氮氧化物在离子交换丝光沸石中的理论计算

 采用密度泛函理论研究氮氧化物在离子交换丝光沸石中的吸附。文中选择2T簇模型代表丝光沸石结构。结果表明，铜离子和镍离子交换的丝光沸石在吸附NO和NO2分子时，h1-N吸附构型稳定；铜离子交换的丝光沸石在吸附N2O分子时，h1-O吸附构型稳定；而镍离子交换的丝光沸石在吸附N2O分子时，h1-N吸附构型稳定。密度泛函理论计算结果预测氮氧化物在铜离子和镍离子交换的丝光沸石中的吸附能大小顺序为：N2O > NO >NO2。氮氧化物在镍离子交换的丝光沸石中的吸附能更低。     

氮氧化物在Cu-[M']MOR(M'=Al,Fe)中吸附的量子化学

采用密度泛函理论(DFT)研究了铜离子交换的丝光沸石(Cu-[Al]MOR和Cu-[Fe] MOR)分子筛对NOx分子的吸附,获得吸附复合物的平衡几何结构参数和吸附能.还对Cu-[Al]MOR和Cu[Fe]MOR分子筛的抗硫、抗水及抗氧化性能进行了研究和分析.结果表明,NOx分子以η1-N模式吸附在Cu-[Al] MOR和Cu-[Fe] MOR分子筛中的结构比η1-O模式更稳定.NOx以η1-N吸附模式在Cu-[Al]MOR中吸附强度的次序为NO＞NO2＞N2O;在η1-O吸附模式中为NO2＞NO＞N2O; NOx分子在Cu-[Fe] MOR分子筛中吸附强度的次序均为:NO2＞NO＞N2O.相比Cu-[Al]MOR,Cu-[Fe]MOR对NOx分子的吸附影响较大.     

水分对中孔沸石分离C8芳烃的影响

高硅中孔沸石,如ZSM-5,是一种从C_8芳烃中分离对二甲苯和乙苯的优良吸附剂.除吸附选择性和活性高外,高硅ZSM-5的分离性能还不受水分存在的影响,由于它是憎水性的.当它的SiO_2/Al_2O_3比大于～500(或Al_2O_3含量<0.34%)时,ZSM-5是憎水的,它的烃吸附活性和选择性不受水影响.低硅(高铝)沸石与常规八面沸石基吸附剂相同,在有水存在时丧失对烃类的吸附活性和对二甲苯的选择性.     

悬浮态纳米ZSM-11沸石的合成及表征

在TEOS-TBAOH-C2H5OH-NaOH-H2O体系中低温合成悬浮态纳米ZSM-11沸石,并考察了原料配比和晶化时间对其粒径及结晶度的影响.采用XRD、FT-IR、N2吸附、动态光散射(DLS)粒度分析等方法对合成纳米ZSM-11沸石的结构、粒径、BET比表面积、孔容、孔径等物理化学性能进行了表征.X射线粉末衍射测定结果表明,该合成产物具有典型的ZSM-11骨架结构和纳米尺寸.红外光谱显示,所合成产物具有典型的ZSM-11型沸石分子筛的骨架振动,且其结晶度接近100%.粒度分布数据表明,合成的产物具有均一粒径,并且在原料中加入碱或乙醇能有效减小晶粒尺寸,合成出粒径在10 nm以内的ZSM-11沸石.N2吸附结果表明,纳米ZSM-11沸石的BET比表面积远大于微米级ZSM-11沸石.     

全无机体系干胶自转晶合成大孔高硅丝光沸石

报道了一种新颖的无机无氟体系干胶自转晶合成大孔高硅丝光沸石的方法.对合成产物进行X射线粉末衍射(XRD)表征,发现干胶的硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))与碱度对合成结果有显著影响.在优化条件下,可直接合成n(SiO2)/n(Al2O3)大于30的高硅丝光沸石.该产物的扫描电镜(SEM)、铝核磁共振和吸附测试结果表明,产物结构完美,孔道开放,为(1～3)μm×(0.2～0.5)μm棒状单晶,比表面积378 m2/g,微孔容积0.18 cm3/g,苯吸附量9.0%(质量分数).所合成的高硅丝光沸石比低硅丝光沸石具有更为优良的水热稳定性.     

