ZSM-5分子筛母液回用及晶貌对其催化裂解性能的影响

以水玻璃和ZSM-5母液制备的硅胶为硅源、ZSM-5分子筛为晶种,采用水热合成法制备了ZSM-5分子筛。研究了ZSM-5母液制备硅胶的影响因素以及硅胶加入量、Na₂O/SiO₂摩尔比、H₂O/SiO₂摩尔比和晶化温度对ZSM-5分子筛的合成及晶貌的影响。结果表明,利用ZSM-5母液制备的硅胶可以制备出结晶度>95%、比表面积>350 cm²/g、均一、单分布、粒径在1～2μm之间的ZSM-5分子筛;随着投料碱度的降低或水量的增加,ZSM-5分子筛的晶貌由单晶向孪晶变化;随着晶化温度的升高,晶化时间缩短,晶貌由孪晶向单晶变化,ZSM-5分子筛倾向于团聚生长。利用ZSM-5分子筛制备的丙烯助剂使用性能优异,HZ-14的液化气产率、丙烯产率和液化气中丙烯质量分数分别为24.89%、8.66%和34.8%,说明均一、单分散、晶型为孪晶的ZSM-5分子筛使用性能更加优异。     

高岭土微球上晶种法原位合成ZSM-5分子筛的研究

以HZSM-5为晶种,水热条件下考察在高岭土微球上原位晶化合成ZSM-5分子筛的碱硅比、水硅比、晶化时间、晶化温度、晶种投入量和投料硅铝比等合成条件对晶化产物的影响,并对合成的ZSM-5进行了表征。结果表明,在晶化温度170 ℃、投料硅铝比90~150、晶种投入量10%、碱硅比0.15~0.2和水硅比20的条件下晶化一定时间,在高岭土微球上成功合成出粒径（1~2） μm、结晶度40%的ZSM-5分子筛晶体。     

超重力预混+动态水热法制备ZSM-5分子筛——水热过程影响机制

ZSM-5分子筛作为一种重要的催化剂,被广泛应用于石油化工行业,其制备工艺一直是分子筛研究的热点。传统静态水热法制备ZSM-5分子筛存在产物粒度分布不均、晶化时间长等问题,本文提出开展超重力预混+动态水热法制备ZSM-5分子筛,考察了晶化过程中晶化方式、搅拌釜转速、晶化时间和晶化凝胶体积对ZSM-5分子筛粒径的影响规律,获得了较优的操作条件;并针对较优条件下制备的产品进行了系统表征。结果表明,相比于超重力预混+静态水热,动态水热更有利于合成粒径小且分布均匀、酸量大、比表面积大的多级孔ZSM-5分子筛,搅拌釜转速越大、晶化凝胶体积越小所制备的产品平均粒径越小,粒径分布越均匀。本文研究结果表明,水热过程参数对分子筛的粒径、结构和酸性具有重要影响。     

预晶化液法合成纳米级ZSM-5分子筛

本文采用水热法在添加预晶化液的条件下合成了纳米级ZSM-5分子筛。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等手段对产物进行表征,并讨论了预晶化液添加量对分子筛晶化速率、相对结晶度和粒径大小的影响。结果表明,添加预晶化液可以显著提高晶化速率,且当晶化温度为150℃,晶化时间为30h,预晶化液量为10%(占原料总量)时,产品相对结晶速率最大,粒径最小。     

超细ZSM-5分子筛的制备及其形貌表征

对比考察了模板剂的种类、晶化温度以及铝含量等影响因素对超细ZSM-5分子筛晶化行为的影响,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X射线衍射光谱（XRD）技术对所制备的超细产物的结构及形貌进行了表征。结果表明,模板剂的种类对分子筛的晶化过程有重要影响,四丙基氢氧化铵是优良的制备超细ZSM-5分子筛的模板剂;以四丙基氢氧化铵为模板剂,适宜采用静态法制备超细ZSM-5分子筛的晶化温度为70～ 120 ℃;凝胶体系中铝的存在抑制ZSM-5分子筛晶核的生长,无铝条件下,分子筛的晶化速度最快;随着铝含量的增加,分子筛的晶化速度变慢,在相同的晶化时间内,生成的分子筛的粒径更小。     

