钛硅分子筛的合成与表征

钛硅分子筛在有机物催化氧化及重金属离子吸附等领域发挥着重要作用。分别从影响因素、合成机理以及催化性能等方面对比了水热合成法、同晶取代法和微波辐射法合成钛硅分子筛的差异,列举了在表征钛硅分子筛中钛原子赋存状态、组成和结构等方面所采用的分析手段,并对钛硅分子筛的基础研究与工业应用进行了评述和展望。     

催化新材料—钛硅分子筛的制备与应用

对具有独特氧化性能的含钛分子筛的制备和应用进行了述评,简述了ＴＳ－１,ＴＳ－２,Ｔｉ－ＭＣＭ－４,Ｔｉ－ＨＭＳ,Ｔｉ－β型等含钛分子筛的合成及合成中不同的硅源,钛源,模板剂,合成条件对结构性能的影响。介绍了含钛分子筛在苯与苯酚的羟基化,烯烃的环氧化,环己酮的肟化,妥和饱和烃的氧化等反应中的应用及催化的作用机理,并对钛硅分子筛研究中存在的问题和应用前景提出了看法。     

表面富钛复合钛硅分子筛的合成与表征

以全硅分子筛silicalite-1为硅源,利用水热晶化法合成表面富钛的钛硅分子筛CTS,采用XRD、N2吸附-脱附、IR、XRF、UV—vis、XPS、DTA—TGA和SEM等对合成的分子筛进行表征。结果表明,合成的钛硅分子筛CTS具有MFI拓扑结构,钛物种主要集中在其表面,催化性能评价表明,在苯酚羟基化探针反应中合成的钛硅分子筛CTS具有较好的活性和苯二酚选择性,重复使用次数优于常规利用硅酯为硅源合成的分子筛TS-1。     

钛硅分子筛失活与再生的研究进展

介绍了在烯烃环氧化、环己酮氨肟化、苯酚羟基化等催化氧化反应中钛硅分子筛失活的研究现状,分析了反应副产物堵孔是催化剂失活的主要原因,同时钛流失或硅溶解也是导致催化剂失活的原因之一。总结了钛硅分子筛目前采用的主要再生方法,简述了不同再生过程对催化剂结构与性能的影响。展望了钛硅分子筛再生研究的发展方向。     

钛硅分子筛应用于苯二酚合成的研究

应用新型绿色环保材料TS－1分子筛催化剂，研究了以30％的双氧水为氧源的苯酚氧化合成苯二酚的清洁生产工艺。苯酚和30％的双氧水在80℃下反应4h，转化率达到21．21％，苯二酚的选择性达到99．82％，副产物苯醌的质量分数只有0．18％。     

钛硅分子筛的技术现状及国内专利分析

钛硅分子筛由于其优异的催化氧化性能而受到极大关注,已成为催化领域的一个研究热点。简述了钛硅分子筛发展历程、合成概况和在有机领域的应用,重点分析了国内钛硅分子筛的相关专利分布情况,主要从国内钛硅分子筛的专利申请量年度分布情况、申请人类型统计和申请人排名情况3个方面进行统计分析,通过对数据的比较和分析,得出了我国的钛硅分子筛材料的研究现状、应用水平和研究趋势,并展望了钛硅分子筛材料今后的发展方向。     

钛硅分子筛TS-1动态过滤的研究

对钛硅分子筛TS 1微粉催化剂应用动态过滤技术 ,在动态旋叶压滤机上进行了过滤性能的研究 ,得到了过滤速率随时间的变化规律 ,并分析了操作压力对过滤速率的影响。为了结合实际工业生产的要求 ,对过滤介质进行了再生实验。该研究为TS 1微粉催化剂的过滤分离提供了一个可行的方法 ,为确定适宜的操作条件及工业应用提供了实验依据     

TS-1钛硅分子筛的制备研究新进展

钛硅分子筛催化剂作为典型的环境友好催化剂体系被广泛应用于低浓度双氧水氧化的绿色有机合成工艺中.详细阐述了钛硅分子筛催化剂的2种制备方法经典的水热合成法及新型的气-固相同晶取代法,并重点指出这2种方法的优劣性.评述了钛硅分子筛催化剂工业化制备中急需解决的问题,指出气-固相同晶取代法二次合成钛硅分子筛由于其制备工序简便,因而具有更加显著的成本优势和广阔的工业应用前景.     