纳米ZSM-5沸石的骨架热及水热稳定性研究

对比研究了一种工业化的纳米ZSM-5沸石(晶粒度20～50nm,SiO2/Al2O3=28)的骨架热及水热稳定性.结果表明,在干燥空气中于700℃下恒温焙烧6 h和在100%水蒸气中于700℃下钝化4 h,纳米ZSM-5沸石的保留结晶度(2θ=23°峰高)分别为92.0%和82.8%;正己烷的保留吸附量分别为104.0%和92.6%.在同样条件下,一种大晶粒ZSM-5沸石的保留结晶度分别为94.2%和82.9%,正己烷的保留吸附量分别为106.0%和99.3%.上述结果预示着所研究的纳米ZSM.-5沸石有良好的骨架耐热及水热稳定性.     

球形与粉状4A沸石的锌交换及气体吸附性能研究

以一定浓度的Zn(Ⅱ)水溶液对3mm球形4A沸石分子筛进行离子交换,获得不同交换度的ZnNaA沸石。采用XRD、SEM及273K下的CO_2吸附等温线表征了球形ZnNaA沸石的晶型、晶貌和微孔孔径分布。考察了不同交换度的球形ZnNaA沸石对CO_2、CO、CH_4和N_2的吸附性能并与相同交换度的粉状样品进行比较。研究结果表明,在初始Zn(Ⅱ)浓度为0.1mol/L、时间为60min、固液比为0.1g/mL、温度为298K交换条件下,球形4A沸石与Zn(Ⅱ)交换的离子交换度最高可达45.6%,此时球形ZnNaA(45)沸石对气体吸附容量虽略低于粉状ZnNaA(42)沸石,但是其对气体的吸附选择性稍高于粉状ZnNaA沸石。     

氮氧化物在Cu-[M′]MOR(M′=Al,Fe)中吸附的量子化学

采用密度泛函理论(DFT)研究了铜离子交换的丝光沸石(Cu-[Al]MOR和Cu-[Fe]MOR)分子筛对NOx分子的吸附,获得吸附复合物的平衡几何结构参数和吸附能。还对Cu-[Al]MOR和Cu-[Fe]MOR分子筛的抗硫、抗水及抗氧化性能进行了研究和分析。结果表明,NOx分子以η1-N模式吸附在Cu-[Al]MOR和Cu-[Fe]MOR分子筛中的结构比η1-O模式更稳定。NOx以η1-N吸附模式在Cu-[Al]MOR中吸附强度的次序为NO>NO2>N2O;在η1-O吸附模式中为NO2>NO>N2O;NOx分子在Cu-[Fe]MOR分子筛中吸附强度的次序均为:NO2>NO>N2O。相比Cu-[Al]MOR,Cu-[Fe]MOR对NOx分子的吸附影响较大。     

CO2吸附材料的研究进展

介绍了活性炭、沸石分子筛、金属氧化物、金属有机骨架材料(MOFs)、纤维、硅胶、多孔有机聚合物等CO₂吸附材料的研究近况。活性炭材料具有巨大的比表面积，且价格低廉、制备简单，长期以来一直都备受关注。沸石分子筛同样具有大的比表面积，且离子交换性能导致孔径大小与吸附性能可调。金属氧化物具有碱性可对CO₂进行化学吸附，具有吸附容量高、操作技术简单等优点。MOFs作为一种新兴的吸附材料，具有结构与功能多样性的特点，拥有广大的应用前景。纤维、硅胶及多孔有机聚合物等其他的吸附材料具有结构稳定性强、活性高及吸附速率快等特点。     

Cr沸石在环己烷氧化反应中的催化性能

以环己烷氧化反应为探针,系统地比较了采用离子交换法、“ship-in-bottle”法和水热法制备的C r沸石的催化性能和稳定性。通过X射线衍射、氮吸附、傅里叶变换红外光谱、漫反射紫外-可见光谱和差热分析方法对催化剂进行了表征。分析结果表明,不同方法制备的C r沸石催化剂的性质和状态不同。实验结果表明,水热法制备的C rY催化剂的催化活性最高,但C r的浸出最严重。选择不同Schiff碱配体N,N′-双(水杨醛)-丙二胺(L1)和N,N′-双(水杨醛)-环己二胺(L2)、采用“ship-in-bottle”法制备的C rL1/Y和C rL2/Y催化剂的性能均优于离子交换法制备的C r/Y催化剂,其中C rL2/Y催化剂的性能尤为突出,配体对催化剂的性能也有一定影响。     