无有机模板剂制备ZSM-5分子筛及其环己烯水合应用

以硫酸铝、水玻璃为主要原料,无有机模板剂条件下采用两步水热晶化法合成ZSM-5分子筛。系统研究钠硅比、水硅比和晶化时间等因素对ZSM-5分子筛结晶度和晶粒尺寸的影响。采用XRD和SEM对制备的ZSM-5分子筛进行结构表征,并考察ZSM-5分子筛在环己烯水合反应中的催化性能。结果表明,在一定钠硅物质的量比和水硅物质的量比范围,ZSM-5分子筛结晶度随钠硅物质的量比的增加与水硅物质的量比的减小而升高。无有机模板剂条件下制备ZSM-5分子筛,不仅降低生产成本,减少对环境的危害,而且在环己烯水合反应中表现出较好的催化活性,随着ZSM-5分子筛晶体尺寸减小,环己烯转化率提高。     

硅藻土为原料原位晶化合成ZSM-5分子筛

以硅藻土为原料,采用原位晶化方法合成ZSM-5分子筛,考察了晶化时间、水硅比、模板剂用量等因素对合成分子筛的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)手段对所合成的样品进行了表征。得出了最适宜的合成条件:晶化温度170℃,晶化时间为72 h,水硅比为n(H_2O):n(SiO_2)=45~96,模板剂用量为n(模板剂):n(Al_2O_3)=12~20。该法合成的ZSM-5分子筛具有较高的相对结晶度,具有较小的粒径且分布均一,粒径为400~500 nm。     

低模数水玻璃合成ZSM-5分子筛及工艺条件优化

以低模数（n=1.03）水玻璃为硅源,通过改良水热合成途径,成功制备出无模板剂ZSM-5分子筛。借助X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对ZSM-5分子筛结晶度及晶貌进行表征。在n(硅)/n(铝)为50 的情况下,通过考察晶化温度、时间、pH值、水含量、有无搅拌或晶种对ZSM-5分子筛物性的影响,优化合成工艺。结果表明,静置或晶种法得到的ZSM-5分子筛,晶体粒径大且晶貌不规整,不适合用于低模数水玻璃合成ZSM-5体系。ZSM-5沸石最适宜制备工艺为：n(H₂O)/n(SiO₂)=40,pH=10的合成混合物经室温老化24 h,搅拌状态下,170 ℃下水热晶化24 h。与商业级ZSM-5相比,低模数水玻璃合成的ZSM-5分子筛在环己烯水合反应中表现出更高的催化活性和选择性。     

高岭土水热合成ZSM-5及其在甲醇制芳烃中的应用

以高岭土为原料,采用晶种替代模板剂在水热条件下合成ZSM-5分子筛。考察了晶种质量分数、碱硅摩尔比及晶化时间对合成分子筛的影响。用XRD、FESEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD等手段对合成样品进行了表征,并在甲醇制芳烃(Methonalto Aromatics,MTA)反应中评价其催化性能。结果表明:晶种质量分数为3%,Na OH/Si O2摩尔比为0.15,晶化时间为24 h,晶化温度为200℃时,合成出的ZSM-5分子筛相对结晶度最高为96%,晶粒为典型六棱柱状,大小约为1μm。合成的ZSM-5分子筛在MTA反应中具有较高的催化活性,BTX和芳烃选择性分别为29.7%和31.6%,较南开ZSM-5原粉分别提高1.5%和0.3%。     

