多级孔β分子筛在噻吩烷基化反应中的催化性能

将β分子筛用NaOH溶液处理后得到多级孔β分子筛,采用XRD、SEM、FTIR、N_2吸附-脱附、XRF和NH_3-TPD方法对处理前后的β分子筛进行表征,并研究了它在噻吩烷基化反应中的催化性能。表征结果显示,NaOH溶液处理在保持β分子筛微孔骨架结构的同时,增加了它的介孔比表面积和介孔体积,并调变了酸性。实验结果表明,在反应压力0.85 MPa、反应温度160℃、反应时间2 h、催化剂质量1 g的条件下,以0.1 mol/L NaOH溶液处理60 min得到的多级孔β分子筛作为催化剂时,噻吩转化率和烷基化选择性最高,分别为94.6%和70.1%。     

改性MCM-49催化异丁烯胺化生产叔丁胺

研发缓和反应条件下异丁烯胺化生产叔丁胺(原子经济型绿色化工过程)高性能催化剂对于该反应具有重要意义,采用氢氧化钠(NaOH)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合液处理不同模板剂六亚甲基亚胺(HMI)含量的MCM 49分子筛,制备了一系列不同物化性质的MCM 49样品,考察了其在异丁烯胺化过程中的反应性能。结果表明,随着初始样品中模板剂含量的降低(模板剂对分子筛骨架保护作用减弱),经处理后,催化剂样品的比表面积、外表面积及介孔孔容显著增大,结晶度有所降低,而中强酸量先增大后降低。C150 NaOH/CTAB和C250 NaOH/CTAB 样品,在保持较高结晶度的同时,其酸量比H型样品有显著升高,并在异丁烯胺化过程呈现出较佳的反应活性;异丁烯转化率与催化剂中强酸量呈线性正相关,而与样品的织构性质及多级孔结构无明显关联性。     

镧对CoMCM-41介孔分子筛结构的影响

以硅酸钠、氯化钴和氯化镧为原料,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热法合成了CoMCM-41介孔分子筛和Co-LaMCM-41介孔分子筛。采用XRD、FT-IR、TEM、N_2吸附-脱附等方法对试样的物化性能进行表征,结果表明:合成出了具有介孔结构的CoMCM-41和Co-LaMCM-41,550℃焙烧可以将模板剂有效去除并不影响介孔结构。CoMCM-41的比表面积为897.25 m~2/g,Co-LaMCM-41的比表面积为508.85 m~2/g。引入稀土元素镧使CoMCM-41介孔分子筛的比表面积下降,平均孔径增大,介孔有序性降低。     

介孔有机硅分子筛PMO-SO_3H的合成及催化性能

在碱性和水热条件下,以十八烷基三甲基氯化胺(ODTMA)为模板剂、有机硅为硅源,合成出含磺酸基的介孔有机硅分子筛PMO-SO3H。分别进行了XRD、红外光谱和TGA分析,并用N2吸附-脱附法测定其比表面积和孔分布,同时进行了苯酚烷基化反应。结果表明,磺酸基摩尔分数高达0.15时,仍然具有介孔分子筛MCM-41的完整晶体结构;比表面积和孔径随磺酸基含量的增加而降低,磺酸基摩尔分数为0.25时,比表面积和孔径仍保持较高值;含磺酸基的介孔分子筛比沸石分子筛催化剂具有更高的活性,介孔有机硅分子筛比介孔硅基分子筛具有更高的水热稳定性;磺酸基在分子筛表面的最佳摩尔分数为0.15。     

Al-MCM-41介孔分子筛合成及其加氢特性Ⅰ.合成及表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,硫酸铝为铝源,利用三甲基苯(TMB)为溶剂溶解催化油浆制得的有机混合液作为增孔剂,合成出具有较大孔径的A l-MCM-41介孔分子筛。结果表明,采用有机混合液为增孔剂合成的分子筛具有很好的结构性能,试样平均孔径、孔容、BET比表面积分别为4.74 nm,1.41 cm3/g,870.23 m2/g。与单纯使用TMB合成的A l-MCM-41介孔分子筛相比,使用混合液制备的试样结晶度得到提高,平均孔径增大,焙烧后的失重较小且放热平缓。     

MCM—41分子筛的模板剂脱除方式对其结构和酸性的影响

通过XRD、IR和N2吸附等多种手段研究了模板剂脱除方式对MCM－41分子筛结构和性能的影响。结果表明，采用在空气中直接焙烧的方法脱除模板剂在一定的程度上破坏了MCM－41分子筛的结构完整性，骨架脱铝现象最明显；在N2气氛中焙烧一段时间后继续在空气中焙烧对MCM－41分子筛的结构和酸性得到一定的保护；相比之下，经溶剂抽提再经空气短时间焙烧过的MCM－41分子筛显示出较高的结晶度和较好的酸性特征。     

t-ZrO2/SAPO-34质量比对t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂物化性质及其甲醇制烯烃催化性能的影响

