乙醇辅助氨基改性NCR-MCM-48分子筛的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

以稻壳灰提纯出的硅胶为无机组装硅源,乙醇为辅助试剂,通过水热合成法制备了CR-MCM-48分子筛,并对其氨基改性接枝制备NCR-MCM-48介孔分子筛。实验探讨了硅钠比、晶化温度、晶化时间及乙醇含量对CR-MCM-48介孔结构和形貌的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附曲线和红外光谱(FT-IR)对合成材料进行了结构和形貌表征,并对NCR-MCM-48介孔材料吸附水溶液中Cr(VI)的性能进行了评价。结果表明,当物料摩尔比n(Si)∶n(CTAB)∶n(H₂O)∶n(NaOH)∶n(C₂H₅OH)=1.0∶0.65∶62∶0.625∶0.25,晶化温度为393 K,晶化时间为72 h,焙烧温度为823 K时,组装合成的CR-MCM-48介孔材料有序度最好。热力学分析结果表明,NCR-MCM-48对Cr(VI)的吸附是自发、吸热反应。在吸附温度为308 K、pH=2.0、吸附时间为150 min的条件下,NCR-MCM-48吸附剂对Cr(VI)的最大吸附容量为88.9 mg·g^-1。     

中微双孔分子筛SBA-15的合成

采用P123(PEO20PPO70PEO20)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源试剂,在强酸溶液中采用水热晶化法合成中微双孔分子筛SBA-15,并考察模板剂浓度、反应温度,离子导向剂和共溶剂对中微双孔分子筛SBA-15的影响.结果表明:控制合成温度可以精确调控SBA-15的介孔孔径;引入离子导向剂后合成的SBA-15具有更好的介孔有序性;加入共溶剂N,N-二甲基酰胺(DMF)会破坏SBA-15孔道的有序性,孔壁变薄,但可以提高分子筛的比表面积和孔容,大幅度提高孔径;采用乙醇后处理分子筛SBA-15有利于保持分子筛骨架.合成中微双孔分子筛SBA-15的合适条件为P123,TEOS,NaCl,HCl与H2O物质的量之比0.017∶1∶1.5∶9.86∶137,反应温度40℃,P123自组装反应时间4 h,与硅源组装老化时间24 h,晶化温度100℃,晶化48 h,在此条件下得到高质量的中微双孔分子筛SBA-15对苯吸附量接近1 000mg/g.     

不同硅铝比ZSM-22分子筛的合成

采用静态水热合成法,以氢氧化钾为碱源,硅溶胶为硅源,1,6-己二胺为模板剂,考察了晶化温度[(423～443)K]、晶化时间[(12～72)h]和原料配比对合成ZSM-22分子筛的影响,优化了合成条件。结果表明,最佳合成条件为:晶化温度433 K、晶化时间48 h、n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(K2O)∶n(DAH)∶n(H2O)=0.11∶10∶1.3∶3.0∶400。在此基础上,通过碱度的调变,合成了较纯n(Al2O3)∶n(SiO2)=40～130的ZSM-22分子筛。     

静态条件下合成纳米片层ZSM-5分子筛

采用具有双功能导向作用的长碳链双季铵盐作为模板剂,原料配比为n(Na_2O)∶n(Al_2O_3)∶n(SiO_2)∶n(C_(22-6)-6Br_2)∶n(H_2SO_4)∶n(H_2O)=30∶1∶100∶10∶18∶4 000,静态条件下合成有序纳米片层ZSM-5分子筛,并采用XRD、N2吸附-脱附、SEM和TEM等对其进行表征。研究部分晶化条件对合成过程的影响。结果表明,增大填充度至50%,可以提高晶化压强,从而提高分子筛结晶度;随着凝胶碱度的增加,纳米片层分子筛结晶度先增大后降低,多片层有序性也发生同样变化;晶化时间对合成过程的前期影响较大,晶化时间6天,分子筛达到较高结晶度,样品形貌均一,介孔孔径分布集中。     

含氟体系中合成条件对MCM-48分子筛结构性能的影响

在合成过程中引入F~-可以缩短MCM-48分子筛的晶化时间,考察以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂的合成体系中加入F~-后,n(CTAB)∶n(Si)、晶化时间和晶化温度等合成条件对MCM-48结构性能的影响。XRD、N_2吸附脱附和TEM等表征结果表明,在n(CTAB)∶n(Si)=0.65、晶化温度120℃和反应时间24 h条件下,合成的MCM-48分子筛结晶度较高,比表面积为1 305 m~2·g~(-1),平均孔径3.416 nm,为MCM-48分子筛的适宜合成条件。     

