ZSM—5沸石中非骨架铝对沸石裂化性能影响的初步探讨

用固体核磁共振和红外光谱等手段，研究了ＺＳＭ－５沸石经水热焙烧产生的非骨架铝对沸石结构性能和催化性能的影响。结果表明，水热焙烧产生的非骨架铝通过氟硅酸洗涤可部分除去；非骨架铝既存在于沸石内表面，也存在于沸石的外表面，覆盖了沸石的部分酸性中心。同时，用脉冲微反及轻油微反考察了非骨架铝对沸石裂化性能的影响。结果表明，非骨架铝的存在使沸石的裂化活性降低，但烯烃选择性增高，说明沸石中非骨架铝对提高沸石烯烃     

硅铝比对β沸石骨架振动的影响

用红外光谱表征了不同硅铝比β沸石骨架振动:表明i230cm~(-1)附近吸收峰,随硅铝比增加向高波数方向位移.     

非骨架铝形态对HY分子筛B酸强度的影响

利用周期性的密度泛函理论,研究了HY分子筛中加入[AlO]+和[Al(OH)]2+非骨架物种时对B酸强度的影响。去质子化能和氨气吸附能结果表明：[AlO]+和[Al(OH)]2+非骨架物种的加入可增强B酸强度,增强B酸强度能力[Al(OH)]2+物种强于[AlO]+物种;NH3在B酸位上吸附后会抢夺B酸的H原子变成NH4+,NH3作为给电子体系将电子转移给分子筛的B酸活性中心,B酸的酸性越强,转移的电子越多。通过几何结构参数和电子性质分析,发现非骨架物种对B酸结构的影响较小,但会影响分子筛骨架的电子结构,从而影响其酸性。     

骨架硅铝比对改性H-ZSM-5沸石孔结构及硅铝脱除行为的影响

以硅溶胶为硅源、铝酸钠为铝源,制备不同硅铝比的H-ZSM-5沸石,采用碱-酸处理方法对制备的沸石进行改性,利用XRD、FTIR、SEM、TEM和N_2吸附-脱附手段对处理前后的试样进行表征,考察了起始硅铝比对改性沸石孔结构和硅铝脱除行为的影响。实验结果表明,所制备的试样均具有H-ZSM-5沸石的特征衍射峰,碱-酸处理有利于脱除骨架外无定形硅铝和提高附加介孔率。随起始硅铝比的增大,沸石的介孔面积和介孔体积均增大,微孔面积和微孔体积先减小后增大,H-ZSM-5沸石的脱硅选择性增大,脱铝选择性减小。碱-酸处理过程中,H-ZSM-5沸石的脱硅选择性远高于其脱铝选择性;碱-酸处理后晶体表面部分无定形硅铝消失,出现织构性裂痕,且表面缺陷位数量随起始硅铝比的增大而增加。     

脱铝HY分子筛酸中心结构与酸性的固体NMR研究

分子筛的催化活性与酸性质密切相关,其酸性质与酸中心结构紧密相关。制备不同温度焙烧的脱铝HY分子筛,利用固体核磁共振结合探针分子技术,探讨了脱铝HY型分子筛的酸中心结构 (Al的配位状态)、酸性以及两者之间的对应关系。结果表明,在空气中焙烧NH₄Y时,焙烧温度越高,形成的非骨架铝物种越多;高温焙烧的脱铝HY分子筛中存在3种非骨架铝物种,分别为四配位、五配位和六配位非骨架铝。铝配位状态决定了酸类型及酸强度,骨架四配位铝对应于B酸位,非骨架六配位、五配位及四配位铝物种均对应于L酸位;非骨架铝物种的存在导致了B酸位的酸性增强。     

L沸石的脱铝改性研究

研究了L沸石在三种不同条件下的脱铝改性;用X射线衍射、核磁共振、红外光谱、原子吸收等方法测定了不同脱铝条件对沸石骨架的影响;用红外光谱和正己烷裂解反应考察了不同处理条件对其酸性和催化活性的影响。     

