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ZSM-5沸石分子筛制备方法研究进展

在微孔ZSM-5沸石分子筛中引入介孔结构制备多级孔ZSM-5沸石分子筛,可以很好的解决传统ZSM-5沸石分子筛在分子扩散方面受限和催化剂失活的问题。综述了几种多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备方法,着重介绍后处理法、硬模板法以及软模板法,分析了不同制备方法的优缺点,简单介绍了其他制备方法。阐明了探索更加经济、环保、易操作的多级孔沸石分子筛制备方法仍然是科研工作者们努力的方向。     

无模板剂合成ZSM-5分子筛及其催化性能

采用水热合成法制备了无模板剂ZSM-5分子筛,考察了制备工艺对无模板剂ZSM-5分子筛结构的影响,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)和N2低温吸附(BET)等方法对合成产物的物相、形貌和酸性等进行了表征。结果表明,在140℃晶化24 h,可制得性能较好的无模板剂ZSM-5分子筛,其相对结晶度为151%,具有较大的比表面积、适中的酸强度和较高的热稳定性,在催化甲醇制丙烯(MTP)单程反应中,甲醇转化率为100%,丙烯选择性为39.5%。     

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。     

直接法制备多级孔HZSM-5分子筛及其MTO催化性能

考察SiO_2-Al_2O_3-EDA-CTAB-CO(NH2)2-H2O体系中水热法一步晶化程序合成多级孔HZSM-5分子筛时各因素对产品性能的影响。在投料n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=150、n[CO(NH2)2]∶n(SiO_2)=1.5和180℃一步晶化72 h时,合成多级孔HZSM-5分子筛的结晶度为99%。n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)从50增至250,多级孔HZSM-5分子筛结晶度先增加后降低;随着n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)增加,多级孔HZSM-5分子筛的微孔体积减小,介孔体积逐渐增大,比表面积大于400 m2·g-1。合成的多级孔HZSM-5分子筛对甲醇制烯烃反应具有良好的催化活性,不同n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)合成的样品在反应时间80 h前,甲醇转化率均接近100%;n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=150的多级孔HZSM-5上丙烯选择性和乙烯选择性分别为45.11%和11.30%。     

无模板剂法合成ZSM-5分子筛的研究进展

由于模板剂在分子筛合成过程中会造成严重的环境污染,而且成本及耗能较高,因此如何以无模板剂法合成ZSM-5型分子筛成为业内人员的研究热点。对近年来无模板剂条件下合成ZSM-5分子筛的方法进行了综述,包括无添加法、晶种添加法和预晶化液添加法。同时对各方法合成小晶粒分子筛的优缺点进行了分析,并且对纳米级ZSM-5分子筛的合成方法进行了展望,认为预晶化液法是稳定的、低耗能低污染的合成纳米级ZSM-5分子筛的较好方法。最后指出,如何解决纳米分子筛合成过程中的聚集问题,是需要深入研究的课题。     

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。     

模板剂在ZSM-5分子筛合成中的应用

分析了模板剂在合成ZSM-5分子筛中的作用机理,在总结常用ZSM-5分子筛模板剂的基础上,系统阐述了模板剂对ZSM-5分子筛的粒径大小、结晶度和晶体形态的影响,最后探讨了混合模板剂在ZSM-5分子筛合成中的应用。     

模板剂对原位水热合成等级孔ZSM-5分子筛的影响

以正丁胺为模板剂制备硅铝摩尔比为40的ZSM-5分子筛,分别使用不同的介孔模板剂合成了等级孔ZSM-5分子筛,并采用XRD、NH3-TPD、BET等对合成的分子筛进行表征.结果 表明,采用不同介孔模板剂均可合成等级孔ZSM-5分子筛,其中以CTAB及P123为介孔模板剂合成的等级孔分子筛,介孔结构明显且保留了完整的微孔...     