以酸解正硅酸乙酯为硅源合成ZSM-5分子筛的过程调控

正硅酸乙酯（TEOS）作为合成ZSM-5分子筛的常用硅源,其在不同酸碱介质中水解的前驱体聚合状态对ZSM-5分子筛的粒径和孔径分布具有调控作用。以酸性介质TEOS水解缩合的前驱体为硅源,在水热条件下合成ZSM-5分子筛,并利用XRD、SEM、BET、FI-IR等方法对反应不同阶段的样品进行表征分析。主要考察了水解程度、水解时间、合成过程的pH、晶化温度、晶化时间及模板剂用量对ZSM-5分子筛合成过程的调控,结果表明：以乙醇为共溶剂,以TEOS在硫酸介质pH=2.0时水解20 h的前驱体为硅源,水热合成过程中加入模板剂四丙基氢氧化铵（TPAOH）,铝源为氢氧化铝,180 ℃晶化30 h合成了粒径约为200 nm的ZSM-5分子筛,其比表面积提高了35.6%,平均孔径降低了48.6%。     

高岭土原位合成高硅铝比小晶粒NaY分子筛

以不同温度焙烧的苏州高岭土为原料,采用原位晶化法合成高硅铝比小晶粒NaY分子筛,考察晶种胶添加量、陈化温度、晶化温度和m(高土)∶m(偏土)对晶化过程和产物性质的影响。结果表明,m(高土)∶m(偏土)=1时,在晶种胶添加质量分数15%、陈化温度90℃和晶化温度100℃条件下,以普通高岭土为原料原位合成NaY样品的相对结晶度约为80%,骨架硅铝比(SiO2与Al2O3物质的量比)为6.4,平均粒径约500nm。调整原料中m(高土)∶m(偏土)可以控制原位晶化样品中的分子筛含量。以细化高岭土为原料合成的NaY分子筛(平均约445nm)粒径小于普通高岭土合成的样品。骨架硅铝比高于6.0的原位晶化样品的骨架坍塌温度高于950℃,具有很高的结构稳定性。     

超增溶自组装原位合成ZSM-5纳米分子筛

采用超增溶胶团法制备纳米ZSM-5分子筛。考察体系水含量、乳化剂用量、晶化温度和焙烧温度等因素对合成分子筛产品的粒径、晶体形貌、孔径、孔容和比表面积等的影响，并采用BET、XRD和TEM等手段对其进行表征。结果表明，制备纳米ZSM-5分子筛的最佳条件：n（H₂O）∶n（SiO₂）=90,乳化剂（RHP）质量分数为10%,晶化温度180 ℃,焙烧温度500 ℃。制得的粒子平均粒径（50～70） nm,大多数粒子为球形，粒径分布较窄，呈单分散且微粒不易团聚。     

内蒙古某煤矸石低温制备4A沸石实验

以内蒙古某地的煤矸石为原料,采用低温（450 ℃）碱融活化法对样品进行活化,并添加导向剂水热合成4A沸石。实验在30～60 ℃的低温晶化条件下进行,晶化时间为24 h。利用XRD、SEM、FT-IR和BET等测试手段对不同温度下生成的4A沸石加以表征,间接地评价生成沸石的质量。结果表明,在晶化温度为30 ℃时,样品中便有少量的4A沸石生成;当温度达到50 ℃时,即可得到形态较佳、粒径约为2 μm且结晶度较好的4A沸石。     

Y型分子筛结晶度和晶胞常数随温度变化规律

选取1种NaY分子筛和3种Si Cl4气相超稳法制得的DY分子筛作为研究对象,通过X荧光光谱(XRF)、N2吸附-脱附、热重(TG-DSC)和场发射扫描电镜(SEM),考察4种Y型分子筛物化性质的差异,利用原位升温粉末X射线衍射(in-situ XRD)考察相对结晶度(室温升至1 000℃)和晶胞常数(室温升至600℃)随温度变化的规律。结果表明,升温过程中4种Y型分子筛相对结晶度均表现为先升后降,NaY型分子筛在900℃时晶体结构完全消失,硅铝比较高的DY分子筛在1 000℃时,相对结晶度仅15%~35%;随着温度升高,NaY分子筛晶胞常数先减后增,而DY-1和DY-2分子筛晶胞常数先增后减,DY-3分子筛晶胞常数一直减少。(555)晶面衍射峰的偏移也随温度和骨架硅铝比变化呈规律性改变。     

