新型多级孔ZSM-5沸石分子筛制备与研究

本研究通过在传统ZSM-5沸石分子筛的基础上引入有机硅烷季铵盐作为介孔导向模板剂制备了四种新型多级孔ZSM-5沸石分子筛。利用XRD、N2吸附脱附、SEM、TEM进行结构表征,结果表明以十四烷基双氨基甲酸酯基有机硅烷季铵盐作为介孔模板剂,所制得的ZSM-5-L2新型多孔级分子筛表面结晶度较好,SEM图为椭圆形颗粒,晶体表面密集粗糙,具有有序的介孔孔道,介孔孔道占总孔容的比例相对于其他样品更大,且介孔孔道约为4.0 nm左右,满足企业对材料改性及提升性能的需求。     

软模板法制备多级孔ZSM-5分子筛的研究进展

相比传统ZSM-5分子筛,多级孔ZSM-5分子筛具有空间位阻小、传质效率高、焦炭少等特点,近年来在分子筛领域应用广泛。多级孔分子筛通常可用后处理法和模板剂法制备,相比后处理法,模板剂法能更好地控制介孔的结构和孔道尺寸。概述了采用传统表面活性剂、两亲性的有机硅烷、双功能多季铵盐表面活性剂及高分子聚合物等软模板法合成多级孔ZSM-5分子筛的研究进展。分析不同软模板剂的特点和作用机理,阐述了合成后分子筛的结构特点及催化性能等。指出在今后的研究中,可以设计价格较低的新型功能化模板剂,优化合成过程,致力于在理解合成机理的前提下,寻找操作简单、绿色环保的合成路线,并将其推行到实际工业生产中。     

多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其催化应用

多级孔道ZSM-5分子筛具有微孔沸石分子筛良好的择形催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能,在催化领域显示出良好的应用前景。本文综述了近年来多级孔道ZSM-5分子筛的研究进展,重点介绍了多级孔道ZSM-5分子筛的不同合成方法,包括后处理法、硬模板法和软模板法等,同时介绍了不同方法得到的多级孔道ZSM-5分子筛在催化反应中的应用,分析表明多级孔道ZSM-5分子筛以其良好的扩散性能和适宜的酸性提高了反应转化率和目标产物选择性。最后对多级孔道ZSM-5分子筛的发展方向进行了展望,指出研发简单、经济和环保的新合成路线是多级孔道ZSM-5分子筛发展中的重大挑战,深入研究多级孔道分子筛中介孔的形成机理和开发具有多级孔道整体式催化剂以及负载型多级孔道ZSM-5分子筛是今后的研究重点。     

基于ZSM-5的多级孔材料的合成研究进展

介绍了近年来基于ZSM-5分子筛的多级孔材料的合成研究进展,包括多级孔ZSM-5材料的制备方法、结构特点、应用以及各制备方法的优缺点等,比较了多级孔ZSM-5与常规微孔ZSM-5分子筛的催化性能。展望了今后的发展前景,认为在对多级孔材料的孔结构实现可控的基础上,合成出具有良好水热稳定性和特定酸性质的多级孔ZSM-5将是今后研究的重点目标。     

介孔ZSM-5分子筛材料的制备及催化应用研究进展

介孔沸石分子筛具有沸石优良的水热稳定性、酸性和择形性,并兼具介孔的传质优势,使反应物更易接触到催化剂内表面活性中心,从而提高材料的催化活性,所以,介孔沸石分子筛近年来得到大量研究.综述了介孔ZSM-5沸石分子筛的制备方法,主要评述了模板法和后处理改性法;介绍了该催化材料在裂化、芳构化、异构化及烷基化过程中的应用;指出了介孔ZSM-5分子筛的发展方向.     

