沸石分子筛的合成及合成机理

本文主要论述了沸石分子筛的发展历程、合成方法以及晶化机理,希望能为沸石分子筛的进一步发展奠定基础。     

粉煤灰合成沸石分子筛的研究进展

粉煤灰是世界排放量最大的工业废渣之一,对环境的污染越来越严重。结合粉煤灰的化学成分及性质,综述了粉煤灰合成沸石分子筛的传统方法及新方法,对不同的合成方法的优缺点进行了评价,展望了粉煤灰制备沸石分子筛的发展方向,为粉煤灰的资源化利用开辟了新途径。     

沸石分子筛催化合成异丙苯工艺研究

介绍了沸石分子筛催化合成异丙苯工艺技术在吉化染料厂原苯酚丙酮车间（现为中国石油吉林石化公司双苯厂）异丙苯单元的工业实验情况。结果表明,采用沸石分子筛催化剂生产异丙苯,与固体磷酸催化剂相比,具有收率高、产品质量好、操作费用低、无腐蚀等优点。沸石分子筛催化剂及其工艺用于吉化股份有限公司染料厂原异丙苯单元的技术改造是完全可行的。     

沸石合成进展

综述了沸石分子筛的合成和最新进展。概括了纯硅沸石、杂原子沸石、大孔与超特大孔沸石、手性沸石以及Ｐ－Ｎ沸石的合成。展望了一些新型沸石的应用前景和可能，探讨了沸石形成机理。     

粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用进展

煤炭在燃烧利用过程中产生大量的粉煤灰。我国粉煤灰产量高居世界第1位,由于综合利用率只有70%,仍有大量粉煤灰露天堆存,造成严重的环境污染和资源浪费。消除粉煤灰的环境污染、提高其资源化利用率对我国循环经济的发展具有重要的现实意义。我国粉煤灰的利用由早期的粗放型规模化利用逐渐向精细型高值化利用转变。由于粉煤灰中富含硅铝元素,以粉煤灰为原料合成沸石分子筛是近年来粉煤灰高值化利用的研究热点。从4个方面对粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用展开论述。首先,介绍了粉煤灰的形成、物化性质及其危害和治理利用现状。粉煤灰是一些矿物组成不同、形态不同的颗粒的机械混合物,其性质与原煤的成分、产地和燃烧方式有关。而粉煤灰的特性是决定其综合利用方式的关键。其次,论述了粉煤灰的3种主要活化方式,包括机械活化、水热活化和碱(盐)融活化。粉煤灰中的硅铝元素主要以非晶矿物玻璃体形式存在,其表面是致密的玻璃质外壳,粉煤灰合成沸石分子筛的关键问题是如何使硅和铝被充分活化,并得到有效利用。相比于机械研磨活化和碱(盐)熔融活化,水热活化有更高的活化效率和较低的能耗。第3部分论述了粉煤灰基沸石分子筛放入水热合成方法,重点介绍了直接水热合成法、碱融-水热合成法、微波/超声波-水热合成法、晶种法和转晶法。粉煤灰合成沸石分子筛一般均基于水热合成过程,多步水热处理可提高产物纯度,辅以超声、微波、碱熔融和添加晶种等方法可提高产率、晶化速率和结晶度。转晶法可极大拓展粉煤灰基沸石的骨架类型和酸性位,是更有利的粉煤灰基沸石分子筛的制备技术。最后,概述了粉煤灰基沸石分子筛的应用。粉煤灰基沸石分子筛的应用尚处于探索阶段,主要用于环境治理领域,包括工业废水中重金属离子的吸附脱除、大气污染物的吸附脱除以及温室气体CO2吸附。     

沸石分子筛的性能与应用研究

近年来,沸石分子筛由于具有独特的性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。介绍了沸石分子筛的性能及其在干燥和净化领域、吸附分离、催化领域的应用。对沸石分子筛的研究提出几点建议:1)研制价格低廉的沸石分子筛;2)研究沸石分子筛的合成及改性,提高其吸附容量和选择性;3)建立和完善评价吸附剂性能的定量指标。     