钛硅分子筛混合溶剂洗涤再生的研究

研究了失活钛硅分子筛采用过氧化氢和甲醇溶剂混合洗涤的再生过程。通过正交实验，系统考察了再生温度、再生时间、过氧化氢与甲醇质量比和混合溶剂量四个因素对再生过程的影响，得到了再生的最佳工艺条件。在此条件下，反应30 min，环氧丙烷选择性为98.55%，环氧丙烷收率为26.35%，H₂O₂转化率为32.4%。     

钛硅分子筛光催化氧化二苯并噻吩的研究

采用液固相同晶取代法和微波法合成了Ti-β,Ti-NaY和Ti-MCM-41a,并通过红外和紫外-可见漫射对样品进行表征。以二苯并噻吩为研究对象,考察了钛硅分子筛的光催化活性。结果发现,钛硅分子筛具有很好的光催化性能,光催化氧化脱硫的活性顺序为:Ti-MCM-41a>TS-1>Ti-NaY>Ti-β。10 mL模型油为基准的最佳反应条件为:钛质量分数,Ti-β为0.37%,Ti-NaY为3.7%和Ti-MCM-41a为5.325%;催化剂用量,Ti-NaY为0.05 g,Ti-β为0.05g,Ti-MCM-41a为0.04 g,H2O2用量(氧硫摩尔比):Ti-NaY为5.33∶1,Ti-β和Ti-MCM-41为12.39∶1。     

TS-1沸石膜的制备及应用研究进展

由于TS-1（钛硅分子筛）膜可以在极性溶剂中催化有H2O2参与的择型氧化反应,且具有疏水性,因此在膜分离、膜催化等方面引起人们广泛关注。介绍了TS-1膜的主要制备方法、表征手段及其制备过程中的影响因素,叙述了TS-1膜在渗透蒸发和催化方面的应用。针对当前研究现状,展望了TS-1膜在工业方面的发展前景。     

气体分离用管状炭分子筛膜

以无机陶瓷管为支撑体、热塑性酚醛树脂为原料,经高温炭化制备了炭分子筛膜。用低温N2吸附的方法测定了炭分子筛膜的比表面积,用扫描电子显微镜对膜的形貌和厚度进行了表征。考察了膜的气体透过率以及气体的理想选择性随温度的变化关系:H2、CO2、O2、N2和CH4的透过率随温度的升高而增大;理想选择性α(H2/N2)、α(CO2/N2)、α(CO2/CH4)随温度的升高而减小,而α(O2/N2)随温度的升高先增大后减小,在90℃左右气体选择性达到最大。最后由阿累尼乌斯公式计算了气体透过炭分子筛膜的活化能,进一步说明气体透过机理为活化扩散。     

Ultrathin carbon molecular sieve membrane for propylene/propane separation

Ultrathin (down to 300 nm), high quality carbon molecular sieve (CMS) membranes were synthesized on mesoporous γ‐alumina support by pyrolysis of defect free polymer films. The effect of membrane thickness on the micropore structure and gas transport properties of CMS membranes was studied with the feed of He/N₂ and C₃H₆/C₃H₈ mixtures. Gas permeance increases with constant selectivity as the membrane thickness decreases to 520 nm. The 520‐nm CMS membrane exhibits C₃H₆/C₃H₈ mixture selectivity of ～31 and C₃H₆ permeance of ～1.0 × 10^?8 mol m^?2 s^?1 Pa^?1. Both C₃H₈ permeance and He/N₂ selectivity increase, but the permeance of He, N₂, and C₃H₆ and the selectivity of C₃H₆/C₃H₈ decrease with further decrease in membrane thickness from 520 to 300 nm. These results can be explained by the thickness‐dependent chain mobility of the polymer film which yields thinner final CMS membranes with reduction in pore size and possible closure of C₃H₆‐accessible micropores. © 2015 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 62: 491–499, 2016     

分子筛构-效关系的分子模拟研究进展

综述了分子模拟技术在探索分子筛(包括微孔分子筛、介孔分子筛、中微双孔分子筛等)的微观结构及构-效关系方面的国内外研究进展,进而合理分析和预测了分子模拟技术在研究具有中孔孔道优势、大的比表面积、强酸性和高水热稳定性的新型中微双孔分子筛的微观结构及构-效关系中的重要性和可行性。     

无机陶瓷膜分离技术的研究进展

化工生产过程中所需的液固、气固及多组分分离已成为化工生产中的重要技术。无机陶瓷膜具有耐腐蚀、耐高温、机械强度好等一系列优势,被广泛应用于各种化工分离技术中。综述陶瓷膜分离技术中的原理、膜系统的设计及应用。     

