溶胶-凝胶水热法制备分子筛-活性炭复合吸附材料的研究

利用煤矸石等原料制备分子筛-活性炭复合材料过程复杂,复合材料比表面积不高,且含杂晶,分子筛/活性炭比例及分子筛晶型调控困难。本文通过将商品活性炭表面进行Al_2O_3改性,采用溶胶-凝胶水热法制备出X型分子筛-活性炭复合材料,实现了分子筛/活性炭的按比例调控,并通过改变硅铝比调控了分子筛的晶型。并采用X射线衍射、氮气吸脱附、扫描电镜等分析测试手段表征了复合材料的结构和表面化学性质。结果表明:晶化温度100℃,晶化时间6 h,X型分子筛在活性炭表面负载效果好,复合材料的比表面积为720.47m~2/g,平均孔径为2.60nm。     

工业氟硅酸合成MFI硼分子筛催化芳烃转化

利用磷矿副产氟硅酸两步氨化法制得高纯二氧化硅,再以该二氧化硅为硅源用水热合成法制得含杂原子硼的MFI结构分子筛(B-ZSM-5)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重分析、比表面积测试仪等手段表征样品。在连续固定床反应器上考察B-ZSM-5与硅铝ZSM-5分子筛对甲苯与三甲苯歧化烷基化反应的催化性能并进行比较。结果表明,工业氟硅酸两步氨化法制得的二氧化硅可以作为原料在硅硼物质的量比为1~70的范围内合成MFI型结构分子筛,硅硼物质的量比为12时结晶度最高,随着硅硼物质的量比的增加,B-ZSM-5分子筛晶系由正交晶系转变为单斜晶系。在氟离子存在的条件下合成的B-ZSM-5分子筛为长条形,晶形完整,表面光滑,单晶尺寸在10~50μm,大小均匀。含硼杂原子B-ZSM-5分子筛的催化性能表明加入的硼进入了分子筛的晶格,具有了酸性位的作用。     

锆掺杂纳米ZSM-5/11共晶分子筛合成

以乙醇锆为锆源、正硅酸乙酯为硅源、四丁基溴化铵为模板剂,采用水热晶化法合成锆掺杂纳米ZSM-5/11共晶分子筛。采用XRD、UV-Vis、TEM和EDX等表征分子筛结构;考察晶化温度、晶化时间、硅锆比和模板剂用量对分子筛形成过程的影响。结果表明,晶化温度180℃、硅锆物质的量比100∶1和晶化时间48 h有利于分子筛晶体的生成。TEM显示合成的锆掺杂纳米ZSM-5/11分子筛为结晶完好的立方体晶体,晶粒长度约200 nm;EDX和UV-Vis证实了锆原子在分子筛中的存在。载金Zr-ZSM-5/11共晶分子筛催化剂在葡萄糖选择性氧化反应中表现出良好的催化活性。     

硅源对合成介孔MCM-41分子筛结构、织构及其形貌的影响

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别以无机硅(普通硅酸钠、高模数比硅酸钠和硅溶胶)和有机硅(正硅酸乙酯)作为硅源,采用水热法合成了钒改性的介孔硅基分子筛V–MCM-41(mesoporous MCM-41 molecular sieve modified by vanadium)。研究了硅源在不同pH值下对合成介孔分子筛的比表面积、孔径和孔体积的影响。结果表明:不同硅源以及分子筛合成体系的pH值对V–MCM–41分子筛的制备影响较大。无机硅源适宜在碱性条件(pH≈9.5～11.5)下制备V–MCM–41分子筛,有机硅源既可在酸性条件(pH≈5.5)也可在碱性条件(pH≈10.5)下制备V–MCM–41分子筛。无机硅源制备的分子筛的比表面积和孔容(SBET>1 000 m2/g,VP≈1.0 mL/g)大于有机硅源制备的(SBET≈800 m2/g,VP≈0.8 mL/g),而孔径差别不显著。这些差异归因于硅源中的硅物种水解和聚合速度不同,形成的多聚体硅物种与表面活性剂相互作用并自身缩合的作用不一致。     