Organotemplate-free Hydrothermal Synthesis of SUZ-4 Zeolite： Influence of Synthesis Conditions

Various conditions were investigated in detail for the novel organic template-free static hydrothermal synthesis of SUZ-4 zeolite in the presence of seeds. The obtained samples were characterized by XRD （X-ray diffraction）, SEM （scanning electron microscope）, TG （thermal gravimetric analysis）, ICP （inductively coupling plasma） elemental analysis, nitrogen sorption isotherm and surface area. The results show that pure SUZ-4 zeolites with high crystallinity are obtained in a broad window of synthesis conditions： seed mass concentration 0.2%-2%, SIO2/A1203 molar ratio 21 25, KOH/SiO2 molar ratio 0.33 0.43, H20/SiO2 molar ratio 7.14-38.1, aging time 24 h, crystallization temperature 160℃, and crystallization time 6-10 d. Also, crystallinity and size of the rod-like SUZ-4 zeolite crystals are found to alter with the conditions.     

镁碱沸石结晶度及晶体形貌的影响因素

以硅溶胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,乙二胺为模板剂制备镁碱沸石.考察了晶化温度、晶化时间、碱度、陈化时间和晶种加入量对镁碱沸石结晶度和晶体形貌的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对所合成的样品进行了表征.结果表明:在碱度为0.12~0.15、晶化温度为160 ℃、晶化时间为60 h的条件下能够合成出晶化良好的样品;随着晶化温度的升高样品结晶度先升高后降低,其晶体尺寸逐渐增加;随着晶化时间的延长样品的结晶度和晶体尺寸先增加后趋于稳定;适当温度的陈化可以减小晶体尺寸,而添加晶种则可以显著改变晶体的形貌和尺寸.     

Combined Crystallization and Drying in a Pilot-Scale Spray Dryer

Combined crystallization and drying of lactose solutions was performed in a pilot-scale spray dryer over a wide range of operating conditions. The effect of different parameters, including temperature, moisture content, atomizing air flow rate, liquid feed rate, main drying air flow rate, and particle size, on the degree of crystallinity of the spray-dried powders was analyzed. Water-induced crystallization (WIC) and modulated differential scanning calorimetry (MDSC) were used to assess the effect of these parameters on the degree of crystallinity of the spray-dried powders. The particles were characterized in terms of the final moisture content using WIC and distinctive differences in the peak heights, which are indicative of the particle crystallinity, were found for spray-dried particles using different drying conditions, supporting the results from MDSC. MDSC showed that decreasing the inlet air temperature by 40°C increased the degree of crystallinity in the particles threefold from 22 to 72%. A decrease in the inlet air temperature may decrease the particle temperature, resulting in wetter particles, and a lower temperature meant a longer particle drying time and allowed the particles to rearrange themselves into a more crystalline form. Up to 72% crystallinity is achievable in a pilot-scale spray dryer by suitable adjustment of the operating conditions. The results suggest differences in the rate of crystallization and particle size between small and pilot-scale spray dryers.     

以纯天然矿物为硅铝原料水热合成ZSM-5分子筛

以纯化硅藻土和热活化高岭土为硅铝原料,在水热条件下一步合成纯相ZSM-5分子筛。考察分子筛合成参数对产物的影响,得到合成ZSM-5分子筛的适宜条件:硅藻土与高岭土质量比32∶1,晶化温度170℃,晶化时间48 h,合成体系pH=13. 0。采用XRD、SEM及N2吸附-脱附等对样品进行表征。结果表明,最适宜条件下合成的ZSM-5分子筛晶型完整,具有与工业ZSM-5分子筛相似的六棱柱形貌以及相近的总比表面积和总孔容。