ZSM-5/MCM-41微介孔复合分子筛的制备及吸附性能研究

按n(Na_2O)∶n(Al2O_3)∶n(SiO_2)∶n(TPABr)∶n(H_2O)=25∶1∶150∶10∶5000的摩尔比,在170℃24 h条件下水热合成出微孔ZSM-5分子筛,按n(Na OH)∶n(SiO_2)∶n(CTAB)∶n(H_2O)=0.3∶1∶0.3∶90的摩尔比配制成MCM-41的溶胶液,再将ZSM-5混合到MCM-41的晶化液中,110℃48 h晶化后取出漂洗烘干,再在550℃焙烧去除有机模板剂,获得ZSM-5/MCM-41微介孔复合分子筛,采用XRD、TEM和FT-IR等手段对合成分子筛进行了表征。考查了分子筛的投加量、pH值、温度、吸附时间以及共存物等对吸附X-5GN阳离子红染料废水的影响。正交试验结果表明,ZSM-5/MCM-41微介孔复合分子筛,对阳离子红X-5GN的吸附效果较好,当ZSM-5/MCM-41微介孔复合分子筛的投加量为0.3 g/L、阳离子红染料浓度为15 mg/L,溶液为中性、吸附时间为90 min,温度为60℃时吸附结果最好,脱色率达到了98.68%。     

微波法合成Cu-MCM-41介孔分子筛的研究

以硅酸钠、氯化铜等无机盐为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过微波辐射方法合成不同铜含量的Cu-MCM-41介孔分子筛。分别采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)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表征。结果表明,通过微波辐射方法成功地合成出含有不同孔径的Cu-MCM-41介孔分子筛。随着原料配比中n(CuO)∶n(S iO2)(摩尔比)的增加,介孔分子筛的比表面积和孔体积变小,介孔有序性变差。     

自模板法制多级孔ZSM-5及其在MTA反应中的应用

以改良的Stober方法制得的介孔硅球为硅源兼硬模板剂,合成硅铝摩尔比为30的多级孔ZSM-5分子筛。采用XRD、FESEM、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD等手段对合成的样品进行表征,研究晶化温度、晶化时间、晶化方法对分子筛形貌和结构性能的影响,并将其应用于甲醇制芳烃(Methonal to Aromatics,MTA)反应。结果表明,以介孔硅球作为硅源兼硬模板剂,在110℃条件下晶化72 h能够得到结晶度较高的ZSM-5分子筛,该分子筛含有丰富的介孔及大孔,比表面积高达529 m~2/g,且在MTA反应中表现出比较好的催化稳定性。     

微–介孔结构Y/MCM-48复合分子筛的合成与稳定性

以正硅酸乙酯为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板,在氟化物存在的条件下,通过水热法在不同晶化温度和时间下进行复合分子筛Y/MCM-48的合成。利用X射线粉末衍射、Fourier变换红外光谱、N2吸附–脱附、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对合成的样品进行表征,同时考察了样品的稳定性及不同晶化时间和温度下样品的晶相。结果表明：在120℃水热晶化36h合成的Y/MCM-48具有良好有序的MCM-48介孔相以及NaY微孔相的双重孔结构,其比表面积高达864 m2/g,平均孔径为2.4 nm。样品经800℃焙烧4 h、100℃水热处理48 h后,复合分子筛的双重孔结构仍然存在。     

MEL/MCM-48微介孔复合分子筛的制备与性能研究

按1SiO2∶ 0.35TBAOH∶ 25H2O的摩尔比,170℃水热晶化48 h得到微孔分子筛MEL,再按n(SiO2)∶ n(CTAB)∶n(H2O)∶n(NaOH)=1∶0.45∶60∶0.48的摩尔比,配成MCM-48的悬浮液,将合成的MEL加入MCM-48的溶液中,80℃水热晶化96h,制备出MEL/MCM-48微介孔复合分子筛,其结构和形貌采用XRD、TEM等手段对其进行了表征.考察了这种复合分子筛的投加量、pH值、吸附时间等因素对阳离子红X-5GN模拟染料废水吸附性能的影响.MEL/MCM-48微介孔复合分子筛的投加量为1 g/L、阳离子红X-5GN染料废水浓度为20 mg/L,溶液为中性、振荡时间为60 min,温度为50℃时吸附效果最好,脱色率以达到了97.8％,吸附动力学曲线不符合一级反应模型(Lagergren一级速率方程),但用二级反应模型(McKay二级速率方程)来描述可以得到很好的相关性.     