采用介孔t-ZrO2对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂,研究了t-ZrO2与SAPO-34质量比对复合催化剂物化性质和MTO催化性能的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、NH3-TPD和BET等手段对不同复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,质量比对t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂的物化性质和催化性能影响较大。过高或过低t-ZrO2:SAPO-34质量比制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度和骨架结构特征均有所减弱,分别呈现以介孔为主和以微孔为主的孔结构特征;当质量比为1:1时,制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介孔层级结构（微孔比表面积112.91 m2·g-1,介孔比表面积176.02 m2·g-1,总比表面积为288.93 m2·g-1,总孔容0.19 cm3·g-1）,总酸量较大（0.344 mmol/g）;在常压、反应温度380 ℃、N2流速20 mL·min-1、进料空速2 h-1MTO反应条件下,复合催化剂表现出优越催化性能、稳定性及反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达100%和90.54%,催化寿命达1130 min,与单一SAPO-34分子筛相比,催化寿命延长了768 min。     

MCM-22分子筛介孔对汽油烷基脱硫影响

在固定床反应装置中考察了NaOH处理的 MCM-22分子筛对模拟汽油中噻吩烷基化脱硫的催化性能.NaOH处理不仅影响MCM-22分子筛的结晶度和酸性,还导致该样品外表面积和介孔孔容增加.以噻吩(4000 μg/g)、二甲苯、己烯和甲基环己烷组成的模拟汽油(V(Thiophene):V(Xylene):V(Hexene):V(Methycyclehaxane)＝1∶3∶8∶313)为原料,在1.5 MPa、90℃和WHSV＝1.5 h-1的反应条件下,经NaOH处理MCM-22催化剂与未经NaOH处理MCM-22催化剂相比,初活性变化不大,但稳定性存在明显差异.除了催化剂的结晶度和酸性外,分子筛上的介孔对催化剂的汽油脱硫稳定性的影响更明显.     

AlMCM-41介孔分子筛的合成及加氢脱硫性能

以拟薄水铝石为铝源、水玻璃为硅源、十六烷基三甲基溴化胺为模板剂,在110℃水热条件下合成了含Al的MCM-41介孔分子筛A1MCM-41.以AIMCM-41介孔分子筛为载体、以W和Ni为活性组分制备了加氢脱硫催化剂NiW/A1MCM-41,并对A1MCM-41和NiW/A1MCM-41进行了XRD和BET表征.结果表明.所合成的A1MCM-41具有很高的相对结晶度,n(SiO2)/n(Al2O3)为25～100的AIMCM-41和NiW/AIMCM-41的比表面积、孔容和平均孔径均较高.以NiW/AIMCM-41为催化剂,在反应压力6 MPa、反应温度350℃、氢/油体积比800及质量空速1.0 h-1条件下,二苯并噻吩的脱硫率可达97.7%.     

以Si-Al凝胶、高岭土水热晶化合成多级孔道催化材料

以硅铝凝胶为模板剂,在高岭土制浆过程中加入,经喷雾、焙烧后,在水热条件下晶化合成含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。采用X射线衍射法、N₂ 静态吸附法对所合成的样品进行分析表征,考察了硅铝凝胶的加入量对NaY分子筛相对结晶度、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)以及复合材料孔道分布的影响。结果表明,随着硅铝凝胶加入量的增加,晶化产物在介孔范围内的孔容及比表面积均有较大幅度的提高,介孔分布也更为集中;当加入凝胶质量分数为10％时,介孔的孔容及比表面积达到最大,在20％时有所下降。在凝胶加入量为10％时,可以得到BET比表面积为480 m²/g、总孔容为0.41 mL/g、介孔孔容为0.22 mL/g、介孔比表面积为98.9 m²/g、结晶度为51.0％、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为5.09的含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。     

Investigation of ZSM-5/MCM-41 Composite Molecular Sieve for Reducing Olefin Content of FCC Gasoline

ZSM-5/MCM-41 composite molecular sieve was prepared by the nano-assembling method.The ZSM-5 molecular sieve,the MCM-41 molecular sieve,the ZSM-5/MCM-41 mechanical mixture and the ZSM-5/MCM-41 composite molecular sieve were characterized by X-ray powder diffractometry,N2 adsorption isotherms,temperature programmed desorption of ammonia and scanning electron microscopy and their properties were analyzed.Using FCC gasoline as the feed,activities of different molecular sieves for reducing olefin content were investigated in a continuous high-pressure micro-reactor unit under the following conditions:a reaction temperature of 400℃,a reaction time of 2 h,a weight hourly space velocity of 3 h-1,and a reaction pressure of 2.0 MPa.The results showed that the HMCM-41 molecular sieve had low reaction performance,and the HZSM-5 molecular sieve demonstrated high aromatization activity,while the ZSM-5/MCM-41 composite molecular sieve exhibited a best olefin-reducing performance because of its high isomerization activity and moderate aromatization activity.With a largest olefin-reducing capability and a reasonable distribution of products,the composite molecular sieve was more suitable for FCC gasoline upgrading compared to other three catalysts.     