金属掺杂介孔分子筛MCM-41的合成及结构表征

采用水热法合成了不同金属原子(M=Ce,Y,Nd)掺杂的MCM-41介孔分子筛M-MCM-41,采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对M-MCM-41介孔分子筛的介孔结构,金属化合价态及表面酸性进行表征。结果表明,M-MCM-41介孔分子筛仍具有典型的六方介孔结构特征,样品比表面积、孔容积降低,孔径增大,引入分子筛中金属元素以M3+形态存在,金属离子的掺杂使M-MCM-41产生酸性位,对应中强酸。     

硼对模拟体液中生物活性玻璃矿化速度的影响

本文采用溶胶-凝胶法合成了生物活性玻璃试样BG-B(含B)和BG-0(不含B),BET比表面积分析仪测试显示,BG-B具有比BG-0较高的比表面积及孔体积.模拟体液中浸泡一定时间后,两试样表面均有羟基磷灰石层矿化层形成.采用原子吸收光谱仪(AAS)测试浸泡不同时间后两试样钙离子溶出情况;X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对矿化产物进行了物相组成、结构分析及表面形貌的观察.结果显示,试样BG-B具有较高的Ca2+的溶出及Ca2+、PO43-的沉积速率,其表面优先沉积出矿化层HA.     

杂原子MnAlβ分子筛负载Pt双功能催化剂的正庚烷临氢异构化性能

采用静态水热法合成一系列Mn骨架改性的杂原子β分子筛,将其作为载体通过浸渍法负载Pt制备双功能催化剂,用X线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、电感耦合等离子发射光谱(ICP)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、CO-化学吸附等手段对催化剂进行表征,并在常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明:由骨架Mn改性的β分子筛负载Pt的催化剂显示出良好的催化活性,选择性明显高于通过Mn浸渍或Mn交换β分子筛得到的催化剂。催化剂最佳的组成为Pt负载量0.4%,n(MnO)/n(SiO2)=0.011,在230℃、空速2.7 h-1、氢料摩尔比值7.9时,正庚烷的转化率为62.1%,异构化选择性达到92.0%。骨架中引入杂原子Mn不仅可以调节孔道结构,还可以提高催化剂表面Pt的分散度,从而提高催化剂的异构化选择性。     

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.     

杂原子分子筛ZrBSiALPO4-5的合成结构及催化性能的研究

我们用水热合成法合成了一种锆 -硼 -硅磷铝分子筛 ,通过化学分析、测定晶胞参数及用XRD ,MASNMR方法进行表征 ,证实了锆 -硼 -硅原子进入了分子筛骨架 ,并且具有和AlPO4- 5相似的结构 ;用IR ,NH3 -TPD表征方法测出了它们的酸性 ,测定结果表明 ,它具有L -酸和B -酸中心 ,以中等强度酸为主 ,在苯与烯烃烷基化反应中表现出良好的催化活性和长寿命并且对 2 -位和 3-位苯的烷基化反应具有高选择性 ,有可能替代HF成为一种环境友好的新型催化剂     

体系pH值对微波辅助水热合成ZSM-5分子筛结构性质的影响

采用微波辅助水热合成法制备了ZSM-5分子筛,借助XRD、SEM、BET、NH3-TPD等表征手段,考察了体系pH值对ZSM-5分子筛结构性质的影响。结果表明,体系pH值对ZSM-5分子筛的微观形貌、比表面积、孔径分布和表面酸强度有较大影响。pH值为11时,制得的ZSM-5分子筛样品的纯度较高,微观形貌为六棱柱状,晶粒分散较好,晶粒尺寸较小且均匀(200nm左右),具有较大的比表面积(313 m~2·g~(-1))和较小的平均孔径(2.39 nm),表面化学性质以弱酸为主。     