碱酸联合处理H-ZSM-5沸石多级孔改性

采用水热合成和离子交换法制备H-ZSM-5沸石。以硅铝比为47的H-ZSM-5沸石为介孔改性原料,用水热碱预刻蚀—碱溶滤—酸洗处理法制备微孔-介孔材料。采用XRD、N2吸附-脱附、FTIR、SEM、TEM等技术,考察逐级碱酸处理过程和水热碱预刻蚀温度对改性沸石介孔形成、介孔尺度分布和织构性质的影响。实验结果表明,碱酸改性沸石具有较高的比表面积、介孔率和微孔-介孔结构性质,同时较好地保留了H-ZSM-5沸石的骨架结构。升高水热碱预刻蚀温度导致改性沸石的微孔体积、比表面积、相对结晶度和收率逐渐下降,总比表面积增幅由38%降至34%,附加介孔体积与总孔体积的比保持在70%以上。水热碱预刻蚀温度为358 K的HZ-2试样的介孔比表面积和介孔体积最大,分别为209.8 m2/g和0.295 cm3/g,微孔与介孔的体积之和可达0.364 cm3/g。     

低硅/铝比X型分子筛(Li,Ca)-LSX的制备及其N_2吸附性能

以钠型低硅/铝比X型分子筛(Na-LSX)为原料,采用离子交换技术得到混合型低硅/铝比的(Li,Ca)-LSX分子筛,利用ICP-AES、TG和N2吸附-脱附多种表征手段,详细考察和比较了Na-LSX分子筛经过Li+与Ca2+交换前后的结构和性能变化。结果表明,LSX分子筛中阳离子的交换由易到难的顺序为Ca2+、Li+、Na+。影响分子筛对N2吸附性能的主要因素是其中阳离子大小和分布,以及阳离子与N2分子的结合力;它们首先影响分子筛的水含量和织构性能,最终影响分子筛对N2分子的吸附能力。     

超低硅/铝比EU-1沸石的合成及烃类催化裂化活性

在极浓体系下,按照投料硅/铝比n(SiO2)/n(Al2O3)分别为20和35,采用不同原料合成EU-1沸石.当投料n(SiO2)/n(Al2O3)为20时,以硅溶胶为原料合成出较高结晶度的EU-1沸石.采用X射线荧光(XRF)测定产物的n(SiO2)/n(Al2O3)和反应初始凝胶基本一致.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及低温氮气吸附等手段对样品的物相、晶体形貌以及表面积和孔体积进行表征,并将样品作为活性组分制备烃类裂化催化剂,对其催化性能进行了评价.结果表明,与高n(SiO2)/n(Al2O3)的EU-1沸石相比,超低n(SiO2)/n(Al2O3)的EU-1沸石具有较大的比表面积和孔体积,因此具有最高的裂化活性,且裂化气体产率也最大.     

干粉法合成丝光沸石及性能表征

 首次采用干粉法在Na2O-SiO2-Al2O3-NaCl体系中合成出高硅/铝比丝光沸石。采用XRD 和吡啶吸附红外光谱等物理分析手段对产物结构、酸性分布等物性进行了表征，考察了合成条件对丝光沸石晶化的影响，以及丝光沸石应用于二甲苯异构化反应的催化性能。结果表明，n(SiO2)/n(Al2O3)、n(OH─)/n(SiO2)及 n(H2O)/n(SiO2)(摩尔比)对结晶的影响很大；较理想的初始凝胶配比为n(SiO2)/n(Al2O3)＝8～20、n(OH─)/n(SiO2)＝0.22～0.46、n(H2O)/n(SiO2)＝2～6。XRD谱图中200、202晶面衍射峰强度之比值（I9.6/I25.6）与丝光沸石的硅/铝比呈现很好的线性关系； n(SiO2)/n(Al2O3) =13.53的丝光沸石样品具有适当的酸量及酸性分布，在较高空速下，其C8芳烃异构化反应活性与对二甲苯选择性较高。     

高浓度快速合成ZSM-5沸石

采用传统的水热合成法,以硅溶胶为硅源,硫酸铝为铝源,以商品ZSM-5沸石为晶种,乙胺(EA)为模板剂,在较高的浓度下(n(H2O)/n(Al2O3)=300),利用沸石晶种与短链有机胺模板剂的协同增效作用,成功地快速合成了ZSM-5沸石.考察了晶化温度、晶化时间、碱度、水用量以及物料的混合方式等对合成样品性能的影响,并讨论了晶种与模板剂在晶化过程中的作用.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对所合成样品进行了表征.结果表明,合成体系物料组成为n(Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O):n(EA)=3:1 :30:300 :5;晶种加入量占体系中固态氧化物总质量的1%时.于180℃晶化1 h,即可制得具有很好结晶度的ZSM-5沸石,而且样品的产率高,物料的混合方式对所合成样品的形貌有着较大影响.     

