓷管（3～5 μm）外表面上原位直接合成出ZSM-35型沸石膜,XRD、SEM对沸石膜进行表征和单组分气体H₂、N₂ 和C₃H₈的渗透性能测试表明：所合成出的沸石膜表面连续完整,晶粒之间互锁生长,沸石膜的厚度约为12～18 μm,具有典型的ZSM-35沸石结构,不同的模板剂对沸石膜的表面形态影响较大;经不同焙烧温度处理的沸石膜, 随着处理温度增高, 沸石膜表面晶粒的排列沿(h 0 0)取向性明显增强;所合成的沸石膜在室温下单组分气体H₂、N₂和C₃H₈渗透率达到10^-6数量级,H₂/N₂ 和H₂/C₃H₈理想分离因数均超过Knudsen扩散.     

ZSM-22分子筛合成研究进展

ZSM-22是一种高硅铝比分子筛,由于特殊的孔道结构,在异构化和烷基化反应中表现出较好的选择性和催化性能,近年来备受关注。综述了ZSM-22分子筛的结构特征、合成研究进展及各种合成因素的影响。     

氢型无粘结剂丝光沸石催化乙醇胺氨化制备乙二胺

将硅铝原料与丝光沸石晶种混合成型,对成型前驱体进行水热转化成功制备了c轴方向晶体尺寸为100~200nm的无粘结剂丝光沸石分子筛,通过XRD、TEM、SEM对其进行了表征,结果表明制备的无粘结剂丝光沸石分子筛具有规整的宏观形貌、较高的结晶度和机械强度。基于制备的无粘结剂丝光沸石分子筛,研制了乙醇胺(MEA)催化氨化制乙二胺(EDA)的催化剂。制备的无粘结剂丝光沸石催化剂具有较高的表面酸性以及丰富的孔结构,表现出良好的催化活性和乙二胺选择性。在反应温度为330~340 ℃,乙醇胺液时空速(LHSV)为0.40 h-1, n(NH3)∶n(MEA)= 30,反应压力为1.8 MPa的条件下进行稳定性实验,MEA的单程转化率约50%,EDA选择性大于70%,EDA和哌嗪(PIP)的总收率在40%左右,催化剂运行1400h保持良好的稳定性。再生实验结果表明再生后催化剂活性有较好的恢复。     

ZSM-48分子筛的制备及其加氢异构催化性能研究

通过静态水热法合成了系列低硅铝比,且具有一维十元环孔道的酸性、孔径适中的ZSM-48分子筛,考察晶种加入量对晶化时间、结晶度和酸性的影响。选用结晶度较高的分子筛作为酸性组分与拟薄水铝石一起通过挤条成型、浸渍贵金属Pt,制得加氢异构裂化催化剂。选用正十六烷为模型化合物,在固定床微反装置上研究催化剂加氢异构性能,结果表明,加入晶种后合成的分子筛加氢异构活性大为提高。     

多级孔ZSM-5分子筛的制备及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

采用不同浓度的四乙基氢氧化铵(TEAOH)溶液处理HZSM-5分子筛,并通过XRD、XRF、H2化学吸附、吡啶红外吸附(FT-IR)和N2低温物理吸附对样品进行表征分析,考察有机碱溶液对载体和催化剂物化性能的影响。表征结果显示,低浓度的TEAOH溶液处理HZSM-5后形成介孔-微孔多级孔道结构,介孔容积和外比表面积明显增加,进而提高催化剂表面Pt金属裸露度;高浓度有机碱处理则能够明显增加分子筛表面酸性,同时引起催化剂表面Pt分散度下降。采用有机碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-Na/HZSM-5催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着有机碱溶液的增加,丙烷初始转化率逐渐增加,丙烯选择性则逐渐下降,稳定性呈现出先增加后减少的趋势。以20 mol·L-1有机碱溶液处理HZSM-5分子筛为载体制备的催化剂用于丙烷脱氢活性评价显示,反应120 h后丙烷化率为34.93%,丙烯选择为98.67%,该催化剂脱氢活性和稳定性较佳。     

One‐pot synthesis of binderless zeolite A spheres via in situ hydrothermal conversion of silica gel precursors

One‐pot synthesis route was explored for preparing binderless zeolite A via an in situ hydrothermal transformation process involving the preformation of silica gel precursors. Synthesis process was optimized and resulting samples were characterized using XRD, Raman spectroscopy, EDS, ²⁹Si and ²⁷Al NMR spectroscopy, SEM, HRTEM, and pore structure analyses. Furthermore, the kinetics for the in situ synthesis was investigated and the underlying crystallization mechanism was interpreted. The transformation of silica precursors was accomplished via controlling the synthesis parameters which govern the crystallization through determining the dissolution rate of silica nanoparticles, diffusion of Al species into silica precursors and crystal nuclei growth. Subsequently, Al species could contact and react with released Si species from silica nanoparticles to build the structural units that finally construct the LTA framework through self‐organized arrangement. On pure zeolite A phase basis, the synthesized binderless sample exhibits higher specific surface area and n‐paraffins adsorption capacity than binder‐containing zeolite. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 4027–4038, 2018     

