碱处理多级孔ZSM-5的酸性及吸附扩散性能研究

不同条件下用NaOH处理ZSM-5分子筛,得到了不同孔径分布的微-介孔多级ZSM-5分子筛,运用 XRD、N2吸附-脱附、SEM、NH3-TPD和Py-FTIR等方法对其进行表征。采用智能重量分析仪（IGA）等考察了改性后的分子筛与苯分子之间吸附扩散性能及其与酸量及吸附位的构效关系。结果表明,碱处理不会改变分子筛整体的晶相结构,但是碱处理会一定程度破坏分子筛的结晶度。碱改性会形成微-介多级孔分子筛,并能调变分子筛的酸量。调变后酸量相对大的多级孔ZSM-5分子筛有更多的吸附位,吸附量也会相应增大。此外,苯在多级孔ZSM-5上的传质性能不仅与多级孔ZSM-5分子筛的吸附位有关,还与孔结构有关。介孔含量越多,多级孔体系贯通性越好,苯的传质性能越好,越有利于多级孔ZSM-5活性位的吸附及其催化性能的提高。     

含磷模板和不同硅源对多级孔ZSM-5分子筛结构和催化性能的影响

通过采用不同比例的四丁基氢氧化磷（TBPOH）和四丙基氢氧化铵（TPAOH）混合作为模板剂合成多级孔ZSM-5分子筛,采用XRD,BET,SEM,TEM,NH3-TPD,MAS NMR等方法对分子筛进行物化表征,考察TPAOH和TBPOH的协同作用,期望得到较高结晶度的含P的多级孔ZSM-5。结果表明：以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,在TBPOH和TPAOH物质的量比为1∶1时,合成的多级孔ZSM-5形貌较为规整,由ZSM-5小晶粒堆积而成并呈现出丰富的介孔结构,具有较大的比表面积和孔体积,平均孔径分布于4～10 nm和50～70 nm。相比常规ZSM-5分子筛,合成的多级孔ZSM-5分子筛表现出更强的弱酸性和更多的总酸量。在1,3,5-三异丙苯的裂解反应中,相同转化率下,微孔ZSM-5分子筛表现出较好的苯和二异丙苯的选择性,而多级孔ZSM-5表现出更加优异的丙烯和异丙苯的选择性。     

碱处理对ZSM-5分子筛膜结构及其催化性能的影响

以片状或管状不锈钢为载体,采用原位生长法制备ZSM-5分子筛膜,考察了碱处理对ZSM-5分子筛膜结构及其催化性能的影响。结果表明,用0.2 mol/L的NaOH溶液处理ZSM-5分子筛膜时,碱处理温度偏高或时间偏长,均会导致分子筛膜表面出现裂痕,影响膜基界面结合强度;在合适的碱处理条件下,可避免分子筛膜出现裂痕,但不能如粉末样品那样产生介孔;碱处理可溶解分子筛膜表面的无定型物质,从而改善其催化性能。     

多级孔道ZSM-5分子筛的制备及其催化裂解性能

通过直接合成或后改性等方法制备了具有多级孔道结构的ZSM-5分子筛样品,用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、程序升温氨脱附(NH3-TPD)方法对其进行了表征,并在固定床反应器中对其催化裂解性能进行了评价。结果表明：与常规ZSM-5分子筛相比,多级孔道结构的ZSM-5分子筛具有比表面积高、介孔孔体积大、介微孔比率高等优势。在分子筛内引入多级孔道,在正己烷催化裂解反应中目的产物丙烯更易扩散,氢转移反应得到有效抑制,可提高丙烯收率。具有最高介微孔比率的纳米薄层NZSM-5-300样品上,其乙烯选择性为15.8%,丙烯选择性为40.1%,双烯总选择性为55.9%。通过对比发现：介微孔比率高的催化剂,正己烷转化率下降速度减缓,寿命延长。     

以混合黏土原位合成多级孔道ZSM-5分子筛

以高岭土和硅藻土混合黏土作为研究对象,利用原位晶化技术和孔道控制技术,合成了具有多级孔道的ZSM 5分子筛。采用粉末X射线衍射法（XRD）、N2静态吸附 脱附法、电子扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT IR）和热重 差热（TG DTA）对所合成的样品进行分析表征。结果表明,原位晶化技术所合成的ZSM 5分子筛结晶度为53%,晶粒大小约为2 μm,且含有中大孔结构和较大的比表面积及孔体积,具有高的热稳定性。     