超稳Y型分子筛B酸中心可接近性的研究

超稳Y分子筛B酸中心可接近性是影响其催化裂化性能的关键因素,选取超稳Y分子筛（USY）和常规HY分子筛进行对比,结合晶格结构和孔结构表征参数,采用原位红外光谱技术以3种不同尺寸的探针分子（吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,6-二叔丁基吡啶）对两种分子筛的酸中心可接近性进行对比,并以大港轻柴油为原料进行催化裂化微反活性评价。结果表明：USY分子筛的超笼内B酸中心对较大尺寸探针的可接近性明显优于常规HY分子筛,并推断较低的B酸密度是USY分子筛表现出更高超笼内B酸中心可接近性的主要原因;USY分子筛的微反活性为69%,明显高于常规HY分子筛。     

脱铝Y沸石酸性和孔结构对苯和1-十二烯烷基化的影响

用不同脱铝方法制备了 4种脱铝 Y沸石催化剂 ,并利用 NH3-TPD、低温 N2 吸附以及 XRD技术对其物化性质进行了测定 ,并考察了其在苯与 1 -十二烯烷基化反应中的催化性能 ,揭示了脱铝 Y沸石的酸量、酸强度及孔结构在烷基化反应中的作用规律和本质     

改性Y型分子筛吸附脱除喹啉和吲哚过程的模拟计算

运用密度泛函理论（DFT）研究4种阳离子改性Y型分子筛(CeY,NiY,CuY,AgY)的吸附脱氮性能。采用GGA近似下BLYP交换的相关泛函和DNP基组，基于Fukui函数描述和布居分析法计算各个改性Y型分子筛的Lewis酸强度，结果显示Mulikun和Hirshfeld两种布居分析方法得到的4种改性Y型分子筛酸性强度由大到小的顺序均为：CeY>NiY>CuY>AgY；通过计算η1N和η5构型的吸附能，发现喹啉和吲哚在4种改性Y型分子筛的η5构型的吸附能要比η1N构型大，表明喹啉和吲哚的吸附构型以η5为主；计算了不同温度下CeY分子筛对喹啉和吲哚的吸附等温线，结果表明，吸附温度对吸附喹啉和吲哚影响不大，温度为298 K时CeY对吲哚的平衡吸附量大于喹啉。     

LaY沸石中La离子定位的研究

 由二交二焙工艺及液-固工艺制备LaY沸石，采用多晶XRD结合Rietveld结构精修确定了La离子在Y沸石骨架外的分布。结果表明，进入方钠石笼的La离子定位于SI'位置，与骨架O3形成配位，从而稳定沸石骨架，提高沸石水热稳定性。采用液-固工艺制备的LaY沸石中La离子与O3距离比采用二交二焙工艺制备的LaY沸石中La离子与O3的距离要短。因此，前者La离子与O3的作用更强。采用液-固工艺制备的LaY沸石中，每个La离子除与3个O3配位外，还与两个羟基配位，La离子以[La(OH)2]+形式存在。两种工艺制备的样品中，均有少量Na+定位于六方柱笼SI位置。采用二交二焙工艺制备的LaY沸石中，沸石骨架有轻微脱Al，有少量Al3+定位于SII'位置。     

ZSM-5分子筛酸性修饰及探针分子表征

采用柠檬酸、硫醚、苯胺、二苯胺、磷酸二氢铵及硅油作为改性试剂对二甲苯异构化专用HZSM-5分子筛进行液相浸渍改性,结合甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、乙苯及间二异丙苯的脉冲反应表征,对各种改性手段的效果进行评估。各种改性方法对微孔体积和比表面积的影响很小,均减弱了酸性,对L酸的影响大于B酸。5种探针反应结果表明:柠檬酸改性强化了分子筛酸性,提高了歧化/异构化活性;磷酸二氢铵改性提高了歧化和脱乙基反应活性;苯胺、二苯胺、硫醚改性手段部分钝化了分子筛酸性,降低了歧化异构化活性;随着改性剂分子尺寸的增大,钝化外表面酸性越明显,从而改变分子筛孔内外的酸位分布,产生不同程度的择形效果;硅油改性充分地钝化了外表面酸性,形成最明显的择形效应。     