无机盐的加入对纯硅MCM-41中孔材料合成和稳定性的影响

考察了在水热条件下合成纯硅MCM-41中孔分子筛时，加入NH4Cl、NaCl和NaF对其合成及稳定性的影响。采用XRD、低温N2吸附等手段表征了合成所得样品。结果表明，采用加入无机盐的方法可调节MCM-41的孔径大小；也可导致合成产物中间相发生变化。无机盐的加入可有效地提高所合成样品XRD的特征衍射峰（100）强度和稳定性，且以NH4Cl的加入最为明显。随着NH4Cl加入量的增加，合成产物的物相由一维六方有序结构MCM-41向三维似螺旋结构KIT-1过渡。当NH4Cl与表面活性剂的摩尔比为0．2时，在130℃下水热晶化96h，能制得稳定性好的中孔材料MCM-41，可在沸水中稳定保持2h以上．而不造成孔道结构的明显变化。     

厚壁MCM-41中孔分子筛的合成

在水热条件下,以硅酸钠、活性氧化铝为硅源和铝源,表面活性剂ＣＴＭＡＢ为结构模板剂,对合成过程的凝胶组成、晶化温度、晶化时间等因素进行正交试验,成功地合成出相对结晶度高的厚壁ＭＣＭ－４１中孔分子筛材料。采用ＸＲＤ、低温Ｎ２吸附（ＢＥＴ）等测试手段对合成的ＭＣＭ－４１样品进行表征。考察了影响ＭＣＭ－４１孔壁厚度的主要因素。结果表明,向体系中加入适量的稀硫酸和有机酸,有效地控制了体系的ｐＨ,提高了ＭＣＭ－４１的相对结晶度和孔壁厚度。通过优化合成条件,合成出孔径３１８ｎｍ、比表面大于１０００ｍ２·ｇ－１、孔壁厚度２８２ｎｍ的ＭＣＭ－４１中孔分子筛。     

Catalytic cracking of isopropylbenzene over hybrid HZSM-12/M41S (M41S = MCM-41 or MCM-48) micro-mesoporous materials

The catalytic cracking of isopropylbenzene was investigaded over hybrid ZSM-12/MCM-41 and HZSM-12/MCM-48 micro-mesoporous materials, in order to verify the effect of the acid site of the accessibility of mesoporous channels combined with the acid sites into the zeolite. The hybrid materials were synthesized by the hydrothermal method using the template mechanism. The obtained materials were characterized by X-ray diffraction and BET isotherms using nitrogen adsorption-desorption at 77 K. The X-ray diffraction patterns presented characteristic peaks of the microporous and mesoporous phases. These analysis revealed the formation of ordered hexagonal MCM-41 or cubic MCM-48 mesoporous phases, associated with the ZSM-12 structure. In order to generate acid sites, the materials were ion exchanged with ammonium chloride solution. The calcined hybrid materials were tested as catalyst for cracking of isopropyl-benzene, using a fixed bed reactor at 450 ^oC and nitrogen gas. The catalytic tests showed that the HZSM-12/AlMCM-41 and HZSM-12/MCM-48 hybrid materials have potential for use in cracking reactions, bening more active than the zeolite or the M41S alone. The catalytic activities of the hybrid materials can be associated with a synergistic effect between the acid sites present on the zeolitic phase and the mesoporous phase. In order to verify how the structure of the hybrid materials may affect and control their catalytic performances, the results were compared with HZSM-12 physically mixed with MCM-41 and MCM-48.     