NU-87分子筛的合成与表征

考察了n(Na_2O)∶n(SiO_2)、n(H_2O)∶n(SiO_2)、n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)及晶化时间对NU-87分子筛合成的影响,优化了合成条件,以EU-1分子筛为异质晶种,合成出NU-87分子筛,缩短了晶化时间。利用XRD、FT-IR、SEM及N_2等温吸附-脱附等方法对NU-87分子筛进行表征。结果表明,高n(H_2O)∶n(SiO_2)和低n(Na_2O)∶n(SiO_2)有助于NU-87分子筛的生成,优选的n(Na_2O)∶n(SiO_2)=0.14～0.15、n(H_2O)∶n(SiO_2)=48～55、n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=50、55和60时均合成出NU-87分子筛。晶化时间对NU-87分子筛的合成影响较大,最优晶化时间为8天。采用非晶种法合成NU-87分子筛时,随投料n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)增大,合成NU-87分子筛的n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)增大,比表面积逐渐减小,孔容与平均孔径大小基本未发生变化,B酸、L酸及总酸量逐渐减少。采用异质晶种法合成NU-87分子筛时,所得分子筛的n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)最小,但其比表面积、孔容、平均孔径及B酸、L酸和总酸量均显著增大。NU-87分子筛为矩形条板状。     

不同硅铝比Al-MCM-41介孔分子筛的表征及催化合成氯乙酸正辛酯

以十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n( NaAl02)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶x∶0.12∶ 3.5∶130,其中x=0.1,0.033,0.02,0.01,0.006 7时,水热法合成了Al - MCM - 41介孔分子筛.通过XRD,N2吸附-脱附,NH3 - TPD和TEM等手段对不同硅铝比(n(Si)/n(Al))的Al - MCM -41介孔分子筛进行了表征.结果表明,当n(Si)/n( Al)由150减小至30时,Al - MCM -41介孔分子筛仍具有典型的六方介孔结构特征,但当n( Si)/n(Al)=10时,样品结构有序性下降.Al - MCM - 41介孔分子筛酸量随着n( Si)/n( Al)减小而增大.将Al - MCM - 41介孔分子筛用于催化合成氯乙酸正辛酯,相同反应条件下,n( Si) /n( Al) =30的Al - MCM - 41介孔分子筛为催化剂时酯化率最高,由此表明,Al - MCM - 41介孔分子筛作为催化剂,反应酯化率不仅取决于样品酸量,也与其晶体结构相关.当Al - MCM - 41介孔分子筛用量为氯乙酸质量的3％,反应温度为120～140℃,n(氯乙酸)∶n(正辛醇)=1∶1.2时,酯化率可达94.34％.     

硅/钴摩尔比对MCM-48介孔分子筛结构性能的影响

以正硅酸乙酯为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板、氟化钠为添加剂,水热合成钴掺杂的介孔分子筛(cobalt-containing mesoporous molecular sieve,Co-MCM-48),同时研究合成溶胶中不同摩尔比m(Si):n(Co)对MCM-48介孔材料结构性能的影响.通过X射线粉末衍射、N2吸附...     

硅源用量对SAPO-18分子筛合成及催化性能的影响

采用水热合成法,以N,N-二异丙基乙胺为模板剂合成SAPO-18分子筛,并用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、NH3程序升温脱附及N2吸附-脱附等对其结构进行表征,系统研究合成凝胶中硅源用量对SAPO-18分子筛合成及其在甲醇制烯烃反应中催化性能的影响。结果表明,在晶化温度453 K、晶化时间96 h和合成凝胶中0.3≤n(Si O2)∶n(Al2O3)≤1.2条件下,能合成出纯相的SAPO-18分子筛,其中,当n(Si O2)∶n(Al2O3)=0.6,在反应时间135 min时,合成的SAPO-18分子筛具有较高的双烯选择性(乙烯+丙烯)。合成凝胶中硅源的用量对SAPO-18分子筛酸性有显著影响,适当增加分子筛中强酸比有助于提高乙烯和丙烯选择性,但缩短催化剂寿命。     