Y型沸石钙交换过程及机理研究

采用PASCA、NMR、IR等技术研究NaY沸石钙交换过程及机理.结果表明,NaY沸石中引入钙离子(钙交换度>20%时)并在水蒸气气氛中焙烧,可导致沸石骨架中产生非骨架铝(NFAl)和大量平均孔直径达到18nm的二次孔道(SP).产生最大数量的NFAl和产生最多SP的最佳交换度为60%,此时CaNaY沸石中含有最大量的B酸和最大量的L酸.结果还表明,在钙交换过程中,钙必须以Ca~(2 )离子的形式交换在NaY沸石骨架上,因此,交换过程中控制好浆液的pH值是必要的,最佳pH值为5.5.CaNaY沸石的最佳水热处理温度为550℃.     

ZSM-35分子筛酸性对正丁烯异构化性能的影响

为了详尽定性和定量分析ZSM-35分子筛孔道内部和外部的酸中心,对在不同焙烧晶化条件下制备的3种ZSM-35分子筛样品（编号分别为GNJ,GNX,GW）采用NH3-TPD和吸附不同探针分子的31P MAS NMR谱进行表征,并在微反装置上对3种样品进行催化正丁烯异构化反应性能评价。结果表明：ZSM-35分子筛中Bronsted酸酸量远多于Lewis酸酸量,且不同制备方法得到的ZSM-35分子筛Bronsted酸强度与酸量不同;GNJ主要有1种弱Bronsted酸中心,GW有3种不同强度的Bronsted酸中心,较弱的Bronsted酸中心在孔道内部和外部均有分布,较强的两种Bronsted酸中心主要分布在孔道内部;GNX有两种不同强度的Bronsted酸中心,在孔道内部和外部均有分布,且GNX的Bronsted酸酸量高于GNJ和GW;催化正丁烯异构化反应时,ZSM-35分子筛的中强Bronsted酸中心是异丁烯生成的必要酸中心,且中强Bronsted酸中心更有利于异丁烯的生成,因此制备具有合适的中强Bronsted酸强度和酸分布的ZSM-35分子筛有利于正丁烯异构化反应的进行。     

正癸烷在不同酸性Y型分子筛催化剂上催化裂化生成C4烃的规律研究

采用USY,REHY,REY分子筛作为活性组分,经喷雾干燥制备了USY,REHY,REY分子筛催化剂;以正癸烷为模型化合物,在小型流化床装置上考察反应温度、剂油比、催化剂酸量对C4烃产物选择性的影响。结果表明：3种催化剂作用下,在剂油质量比为6、反应时间为75 s的条件下,随着反应温度从460 ℃升高到540 ℃,异丁烷选择性下降2百分点左右,正丁烷和异丁烯选择性上升1百分点左右,正丁烯选择性增加2?3百分点;在反应温度为500 ℃,反应时间分别为150 s（剂油质量比3）,75 s（剂油质量比6）,50 s（剂油质量比9）的条件下,随着剂油质量比从3增大到9,C4烃产物选择性基本不变;相同条件下,增加催化剂酸量有利于增加正丁烷和异丁烷选择性,降低正丁烯和异丁烯选择性。     

Y型分子筛复合材料的改性及其裂化性能

采用两交一焙的工艺对Y型分子筛复合材料(NSY)进行改性处理,采用X射线衍射、X射线荧光光谱仪、氮气吸附法、差热分析仪等测试了改性后NSY的物化性能。将改性后稀土含量不同的NSY复合材料制备催化剂,采用小型固定流化床考察了催化剂的催化裂化性能。结果表明,稀土含量高的NSY复合材料具有好的重油转化能力和高的汽柴油收率;稀土含量低的NSY复合材料具有较好的焦炭选择性和高的液化气收率。