干胶法制备多级孔ZSM-5分子筛及其在甲醇制丙烯反应中的应用

采用干胶转化的方法,仅采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,在无第二模板剂参与的情况下制备了具有微孔介孔复合的多级孔结构的ZSM-5分子筛(标记为ZSM-5-DGC),并用XRD,SEM和N2吸附脱附等对合成的分子筛进行了表征。结果表明,得到样品为由200 nm左右的无规则形状的小晶粒堆砌而成的粒径为1~2μm的具有介孔结构的规则分子筛微球。将ZSM-5-DGC压片成型,考察其在甲醇制丙烯(MTP)反应中的催化性能。结果表明,甲醇的单程转化率在反应2~105 h均在99%以上,丙烯与乙烯收率比可达到7.43。     

晶种法制备多级孔ZSM-5分子筛的研究

以铝酸钠为铝源、硅溶胶为硅源、Silicalite-1(S-1)为晶种,引入碳酸铵作为助剂,采用晶种法制备多级孔纳米ZSM-5团簇分子筛,考察了碳酸铵加入量、晶种加入量、水硅比和晶化温度对多级孔ZSM-5分子筛物性的影响。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和N₂吸附-脱附表征结果表明：碳酸铵的加入降低了体系pH,减缓了分子筛成核速率,显著降低了ZSM-5分子筛的相对结晶度;当S-1加入量为5%～7%(质量分数)时,能够提高ZSM-5分子筛的比表面积和孔容;此外,水硅比对ZSM-5分子筛形貌影响显著,当水硅比为45时,能够合成出介孔分布更为集中的多级孔ZSM-5分子筛。由于多级孔纳米结构提高了活性位点与反应物的可接近性,同时降低了反应产物在孔道中停留时间,因此与分子筛ZSM-5-180相比,该分子筛在偏三甲苯与甲醇烷基化反应中表现出优异的稳定性及均四甲苯选择性。     

多级孔ZSM-5分子筛的制备及甲醇制丙烯反应性能

甲醇制丙烯(MTP)是近年来国内丙烯的一种重要生产工艺,提高丙烯收率的关键在于高效催化剂的研发.为了进一步提高ZSM-5分子筛的催化性能,本文采用软模板法合成了纳米晶堆积型多级孔ZSM-5分子筛,并与常规的纳米晶ZSM-5分子筛的物理化学性质及MTP反应性能进行了详细对比.与纳米晶ZSM-5分子筛相比,纳米晶堆积ZSM...     

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源,采用双模板法,用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷(CTAB)为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛,通过XRD、SEM、比表面积及孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明,饱和ATP吸附材料在180℃下,水热提纯12 h获得硅源,再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应,后移入水热反应釜中,控温180℃,水热晶化反应15 h,即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。     

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源,采用双模板法,用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷(CTAB)为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛,通过XRD、SEM、比表面积及孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明,饱和ATP吸附材料在180℃下,水热提纯12 h获得硅源,再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应,后移入水热反应釜中,控温180℃,水热晶化反应15 h,即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。     

软模板法合成多级孔沸石分子筛及其催化性能研究进展

详细介绍了软模板法合成多级孔沸石分子筛及其催化性能。合成多级孔沸石分子筛的软模板主要包括两种类型,一种是含多季铵基团的烷基季铵盐;另一种是双亲有机硅表面活性剂。对采用这两种表面活性剂合成多级孔沸石分子筛的方法以及得到的材料结构特性进行了综述。进一步讨论了这两种方法得到的分子筛的催化性能。关于这些材料的催化性能研究主要有三方面内容:有机大分子化合物合成的活性和选择性,生物质催化热解特性和大分子化合物合成中抗积炭失活性能。     

多级孔沸石的合成进展

综述了多级孔沸石的合成策略,分别介绍了硬模板法、软模板法、后处理法,同时对各种合成手段的优缺点做了一定的比较。     

沸石分子筛多级孔道的贯通性研究进展

多级孔分子筛因孔隙结构发达、优良的水热稳定性、孔体积和比表面积较高等优点,可有效缓解传统单级孔分子筛的大分子扩散受限问题,使分子筛的结构性能得到了极大的改善。综述了近年来国内外制备多级孔分子筛的研究进展,特别在多级孔分子筛制备工艺方面重点介绍了后处理法和原位合成法,其中后处理法包括脱铝法、脱硅法和脱铝脱硅联用法;原位合成法分为硬模板剂法和软模板剂法。从稳定性、操作性等方面讨论了各种制备方法的优势和存在的问题。基于孔径大小的差异,总结了三类具有多级孔道结构的沸石分子筛,即微孔-介孔、微孔-大孔和微孔-介孔-大孔沸石分子筛在制备工艺与催化剂应用等方面的研究现状,并展望了多级孔分子筛未来的发展方向。     

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和NH_3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。     