多级孔ZSM-5分子筛形貌及结构调控

以甲基三乙氧基硅烷(MTES)和正硅酸乙酯(TEOS)为混合硅源,在不同的合成条件下,合成得到不同形貌和尺寸的ZSM-5分子筛。采用XRD、SEM、TEM、N_2吸附-脱附等手段对分子筛进行表征,探究了水热条件对分子筛形貌、尺寸、孔结构以及晶体结构等物化性质的影响。结果表明,在甲基三乙氧基硅烷添加量为1 mL、乙醇添加量为9.9 mL、180℃晶化时间4 d的水热条件下,合成的分子筛尺寸均一、结晶度较好,具有丰富的介孔结构,介孔尺寸在2～5 nm。     

多级孔ZSM-5分子筛的一步合成及反应性能

采用水热晶化法,通过改变水量来调节初始凝胶浓度,在Na2O∶H2O∶四丙基溴化铵∶Si O2摩尔比为0.07∶x∶0.05∶1.00(x分别为5.00,15.00,25.00,35.00,对应的试样依次命名为试样1~试样4)下,合成了一系列多级孔ZSM-5分子筛。以此为基质,制备了用于甲醇转化制丙烯(MTP)反应的HZSM-5分子筛催化剂,并在连续流动固定床微反装置上,于甲醇空速为9.78 h-1,反应温度为450℃,反应时间为120 min及常压条件下,考察了分子筛催化剂的活性。结果表明:体系水量的改变对ZSM-5分子筛的骨架结构无明显影响;与传统微孔ZSM-5分子筛催化剂(试样4)相比,多级孔分子筛催化剂(试样1~试样3)因具有较好的传质特性和较大的比表面积,提高了催化剂活性、稳定性及丙烯收率;在多级孔分子筛催化剂(以试样2为基质)运行120 min内,转化率、丙烯收率和丙烯/乙烯(质量比)基本不变,依次约为100%,32%,7.5。     

泡沫结构多级孔ZSM-5分子筛的制备与表征

以商用聚氨酯泡沫为硬模板,采用原位水热法,在100℃下晶化48 h,在聚氨酯泡沫骨架表面形成厚度为1 μ m且致密、连续的分子筛膜,经高温焙烧去除聚氨酯泡沫硬模板和合成分子筛所用的有机模板剂后,获得了可自支撑的泡沫结构多级孔ZSM-5分子筛。XRD、SEM和N₂吸附-脱附表征证实,该多级孔分子筛完全复制了聚氨酯泡沫的三维网络骨架结构,因而具有大孔-介孔-微孔复合孔道结构。采用微波法,在相同实验条件下仅需反应8 h,即可获得泡沫结构的ZSM-5分子筛。该泡沫结构多级孔分子筛在吸附、分离以及催化领域具有潜在的应用价值。     

硅烷偶联剂与介孔模板剂作用下合成多级孔结构ZSM-5分子筛

在传统ZSM 5分子筛合成体系中,添加硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和介孔模板剂聚丙烯酸 十六烷基三甲基溴化铵(PAA CTAB),得到多级孔结构ZSM 5分子筛。采用XRD、SEM、TEM和N2吸附 脱附等分析手段,考察了合成的ZSM 5分子筛的结构、形貌和孔结构性质。结果表明,添加APTES硅烷偶联剂可以得到具有球形形貌的多级孔结构的ZSM 5分子筛,而添加介孔模板(PAA CTAB)可以进一步提高多级孔结构ZSM 5的介孔含量。合成的多级孔结构ZSM 5分子筛在催化苯与苯甲醇的烷基化反应中展现了较高的催化活性。     

晶种法快速合成多级孔ZSM-5分子筛

在极浓体系下加入纳米级silicalite-1晶种,通过调节NaOH摩尔分数快速合成多级孔ZSM-5分子筛。通过扫描电子显微镜(SEM)、低温氮气吸脱附仪、X射线衍射仪表征分子筛样品。结果表明:纳米级silicalite-1晶种能在1.25 h内诱导合成高结晶度的ZSM-5分子筛;当n(NaOH)为0.05时,分子筛表观形貌呈鳄鱼皮形,比表面积最大为472.5 m2/g,孔体积最高可达0.28 cm3/g。     

Pore Structure and Catalytic Performance of Steam-Dealuminated ZSM-5／Y Composite Zeolites

1. Introduction FCC (fluid catalytic cracking) is the major processin which catalysts play a very important role. Zeolites,especially zeolite Y and ZSM-5 that are widely used incatalytic cracking catalysts because of their unique porestructures and stro…     