纳米TS-1分子筛的合成及环己酮肟化反应性能

采用预晶化后补充硅源的合成方法,在模硅物质的量比0.15条件下,合成晶粒尺寸300 nm的TS-1分子筛。考察模板剂用量和预晶化时间对分子筛合成的影响,并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis和N2吸附-脱附对分子筛进行表征,通过环己酮肟化反应考察分子筛催化性能。结果表明,相对于传统法合成的TS-1分子筛,采用预晶化补硅法合成的TS-1分子筛具有较大的比表面积和介孔体积,而且其非骨架钛含量减少,能够有效地提高环己酮肟化反应的转化率、选择性和催化剂寿命。     

新型碳八芳烃异构化催化剂的制备及其性能

选用独特结构的分子筛材料为酸性组元,制备了新型碳八（C8）芳烃异构化催化剂,并对该催化剂的异构化能力进行了研究。选取目前工业用催化剂作为对比催化剂,采用相同的反应原料,在各自最佳的反应条件下,与新型催化剂进行比较。实验结果表明,随着原料的不同,在反应产物中,新型催化剂反应中的对二甲苯在二甲苯中的浓度为19.06%～24.14%,乙苯转化率为32.07%～41.50%,C8烃收率为97.08%～99.11%,远高于对比催化剂;同时,甲苯含量为0.26%～1.20%,重芳烃含量为0.22%～0.62%,远低于对比催化剂。同对比催化剂相比,新型催化剂具有较高的异构化活性和选择性,能在较高的空速下运行。     

利用表面活性剂合成含丰富介孔的EU-1分子筛

利用十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、JH聚羧酸高性能减水剂JH-01和JH-03等表面活性剂合成EU-1分子筛,并考察了不同表面活性剂对合成EU-1分子筛的影响。通过XRD,SEM,NH_3-TPD和N_2吸附-脱附等表征手段对合成样品进行物性表征及对其二甲苯异构化的催化性能进行评价。结果表明,添加这4种表面活性剂能够成功合成结晶度较高的EUO拓扑结构分子筛;与原样比较,其总比表面积、总孔体积、介孔表面积和介孔体积均明显增大。添加十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的样品,其介孔体积最多可增加20.2%,极大降低了反应扩散限制,其二甲苯异构化活性从23.34%增大到23.62%,从而提高了EU-1分子筛的反应活性。     

磷铝复合改性ZSM-5分子筛及其催化性能

ZSM-5分子筛是一种重要的高硅铝比择形催化剂,具有较强的酸性和较好的热、水热稳定性,通过对该分子筛进行磷与铝的复合改性,对其酸性质和孔结构进行了调变。研究结果表明,当磷铝负载量（质量分数）大于10%时,磷铝物种以片状形式沉积在ZSM-5分子筛表面,不仅提高了分子筛的酸量,还形成了孔径在10 nm左右的介孔。这种高酸性的多级孔结构使其正辛烷裂化转化率明显提高,丙烯收率增加20%以上;在重油催化裂化评价反应中降低了渣油和焦炭收率,丙烯的收率提高了1%。     

La改性ZSM-5分子筛及其在催化裂解反应中的应用

采用高温水热法和等体积浸渍法将La离子负载于ZSM-5分子筛上得到了改性ZSM-5分子筛材料。水热法La改性样品改变了ZSM-5的晶胞尺寸,提升了其强酸、弱酸及总酸量。浸渍法改性样品也提高了其酸量但是对晶胞参数没有影响。将改性样品应用于正己烷催化裂解反应中,两种方法均得到了较高的双烯收率,其中水热法改性样品在空速为6 h^-1时乙烯收率和丙烯收率分别为23.39%和25.17%,这与原样相同空速下的乙烯丙烯收率（乙烯为21.19%,丙烯为21.04%）相比分别提升了约2%和4%,略高于浸渍法改性样品。在长周期反应寿命方面也有了显著提高,在空速为4 h^-1时,水热法改性样品（2000 min）和浸渍法改性样品（1600 min）均显著优于原样（800 min）。这些结果表明采用水热法La改性可以更好地提升ZSM-5分子筛在正己烷催化裂解反应中的性能。     

原位固相转化法合成ZSM-35沸石

在原位固相转化体系下成功合成了ZSM-35沸石。利用XRD、IR和SEM等手段表征了物理化学特性,并探讨了碱度对晶化过程及晶体形貌的影响。酸碱浸泡试验及耐热测试均表明,该体系下合成的ZSM-35沸石具有良好的耐酸、耐碱性和优良的热稳定性。     

ZSM-35分子筛合成及影响因素研究

在氢氧化钠和氢氧化钾溶液中,以环己胺和硅溶胶为原料,通过K+与Na+对丝光沸石生成的抑制,成功合成了纯度很高的ZSM-35分子筛相,并利用X-光衍射分析仪对不同条件下形成的样品XRD光谱图,对影响ZSM-35分子筛生成的外界因素进行了分析,结果显示:ZSM-35分子筛形成的最佳碱度是3.3~3.5,n(SiO2)∶n(Al2O3)=20,晶化时间为40h时,ZSM-35分子筛的特征衍射峰强度很高,可以合成高纯度度晶化的ZSM-35分子筛样品,为ZSM-35分子筛的开发利用提供新的思路。