双功能模板法合成多级孔沸石分子筛的研究进展

简要介绍了广泛应用于石油化工和工业催化中的沸石分子筛的特点以及多级孔沸石分子筛的基本合成策略,包括“自上而下”和“自下而上”两类合成策略;重点介绍了近年来发展出来的新型双功能模板法合成策略,包括如何利用季铵基团表面活性剂双功能模板,特别是利用聚合物双功能模板来直接合成不同拓扑结构的多级孔沸石分子筛的最新研究进展,以及两类双功能模板合成多级孔沸石的特点和优点。最后,对多级孔沸石分子筛在合成条件优化、模板剂选择、合成机理探究等方面所面临的挑战和在工业催化实际条件下的稳定性应用前景进行了展望。     

晶种法合成整体式多级孔ZSM-5分子筛

以四丙基氢氧化铵为模板,采用原位水热法,添加Silicalite-1晶种和十六烷基三甲基溴化铵,一步合成直径约为2cm、高约为0.8cm、中间部位向内凹、边缘部位凸起且表面较光滑的分子筛圆片集聚体。XRD、SEM和N2吸附-脱附表征结果表明,该分子筛圆片集聚体是由小晶粒堆积成的具有微孔和介孔的多级孔ZSM-5分子筛。     

多级孔ZSM-5分子筛的制备及其催化甲醇芳构化反应性能

采用晶种法,在合成体系中引入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）制备了具有多级孔道的ZSM-5分子筛。采用XRD、SEM、NH₃-TPD、XRF和氮气吸附等多种技术对其进行了表征,并考察了不同CTAB添加量对该分子筛结构、酸性及其在甲醇芳构化反应中催化性能的影响。结果表明,CTAB的添加显著影响分子筛的形貌、孔结构及分子筛的酸性,进而决定其在甲醇制芳烃反应中的稳定性和芳构化选择性。分子筛增加的介孔性提高了大分子化合物的扩散,进而提高了催化剂寿命。CTAB的添加抑制了铝源进入骨架进行配位,增加CTAB的用量导致Si/Al比提高,进而导致分子筛酸性下降以及芳烃选择性下降。     

无溶剂合成多级孔ZSM-5分子筛及丙烷芳构化反应性能研究

以无溶剂合成方法,利用生物质多糖海藻酸钠制备了具有多级孔道结构的ZSM-5分子筛。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR和N2吸附-脱附等多种表征技术对合成分子筛进行了表征,探究了海藻酸钠的添加量对分子筛形貌、孔结构、比表面积等物化性质的影响。结果表明,通过添加海藻酸钠制备的ZSM-5分子筛是具有丰富的多级孔结构,其添加量显著影响分子筛的形貌和孔结构,进而影响其在丙烷芳构化反应中的稳定性和芳构化选择性。该分子筛经Zn改性后用于丙烷芳构化反应,显示出良好的催化性能,其中样品Zn/ZSM-5-SA-16.7的丙烷转化率最初达87.2%,反应进行24 h后,丙烷转化率仍能达到50%以上,并且保持了较高的芳烃选择性（接近60%）。引入介孔结构有利于提高微孔分子筛内有机大分子的扩散速率和催化剂活性位的可接近性,降低副反应的发生,进而提高催化剂的选择性和反应稳定性。     

多级孔ZSM-5分子筛的加氢脱硫性能

以四头聚季铵盐为模板合成的多级孔ZSM-5分子筛为载体、Pd为金属组分制备新型介孔分子筛基Pd催化剂,考察其对4,6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫活性,并与其他催化剂进行对比。结果表明,与常规ZSM-5分子筛基Pd催化剂和γ-Al2O3基Pd催化剂相比,以多级孔ZSM-5分子筛为载体制备的Pd催化剂表现出更高的加氢脱硫活性。该催化剂同时具有介孔和B酸中心,为4,6-二甲基二苯并噻吩的异构化和脱硫反应提供了更多的活性中心,使其能够发生甲基异构化反应,生成3,6-二甲基二苯并噻吩后进行氢解脱硫。     

多级孔分子筛材料的研究进展

综述了近年来多级孔分子筛的研究进展,主要分为直接合成法和后处理法。直接合成法包括硬模板法和软模板法,后处理法包括脱铝法、脱硅法以及脱铝脱硅联用法。总结了各种处理方法的优点以及存在的问题,旨在为多级孔分子筛的制备提供更多的理论依据,并对其发展前景进行了展望。