组合处理工艺下硅藻土微观组织演变及孔隙结构变化

将硅藻土制成硅藻土/分子筛复合材料,其比表面积和吸附能力将显著提高。本文利用水洗-烧结-酸性水热系列组合处理工艺制备硅藻土/磷酸铝分子筛复合材料,同时验证外加铝源形成磷酸铝分子筛的可行性,探讨高品质硅藻土形成时的微观组织演变行为及孔隙结构变化规律。结果表明:硅藻土的孔隙结构包括大孔、介孔和少量的微孔结构,水洗处理仅有物理提纯作用;500 ℃烧结可以疏通硅藻土壳体的孔洞,但烧结温度过高会导致管状结构的坍塌;酸性水热处理能够合成具有介孔结构的磷酸铝分子筛,而且随着外加铝源的加入,硅藻土/分子筛复合材料中磷酸铝分子筛含量增加,当外加铝源为硅藻土中铝含量的1.5倍时,其比表面积和吸附性能达到最大。     

The effects of hydrothermal and thermal treatment on structure of Ni (or Co)-mesoporous molecular sieves

Ni (or Co)-mesoporous molecular sieve was hydrothermally synthesized from sodium silicate, nickel chloride or cobalt chloride. Cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) was used as a template. The samples were characterized by means of powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), temperature programmed reduction (TPR), Fourier transform infrared spectrosocopy (FT-IR) and N₂ physical adsorption. The results show that the long-range ordered Ni (or Co)-mesoporous molecular sieve was synthesized. The as prepared Ni-mesoporous molecular sieve has a specific surface area of 753 m²/g and an average pore size of 3.23 nm, and the pore structure of the as prepared Ni-mesoporous molecular sieve still existed after calcination at 750°C for 3 h or hydrothermal treatment at 100°C for 5 days. On the other hand, the as prepared Co-mesoporous molecular sieve has a specific surface area of 744 m²/g and an average pore size of 4.44 nm. The as prepared Co-mesoporous molecular sieve was transformed into wormhole-like mesoporous structure after calcination at 650°C or hydrothermal treatment at 100°C for 5 days and the mesoporous ordering became very poor after calcination at 750°C for 3 h.     

高稳定性介孔分子筛的合成与表征

以天然黏土和硅酸钠为原料、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水热法合成了有序性好的高稳定性介孔分子筛.用粉末X射线衍射、透射电镜、Fourier变换红外光谱和比表面积孔径分析等方法对所合成的介孔分子筛进行了表征.结果表明:所合成的介孔分子筛的比表面积大于550m2/g,平均孔径为2.72nm.样品经850℃焙烧3 h,100℃水热处理10 d,介孔分子筛的介孔结构没有被破坏,并且热处理使孔发生收缩,比表面积减小,水热处理使介孔的有序性变得更好,天然黏土为原料提高了介孔分子筛的水热稳定性.     

Y-Beta/MCM-41复合分子筛的合成和性能

在酸性水热条件下,通过附晶生长法合成Y-Beta/MCM-41复合分子筛,并对其结构、形貌、水热稳定性及催化性能进行研究。结果表明,合成的Y-Beta/MCM-41复合分子筛比表面积高和水热稳定性好,对α-甲基萘的催化裂解性能明显优于机械混合物,表现出良好的催化性能。     

不同钛含量TAPO-5分子筛的制备及催化环己酮氨肟化

以氢氧化铝、正磷酸和钛酸四异丙酯为原料,N-甲基二环己基胺为模板剂,采用水热晶化法合成一系列具有不同Ti含量的TAPO-5分子筛,通过XRD、N_2物理吸附-脱附、DR UV-Vis和XRF分别对分子筛结构、织构性质、Ti的存在状态以及Ti含量等进行表征。结果表明,TAPO-5分子筛为微孔-介孔材料,其中,Ti以骨架、非骨架和锐钛矿相3种形式存在;随着Ti含量增加,3种形式的Ti含量均增加,伴随着TAPO-5分子筛的结晶度、比表面积和孔容降低。环己酮氨肟化结果表明,随着Ti含量增加,环己酮转化率和环己酮肟选择性逐渐提高,当Ti质量分数为14.8%时,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别为92.5%和95.4%,优于目前过渡金属掺杂磷酸铝分子筛催化环己酮氨肟化的最佳结果。     