Optimal separation of n-paraffins from Kuwait kerosene using a molecular sieve adsorbent

A study has been made of the vapour-phase adsorptive separation of n-alkanes from Kuwait kerosene using zeolite molecular sieves (LMS-5A). The object was to identify the optimum operating conditions, in terms of flow rate, adsorption temperature and zeolite particle size for the separation of n-alkanes from kerosene, so that the remaining stock would also be of marketable quality. The effect of these conditions on the height of the mass transfer zone (HMTZ) and the dynamic capacity (Ad) of zeolite was also investigated. The adsorptive separation process comprised one cycle of adsorption using a fixed bed of zeolite type-5A. The bed was fed with kerosene vapour until equilibrium had been achieved, whereby the n-paraffins were adsorbed and the denormalized material excluded. The processes were carried out isobarically at one atmosphere. The optimum operating conditions were found to be a feed flow rate of 33.33 × 10^?9 m³ s^?1, an adsorption temperature of 643 K and a zeolite pellet fraction size of 1.0–2.0 × 10^?3m. This yielded an HMTZ value of 0.206 m and an Ad of 9.653 × 10^?2 kg n-paraffins kg^?1 zeolite. The data will serve as a basis for the design of commercial plant.     

碳分子筛变压吸附空气分离活性及表征

石油焦基活性炭经Ni(NO3)2溶液室温浸渍过夜,红外灯缓慢烘干(Ni载持量5%),再经1-丁烯沉积处理,制备了催化炭沉积碳分子筛S-CMS,探讨了空气进料流量、压力和再生时间对碳分子筛空分效果的影响。结果表明,当流量为10~50 mL/min时,对空气分离效果影响很小;当吸附压力增加时,氮气浓度应该是增加的。脱附时间大于60 s时,S-CMS能够被再生。与商用T1-CMS比较,S-CMS是优秀的,在常温常压下,可获得浓度为93%的富氮气体。通过对碳分子筛表面结构的FT-IR、骨架结构-XRD及其氧化性in-situ TG/DTA的测试显示,S-CMS具有微孔分布独特的骨架网络结构,是一种潜在的优越变压吸附剂。     

Carbon molecular sieve gas separation membranes-I. Preparation and characterization based on polyimide precursors

Carbon molecular sieving membranes are new, high-performance materials for gas separations. The selectivities of these membranes are much higher than those typically found with polymeric materials and the selectivities are achieved without sacrificing productivity. Ultramicroporous carbon membranes can be produced by pyrolyzing various thermosetting polymeric materials under a variety of pyrolysis conditions. The membranes described in this paper were produced from the pyrolysis of a hollow-fiber polyimide precursor under conditions found to yield membranes with good air separation properties. Membranes were produced by two different temperature protocols, and were evaluated with mixed gas feeds at pressures ranging up to 200 psig (1.48 MPa). The lower temperature protocol yielded membranes with selectivities ranging from 8.5 to 11.5, and a higher temperature pyrolysis yielded membranes with selectivities ranging from 11.0 to 14.0. These membranes were found to be quite stable over time periods of several days with high-purity, dry feeds. Limited studies also showed that these membranes were highly effective for the separation of other mixed gas pairs, including

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变温陈化法制备TS-1分子筛及其催化性能

通过变温陈化步骤,采用水热结晶法制备TS-1分子筛。改变陈化步骤,得到一系列粒径不同的TS-1分子筛,并探究粒径对丙烯醇环氧化反应催化性能的影响。采用FT-IR、UV-Vis、BET、XRD和SEM等表征TS-1分子筛催化剂晶相,结果表明,不同条件制得的TS-1分子筛具有相同的MFI结构,Ti大部分以骨架钛形式存在,也有少量锐钛矿相Ti O2存在。随着反应温度的升高,TS-1粒径逐渐增大。通过后续催化反应发现,TS-1分子筛催化剂的催化活性改变不大,这可能是由于催化剂中活性位点的数目变化不大。从催化剂分离实验可以看出,随着粒径的增大,催化剂回收率从82.4%增至95.3%。     

低成本TS-1的制备及其在丙烯环氧化中的应用

综述了低成本钛硅分子筛TS-1的制备及其在丙烯环氧化反应中的应用研究进展。低成本TS-1制备过程实现工业化主要存在粉末状TS-1的回收和过氧化氢的生产、储存等问题。提高活性及进一步降低成本是研究的重点。过氧化氢的生产与丙烯环氧化过程的集成是未来的发展方向。