中孔沸石分子筛合成研究进展

对当前国际国内中孔分子筛的合成研究状况进行了综述，重点介绍了分子筛合成的新方法、模板剂的作用、合成机理、影响合成的因素、元素掺杂等合成中的关键问题，并展望了分子筛合成的发展趋势。     

微波技术在沸石分子筛材料合成中的应用研究进展

综述微波技术在多种常规沸石分子筛、纳米沸石分子筛以及分子筛膜合成过程中的研究进展。微波较常规水热合成能够大大缩短反应时间,有利于生成晶粒尺寸更小的晶体。对国内外开展微波合成沸石分子筛材料的反应设备进行简述,结合作者前期开展的微波合成β分子筛试验,分析并讨论微波和常规水热合成之间的主要区别以及反应机理,对微波加热技术未来应用于实际工业生产进行展望。     

沸石分子筛膜的合成及其走向生长

本文综述了沸石分子筛膜的各种合成方法。介绍了有机—无机组成结构对沸石分子筛膜的定向生长和载体及其前处理对膜合成的影响。     

沸石分子筛膜的应用与研究进展

介绍了NaA沸石分子筛膜的合成方法以及NaA沸石分子筛膜在液体分离、气体分离、催化反应,光学及光催化反应等高新技术领域的应用,提出了沸石分子筛膜面临的问题与挑战。     

水热条件下CuMCM-41介孔分子筛的合成与表征

以硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)、氯化铜(CuCl2·6H2O)等无机盐为原料,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热法合成CuMCM-41介孔分子筛.分别采用X射线粉末衍射、红外光谱、透射电子显微镜和N2吸附-脱附等技术,对产物的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征.同时研究金属铜添加量与比表面积、孔径之间的关系.结果表明:合成出的4种不同铜含量的CuMCM01介孔分子筛,其比表面积最高可达1032.41m2/g,平均孔径在3.4～4.0 nm之间.随着介孔分子筛中掺杂的金属铜含量的增加,介孔分子筛的比表面积变小、介孔有序性变差.当原料配比增加到n(SiO2):n(CuO)=1:0.2时,合成出的CuMCM-41介孔分子筛有序性很差.     

含锆介孔分子筛的微波合成与表征(英文)

在微波辐射条件下,以硅酸钠和硫酸锆为原料、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂合成含锆介孔分子筛(zirconium-containing mesoporous molecular sieves,Zr-MCM-41).用X射线粉末衍射、红外光谱,透射电子显微镜、等离子发射光谱和比表面积孔径测定等测试手段表征经550℃焙烧后样品,同时研究锆添加量与分子筛比表面积及孔体积之间的关系.结果表明:利用微波技术合成Zr-MCM-41介孔分子筛,操作便利,节能省时,所得产物具有典型的MCM-41介孔分子筛结构,其比表面积为598.1～971.4m2/g,平均孔径大约为2.46～3A3nm.随着介孔分子筛中锆含量的增加,介孔分子筛的比表面积、孔体积变小,介孔有序性变差.     

新型含钛分子筛催化剂合成及应用评述

笔者通过对合成舍钛分子筛的影响因素如模板剂、钛源、硅源、碱源等系统分析，并对舍钛分子筛在选择氧化反应的催化性能方面加以评价，为乙苯氧化脱氢制苯乙烯催化荆设计及研制提出了新思路。     

用高性能制氧分子筛变压吸附

对沸石分子筛进行离子交换改性 ,同时严格控制成型活化条件 ,开发出变压吸附空分用系列高性能制氧分子筛。测试其氮、氧静态吸附等温线以及吸附热数据 ,并对数据结果进行分析。这为进一步开发和优化变压吸附制氧过程提供了良好的基础     

低碳醇中水在分子筛上的吸附平衡与动力学

研究了低碳醇中水在３Ａ分子筛上的吸附平衡与动力学曲线。对在３５℃下的吸附等温线,用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程拟合,得出了满意的结果。在消除外扩散影响的条件下,认为粒内扩散是物质传递的主要阻力,吸附动力学曲线可用单孔扩散模型的Ｃｒａｎｋ方程很好地拟合。     