L/MCM-41介微孔复合分子筛合成的影响因素

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,采用两步晶化法先合成L分子筛,再合成 L/MCM-41复合分子筛,合成过程中采用了离子交换技术。用 XRD、BET 等测试手段对合成样品进行表征。考察了合成体系pH值、模板剂用量、晶化温度对合成产物的影响。结果表明,用硫酸调节合成体系 pH 值在10~11范围,以及 n(CTAB)/n(SiO₂)=0.25、120℃ 晶化2 d 的条件下,合成得到的 L/MCM-41复合分子筛孔径比微孔分子筛大,为3.04 nm;与水热晶化法合成的MCM-41相比,壁厚由0.55 nm 增大到1.81 nm;水热稳定性也明显提高,在100℃沸腾状态下结构保持时间由原来的低于2 h 延长到8 h。     

Sr-ZSM-5/SBA-15复合分子筛的制备

采用浸渍法对ZSM 5进行金属Sr改性,通过后合成法制备了Sr ZSM 5 SBA 15复合分子筛。采用XRD、N2吸附 脱附、FT IR、Py FTIR等技术对样品进行表征,并以其催化甲苯甲醇烷基化反应,考察了Sr负载量、晶化时间、盐酸用量和焙烧温度对Sr ZSM 5 SBA 15催化烷基化性能的影响。结果表明,最佳的Sr ZSM 5 SBA 15制备条件为,Sr负载量3%(质量分数)、晶化时间20 h、盐酸用量40 mL、焙烧温度550℃;该条件下制备的Sr ZSM 5 SBA 15仍具有微 介孔复合结构,催化甲苯甲醇烷基化反应的甲苯转化率为3015%,对二甲苯选择性为7741%。     

Secondary Crystallization of Na_2CO_3-Modified HZSM-5 Zeolites with Tetrapropylammonium Hydroxide and Their Catalytic Performance in Thiophene Alkylation Reaction

The Na2CO3-modified HZSM-5 zeolites were further treated by tetrapropylammonium hydroxide(TPAOH) solution. The effect of TPAOH concentration on the secondary crystallization process was investigated. The resulting samples were characterized by a complementary combination of X-ray diffraction, N2 adsorption/desorption, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, XPS, 27 Al and 29 Si magic-angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy, BET and temperature-programmed desorption techniques. The results showed that the secondary crystallization of the HZSM-5 zeolite could result in migration of non-framework species from the internal channels to the zeolite surface and their transformation into framework species. The catalytic activity of these modified samples for thiophene alkylation was evaluated. Both the activity and stability of the catalysts were improved after secondary crystallization.     

四丙基氢氧化铵二次晶化碳酸钠改性HZSM-5的研究

用四丙基氢氧化铵溶液对碳酸钠改性的HZSM-5分子筛进行二次晶化处理。考察了四丙基氢氧化铵溶液浓度对二次晶化的影响。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、XPS、27Al和29Si MASNMR、BET和TPD等表征技术对样品进行了表征。结果表明,碳酸钠改性后的HZSM-5分子筛在四丙基氢氧化铵溶液中二次晶化后,堆积在孔道内的非骨架物种发生了迁移,迁移到了分子筛的表面和骨架上。考察了改性后催化剂的噻吩烷基化性能。发现采用四丙基氢氧化铵溶液二次晶化后的催化剂,噻吩转化率和反应稳定性均得到了进一步的提高。     

MgAPO-5/MCM-41分子筛的表征及催化性能

 采用微波水热法合成了MgAPO-5/MCM-41分子筛。考察了晶化温度对分子筛合成和性质的影响，并通过XRD、NH₃-TPD、TEM、NMR等分析手段对合成的样品进行了表征。结果表明，当晶化温度为90℃时，合成的样品具有微孔结构和MCM-41特有的六方排列的孔道结构，P原子和Al原子都进入了分子筛的骨架，并且具有较高的有序度、比表面积、孔容和平均孔径。Mg的掺入能显著提高分子筛的酸性。用MgAPO-5/MCM-41分子筛催化苯与α-十二烯的烷基化反应时，α-十二烯的转化率可达到99%以上，2-苯基十二烷的选择性达到20%以上，但该分子筛稳定性不高。     

MCM-41负载磷钨酸催化剂的制备及其对乙酰化反应的催化性能

采用水热合成法制备了介孔分子筛 MCM-41,并利用浸渍方法将磷钨酸负载在 MCM-41分子筛上,经煅烧得到 PW/MCM-41催化剂;利用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、N_2吸附-脱附和 NH_3程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征;考察了 PW/MCM-41催化剂对苯甲醚及1,4-二甲氧基苯的乙酰化反应的催化性能。表征结果显示,磷钨酸负载到 MCM-41分子筛上后,保持了 Keggin 结构,MCM-41分子筛保持了介孔结构。实验结果表明,PW/MCM-41催化剂的活性随磷钨酸负载量的增大而降低;磷钨酸质量分数为30%的 PW/MCM-41催化剂上反应底物的转化率最高,使用该催化剂0.8 g,以10 mL 二氯甲烷为溶剂,在苯甲醚用量0.01 mol、乙酸酐用量0.02 mol、反应温度140℃、反应时间4 h 的条件下,苯甲醚转化率可达77.0%,对甲氧基苯乙酮的选择性为96.5%。