负载磷、镁、硼的丝光沸石结构与酸性表征

采用固体NMR、FTIR、XRD、XPS、NH3-TPD、低温N2物理吸附研究负载磷、镁、硼的丝光沸石结构与酸性.结果表明,杂原子表面修饰使沸石比表面积、比孔体积和氨吸附量减少,表面酸强度趋向平均化,高负载量的含硼沸石中,大部分硼未进入沸石骨架,仅占据沸石孔口或外表面;11B MQ MAS证实,硼原子除部分进入沸石骨架形成常规的BO4四面体外,还有部分B(OSi)2(OH)2结构单元生成.REDOR实验证实含硼沸石中确实存在Si-O-B结构单元.     

不同硅铝比β沸石的物理化学性能研究

考察了硅铝比(SiO_2/Al_2O_3)分别为40、120、165、203、248和450的β沸石的酸性、吸附性能以及对正己烷裂解的催化活性。结果表明:随β沸石硅铝比的提高,表面B 酸中心强度逐渐减弱,而L 酸中心强度变化很小;不同硅铝比β沸石对正己烷、环己烷和水具有较大且相近的吸附容量;对正己烷裂解而言,不同硅铝比Hβ沸石及参比沸石的活性强弱顺序为:HZSM-5(SiO_2/Al_2O_3=25)>HM>Hβ(40)>HY>Hβ(120)>Hβ(165)>Hβ(203)>Hβ(248)>REY>Hβ(450)。     

负载型杂多酸催化甲基丙烯醛氧化合成甲基丙烯酸

以超稳Y沸石、葫芦脲-6((C6H6N4O2)6)和SiO2为载体,H2.25Cs0.7Cu0.25As0.1PMo11VO40(简记为PMo11VO40)杂多酸为活性组分,制备了3种负载型杂多酸催化剂,用于催化甲基丙烯醛(MAL)氧化合成甲基丙烯酸(MAA);采用电感耦合等离子发射光谱、傅里叶变换红外光谱、氮吸附、热重-差热分析、程序升温脱附和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,PMo11VO40/(C6H6N4O2)6催化剂的性能最好,在300℃、停留时间3.0s、n(MAL)∶n(空气)∶n(氮气)∶n(水)=5∶62.5∶12.5∶20的条件下,MAL转化率为83.5%,MAA选择性为89.7%;催化剂酸量的增大有助于提高MAA选择性;适当增大催化剂的比表面积有利于提高MAL转化率。     

X型分子筛在吸附中的应用研究进展

综述了X型分子筛在对二甲苯吸附分离、N2/O2分离等领域中的应用,骨架硅铝比、阳离子种类、含水量等均会对其吸附选择性、吸附容量产生显著影响。作为对二甲苯吸附分离吸附剂的活性组分,X型分子筛的硅铝比为2.2~2.4、阳离子为Ba2+和K+、含水量为4.0%~5.0%时具有较高的对二甲苯吸附选择性。对于N2/O2分离,硅铝比为2.0、阳离子为Li+的X型分子筛表现出较高的N2吸附容量和N2/O2分离系数,通过引入第二种阳离子还可进一步提高其N2/O2分离系数,但是H2O的吸附会显著降低其N2吸附容量。此外,X型分子筛还可用于高纯He的吸附分离,以及CO2、CO、CH4、N2、Ar、H2的选择性吸附。     

Ni/HZSM-5吸附法深度脱除低浓度NO

 摘要: 利用固定床研究了在Mn、Co、Cu和Ni氧化物改性的HZSM-5(25)上吸附法深度脱除N2中低浓度NO的性能,同时考察了不同载体、Ni负载量、温度和杂质气体对该类吸附剂吸附脱除NO的影响,利用TPD实验考察了吸附剂的再生性能。结果表明,4种改性HZSM-5(25)中,Ni/HZSM-5(25)的吸附脱除NO的性能最佳。Ni负载量为3.85%的Ni/HZSM-5(25),在常温常压下吸附脱除N2中的NO（150×10-6）时,NO穿透吸附量最高达6.14 mg/g;N2中7% O2可使NO的穿透吸附量提高近1倍,10% CO2使NO的穿透吸附量略有降低。该类吸附剂可以用N2在670 K温度下吹扫再生。