Synthesis of ZSM-5 Monoliths with Hierarchical Porosity

1 Introduction Zeolites have been widely used in industry in heterogeneous catalysis, particularly in the fields of oil refining and petro- chemical production as solid acid catalysts, thanks to their specific features[1]. Although the micropores of zeolite have been well described as having excellent potential for chemi- cal functions, their intricate pore and channel systems in the molecular size range (0.3—1.5 nm) are not efficient for pro- cessing large molecules of nanometer size. In the…     

改性Y型沸石的孔结构与扩散性能的研究

沸石晶内的扩散行为与其孔结构有密切关系,本文用不同的处理方法,制备了不同硅铝比和相对结晶度的改性Y型沸石,研究了它们的孔结构和用容量法测定扩散系数间的关系。Y型沸石的脱铝率增高,相对结晶度下降,使沸石晶内的孔结构发生变化。次级孔增加,微孔减少,晶粒的当量直径也减小,这对扩散性能的改善十分有利。低次级孔率时,扩散系数随次级孔量的增加而近似呈线性上升,说明在有次级孔的情况下,沸石晶内的扩散系数的大小不仅与孔道尺寸有关,也与次级孔量有密切的关系。     

内蒙古几种天然沸石的吸附性能和孔结构的研究

用ＮＨ＿４Ｃｌ对内蒙古５种天然沸石矿化学改性得Ｈ型矿样。用静态容量法测试这５种原矿及其Ｈ型矿样子７７Ｋ时Ｎ＿２吸附等温线。发现除吸附性能不同外，均有程度不同的低压脱附滞后效应。用严继民、张启元方法和Ｄ～Ｒ方程计算了比表面积、孔径分布、微孔体积和特征吸附能。结果发现，Ｎ＿２吸附性能、低压脱附滞后效应、特征吸附能都与它们的微孔结构密切相关。     

高硅ZSM-5分子筛介孔化及其催化裂解性能

采用不同浓度的Na2CO3溶液对高硅ZSM-5分子筛进行改性使其介孔化。对改性前后的ZSM-5分子筛进行了XRD、SEM、N2-吸附脱附和NH3-TPD等表征,并在小型固定床装置上考察了介孔化对正己烷催化裂解反应性能的影响。结果表明,调变Na2CO3溶液的浓度可以在保持骨架的同时产生介孔,增大分子筛的介孔孔容和总孔容,有效地调变分子筛的孔径分布;Na2CO3溶液改性ZSM-5分子筛对其正己烷的催化裂解活性几乎没有影响,但是由于介孔化处理优化了分子筛的扩散性能,在一定程度上减少了氢转移等二次反应,从而提高了丙烯的收率,丙烯的选择性明显增加。     

Co/ZSM-5分子筛的表征及其催化合成烷基吡啶的研究

Co/ZSM-5分子筛催化剂是一种具有较强催化活性的醛氨缩合催化剂，其主要特点是反应条件温和，择形选择性高，副产物少，醛氨缩合反应是制备烷基吡啶最具代表性的反应路线之一。本研究用SEM，XRD，IR和BET等技术考察了Co/ZSM-5分子筛的物理化学特性，并将Co/ZSM-5分子筛用于醛氨缩合合成烷基吡啶的反应，研究表明，浸渍液的钴含量（质量分数）为0.5%-1.0%，对ZSM-5可起到很好的改性作用；钴含量为0.4%-0.6%，烷基吡啶的选择性最佳；浸渍次数1-3次最好。通过浸渍法使得Co^2 进入ZSM-5分子筛骨架中，对醛氨缩合反应有较高的催化活性和选择性，采用Co/ZSM-5分子筛，烷基吡啶的收率可以达80%以上。     

The Difference between ZSM-5 Zeolites Manufactured from Various Synthesis Systems and Their Catalytic Performances

ZSM-5 zeolites with similar St/Al ratio were synthesized successfully using various templates [n- butylamine （BTA）, tetrapropylammonium bromide （TPABr） and no template （NT）] under hydrothermal conditions, The samples were characterized by XRD, SEM, Py-IR and BET surface area measurements in order to understand the template eiTects and the differences between the ZSM-5 santples. The synthesis of ZSM-5 with organic templates was relatively easier than those with inorganic templates and withnut template. SEM results revealed that ZSM-5 synthesized with different templates had different morphologies in similar particle size. Toluene disproportiortation reaction was carried out over the catalyst samples to evaluate the catalytic properties. The results have shown that large crystals which have a correspondingly small external surface showed a high para-xylene selectivity, and the amount of C9^＋ and C5^＋ was much less than that obtained from zeolite with small crystals.