改性Cu-ZSM-11和Cu-ZSM-5分子筛催化分解一氧化氮性能

采用水热法合成法合成ZSM-11和ZSM-5分子筛,采用一步离子交换法制备了改性ZSM-11和ZSM-5系列催化剂。通过X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱和红外光谱对催化剂进行表征。结果表明:ZSM-5型催化剂负载的离子量高于ZSM-11型催化剂。催化剂中的共存离子Cu2+,Ce3+和Ni2+对两种类型分子筛振动所产生的影响不同,共存离子对ZSM-11的影响较大,表明2种类型分子筛骨架的结构存在差异。催化试验结果表明:Cu-ZSM-11催化剂催化稳定性高于Cu-ZSM-5催化剂。Ce3+和Ni2+改性的Cu-ZSM-11和Cu-ZSM-5催化剂的催化活性都有所提高,但Ce3+和Ni2+改性的Cu-ZSM-11催化剂的催化活性高于Cu-ZSM-11和对应的改性Cu-ZSM-5催化剂。随空速的增大,2种催化剂的催化活性先增大后减小,在空速约为0.6(g·s)/mL左右时达到最高活性。     

新型介孔分子筛的合成与性能表征

利用天然矿物钾长石作为硅铝源前驱体,采用一步晶化法合成出含有NaX型沸石基本结构单元的新型介孔分子筛。采用XRD,N2吸附-脱附曲线、红外光谱(FTIR)、固体核磁共振、SEM等测试方法表征了样品的结构特征和性能。研究表明：所合成的材料具有介孔分子筛的结构特征,孔壁含有NaX型沸石初级和二级结构单元(共享氧原子的[SiO4]和[AlO4]四面体及双六元环);样品的粒度为0．3～0．5μm;其比表面积为777m^2／g;平均孔径为3．2nm,孔壁厚度为1．7nm。固体核磁共振(^27Al MAS NMR)表明：样品经高温煅烧以后骨架中没有脱铝现象出现;TEM观察显示：样品从侧面看为较好的指纹状,正面则为典型的六方孔道排列,即孔口为六方形的蜂窝状结构。合成的样品具有更好的水热稳定性能。     

Ce-MCM-48介孔材料的合成与吸附性能研究

采用Ce2O3∶SiO2∶CTAB∶H2O∶NaOH=0.015∶1∶0.45∶60∶0.48的摩尔配比,用水热法合成了Ce-MCM-48介孔分子筛。试验结果表明,经550℃焙烧过的Ce-MCM-48分子筛吸附性能良好,投加量为1.2g/L,亚甲基蓝初始浓度5.0mg/L,吸附时间为3小时,溶液的pH值为7时,亚甲基蓝溶液的脱色率和降解率分别高达98.90%和86.89%。并采用XRD,TEM、EDS等方法对Ce-MCM-48样品进行了表征。     

偏高岭土水热合成磷酸硅铝分子筛及其表征

以具有一定活性的偏高岭土兼作铝源与硅源、正磷酸作磷源、三乙胺和氧氟酸为复合模板剂,用水热方法合成了磷酸硅铝分子筛(SAPO-5).利用X射线衍射分析、红外光谱分析、扫描电镜、Brunauer-Emmett-Teller分析等手段对产物进行了表征.研究了不同晶化时间对产物晶相组成的影响.在473 K下,晶化时间为24 h时,可得到结晶度较高的SAPO-5晶体,其形貌为尺寸大约200 nm的柱状晶体,比表面积为205.9 m2/g,平均孔径为9.72 nm,孔容为0.73 cm3/g,属于介孔材料.     

SBA-15分子筛的合成研究

采用水热法,以三嵌段共聚物聚(1,2-亚乙基二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(1,2-亚乙基二醇)为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源,强酸性条件下制备了分子筛SBA-15,利用粉末X射线衍射、N2吸附-解吸附技术和红外光谱评价了不同搅拌时间、晶化程度等合成条件对SBA-1 5生成效果的影响.SBA-15粉末样品X射线衍射结果发现:SBA-15分子筛在搅拌2 h就生成.红外光谱表征结果证实了分子筛骨架的存在.通过吸附研究,发现制备的样品平均孔径为8.14 nm,孔体积为1.059 cm3/g,比表面积可达1035.7 m2/g.