乙二胺体系铝镧MCM-41介孔分子筛的合成、表征及在乙氧基化反应中的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n(NaAlO2)(或LaCl3)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶X∶0 12(或0 14)∶3 5(或8 0)∶130,其中X=0 1,0 05,0 033时,水热法合成了硅铝(硅镧)摩尔比为10、20和30的Al MCM 41和La MCM 41介孔分子筛。通过XRD、IR、NH3 TPD吸附脱附、BET及CCl4吸附等方法对分子筛的晶体结构和表面物性进行了研究,结果表明,合成的分子筛具有典型的六方介孔结构特征。将Al MCM 41和La MCM 41分子筛分别用于催化乙氧基化反应,研究结果表明,Al MCM 41的催化活性高于La MCM 41,当Al MCM 41用量为正辛醇质量的3%,反应温度为120℃,反应压力0 2MPa,n(正辛醇)∶n(环氧乙烷)=1∶2时,正辛醇聚氧乙烯醚产品的收率达85%。     

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。     

用富含介孔的硅基材料合成微孔-介孔复合分子筛

以富含介孔的硅基材料为硅源,四乙基氢氧化铵为模板剂,NaAlO2为铝源,调节投料硅铝的摩尔比(n(SiO2)/n(Al2O3)),通过半固相原位合成法,制备了具有不同晶型的微孔-介孔复合分子筛。采用X射线衍射仪分析样品组成,扫描电镜观测样品晶体形态,使用容量吸附分析仪测量样品孔结构。结果表明,所得样品具有微孔-介孔复合结构,在较低硅铝摩尔比条件下(n(SiO2)/n(Al2O3)=20~50),产物主要为β微孔-介孔复合分子筛;硅铝摩尔比较高时(n(SiO2)/n(Al2O3)200),合成产物为ZSM-5微孔-介孔复合分子筛。     

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。     

MIL-101(Cr)在不同水热晶化条件下的优化合成及其环己烷催化氧化性能研究

采用水热合成法,通过改变水热晶化条件,制备得到系列MIL-101(Cr)金属-有机骨架材料。XRD、SEM及N2吸附等现代表征结果表明,水热晶化时间和合成体系中反应物浓度会对所得MIL-101(Cr)的结晶度、晶体形貌及孔结构性能产生较大影响。当水热晶化温度为220℃时,最佳晶化时间为8 h,物料n(H2O)∶n(Cr)=370∶1。在此水热晶化条件下所合成的MIL-101(Cr)样品不仅具有更高的结晶度、更大的比表面积和孔体积,以及更为完整的晶体形貌,而且在H2O2氧化环己烷反应中显示出更高的催化活性。     

NaY/MCM-48复合分子筛的制备及对活性艳兰KN-R染料的吸附性能研究

按nAl2O3:nSiO2∶ nNaO∶ nH2O=1∶14∶ 6∶250的摩尔比,100℃10 h水热合成出微孔NaY分子筛,按n(SiO2)∶n(CTAB)∶n(H2O)=0.6∶1∶30的摩尔比配制成MCM48的溶胶液,再将NaY混合到MCM-48的晶化液中,110℃晶化72 h后取出漂洗烘干,再在550℃焙烧去除有机模板剂,获得NaY/MCM-48微介孔复合分子筛,采用XRD、SEM和TEM等手段对合成分子筛进行了表征.考查了分子筛的投加量、pH值、温度、吸附时间等对吸附活性艳兰KN-R染料废水脱色率的影响,研究了三种分子筛对活性艳兰的吸附等温线,吸附动力学和热力学.研究结果表明:NaY/MCM-48微介孔复合分子筛,对活性艳兰KN-R的吸附效果较好,当NaY/MCM-41微介孔复合分子筛的投加量为0.3 g/L、活性艳兰KN-R染料浓度20 mg/L,溶液pH =4、吸附时间为60 min,温度为55℃时吸附结果最好,脱色率以达到了96.6％.这三种分子筛可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程描述,其中NaY,MCM-48分子筛与Freundlich等温吸附方程具有更好的相关性,而NaY/MCM--48复合分子筛与Langmuir等温吸附方程具有更好的相关性;拟二级吸附动力学反应模型与实验数据之间有更好的相关性,可以用方程lnK=-△H/RT+ lnCe来进行拟合.