Y分子筛负载V基催化剂的丙烷氧化脱氢性能

以Y分子筛为载体,采用浸渍法制备不同V含量的V/Y系列催化剂,并考察其丙烷氧化脱氢制丙烯的催化性能。通过BET、XRD、H_2-TPR和NH_3-TPD等技术对催化剂的物化性能进行表征。结果表明,Y分子筛具有大比表面积和窄孔径分布的特点,使负载的V能够形成高分散和孤立态V—O物种,负载的V物种堵塞了Y分子筛的小孔孔道,同时Y分子筛的弱酸性位有助于丙烷的吸附,对晶格氧活化丙烷起到了协同作用,负载V质量分数6%时,催化效果最好。     

甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛的研究进展

综述了甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛催化剂的研究进展,包括甲醇制低碳烯烃的合成机理、ZSM-5分子筛的结构与酸性对合成低碳烯烃性能的影响以及分子筛的改性。重点探讨了ZSM-5分子筛的改性（如水热处理改性、磷改性、氟改性、硼改性、金属离子改性及其他化学改性）对催化剂表面酸性和孔径、低碳烯烃选择性和催化剂稳定性的影响,指出分子筛孔径/表面酸性的调控和MTO/MTP反应机理的研究是甲醇制低碳烯烃催化剂研究的发展方向。     

原料中添加天然黏土室温合成介孔分子筛

室温条件下以天然黏土、硅酸钠和氯化铝为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成介孔分子筛。用XRD,TEM,FT-IR和N₂物理吸附等手段对所合成的样品进行表征。结果表明：室温条件下添加天然黏土成功合成出介孔分子筛,其比表面积为902 m²·g^-1,平均孔径为3.97 nm。经750℃下焙烧3 h后,样品的比表面积降低,但介孔结构依然存在。在100℃下水热处理15 d后比表面积为776.78 m²·g^-1,平均孔径为4.34 nm,表明添加天然黏土室温下合成出的介孔分子筛具有高的热稳定性和水热稳定性。     

甲醇制芳烃反应中ZSM-5催化剂改性技术

芳烃是种重要的化工原料,在众多领域得到广泛应用。随着甲醇生产技术的成熟,甲醇制芳烃工艺已经成为现阶段非石油路线合成轻质芳烃的重要途径。目前,甲醇制芳烃工艺中常用的催化剂为ZSM-5分子筛,但仍需对分子筛进行合适的后处理改性操作如调变分子筛酸性、活性中心位点和孔道结构等,以提高芳烃收率及特定产品的选择性。综述了甲醇制芳烃反应中ZSM-5分子筛催化剂负载法、碱处理法、酸处理法和水热处理法等改性技术研究进展,以期达到工业化要求,最终实现甲醇制芳烃工艺的工业化发展。     

HY/BAPO-5的制备及其在二芳基乙烷合成中的应用

采用水热合成法制备HY/BAP0-5复合分子筛催化剂,并通过XRD、IR和NH_3-TPD进行表征。IR吸附和NH_3-TPD脱附程序升温显示,HY/BAPO-5分子筛的弱酸位数量增加,而强酸位数量相对减少。XRD表明,HY/BAPO-5含有HY沸石和BAPO-5两种晶相。由于HY/BAPO-5分子筛上的弱酸位,HY/BAPO-5分子筛可以取代H_2SO_4成为环境友好型催化剂用于苯乙烯和二甲苯合成二芳基乙烷。