模板剂对原位水热合成等级孔ZSM-5分子筛的影响

以正丁胺为模板剂制备硅铝摩尔比为40的ZSM-5分子筛,分别使用不同的介孔模板剂合成了等级孔ZSM-5分子筛,并采用XRD、NH_3-TPD、BET等对合成的分子筛进行表征。结果表明,采用不同介孔模板剂均可合成等级孔ZSM-5分子筛,其中以CTAB及P123为介孔模板剂合成的等级孔分子筛,介孔结构明显且保留了完整的微孔结构,微孔比表面在200 m²/g以上,介孔比表面均达到了100 m2/g以上,介孔比表面均达到了100 m²/g,且孔径分布较广。为等级孔分子筛的进一步研究提供了基础数据支持。     

不同硅含量多级孔SAPO-5分子筛的制备及表征

以N-甲基二环己基胺(MCHA)为结构导向剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、氢氧化铝为铝源、85%的磷酸为磷源,采用水热法制备了不同硅含量的多级孔SAPO-5分子筛。采用X-射线粉末衍射(XRD)、氮气物理吸附、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)等方法分别对样品的晶体结构、比表面积、骨架结构和酸性等进行表征。结果表明:随着硅含量的增加,多级孔SAPO-5分子筛的结晶度降低;孔径无明显变化,孔容增大;当硅含量为0.33时,样品不再具有AFI结构;总酸量随着硅含量的增加先升高后降低,当硅含量为0.20时,总酸量最大。     

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。     

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。     

纳米晶ZSM-5分子筛的制备及噻吩烷基化性能

采用水热合成法制备了纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛,与传统相比,所需能量少。并通过XRD、SEM、BET和NH3-TPD表征方法对所得样品进行表征,考察不同模板剂用量对纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛物化性质的影响。结果表明,当模板剂用量为4 g时,催化剂的粒径为纳米级结构,表面积较大,介孔数量多,酸性适宜,应用到噻吩烷基化反应后,表现出较好的噻吩烷基化活性。     

杂原子分子筛Ni-ZSM-5的合成及其影响因素

采用水热法合成杂原子分子筛Ni-ZSM-5,通过改变原料配比、调变原料pH、改变晶化时间和晶化温度,考察不同条件对合成Ni-ZSM-5晶化产物的影响。XRD表征结果表明,在晶化温度160 ℃、晶化时间96 h、pH为9和n（SiO₂）∶n(TBAB)∶n(H₂O)=1.0∶0.2∶67条件下,通过简单的工艺流程可得到具有规则特征结构的杂原子分子筛Ni-ZSM-5。     

多级孔MFI分子筛合成及催化性能研究

采用水热合成法,以四丙基氢氧化铵为微孔模板剂、十六烷基三甲基溴化铵为介孔结构导向剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,又进一步对合成出的ZSM-5分子筛进行后处理改性。结果表明,经过后处理的多级孔ZSM-5分子筛使芳烃收率进一步提高,其中负载Zn的多级孔ZSM-5分子筛的催化性能最好。     

多级孔MFI分子筛合成及催化性能研究

采用水热合成法,以四丙基氢氧化铵为微孔模板剂、十六烷基三甲基溴化铵为介孔结构导向剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,又进一步对合成出的ZSM-5分子筛进行后处理改性。结果表明,经过后处理的多级孔ZSM-5分子筛使芳烃收率进一步提高,其中负载Zn的多级孔ZSM-5分子筛的催化性能最好。     

后处理法制备多级孔Y型分子筛及其加氢裂化性能研究

以柠檬酸和乙二酸四乙酸二钠(EDTA-2Na)为复合改性剂,通过后处理法制备出具有多级孔结构的Y分子筛。在保证分子筛结晶度的同时,柠檬酸和EDTA-2Na可有效脱除骨架铝和六配位非骨架铝物种。改性后Y分子筛的骨架硅铝摩尔比[n(SiO₂)/n(Al2O₃)]提高1倍,结晶度仅降低1. 3%;分子筛的比表面积得到有效提高,介孔含量明显增加,并且连通性更好。以其作为酸性组分制备的加氢裂化催化剂,馏分油总收率比商业USY分子筛提高6. 5%。     

介孔分子筛合成中模板剂的研究与应用

对介孔分子筛催化剂中的模板剂的研究进展进行了综述,重点介绍了模板剂的发展过程、分类以及模板剂在介孔分子筛合成中的机理。