钛硅分子筛晶胞参数计算方法研究

利用X射线衍射技术(XRD)对钛含量不同的系列钛硅分子筛(TS-1)的晶体结构进行研究。通过调节XRD测试的仪器参数,确定了最优试验条件,建立了利用Rietveld全谱拟合计算钛硅分子筛晶胞参数的方法。通过计算发现:原料中钛摩尔分数低于2.5%时制备的分子筛的晶胞参数随钛含量增加呈线性增加,推断分子筛制备时部分钛进入骨架;原料中钛摩尔分数为2.5%~8.0%时制备的分子筛的晶胞参数基本不变,推断制备时钛摩尔分数高出2.5%的部分不再进入分子筛骨架。     

钛硅分子筛的表征及其催化丙烯环氧化连续反应的研究

以正硅酸乙酯为硅源、钛酸四丁酯为钛源、四丙基氢氧化铵为模板剂,采用水热合成法制备不同硅钛比的钛硅分子筛TS-1,并用有机碱对其进行了改性处理。利用X-射线粉末衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等方法对TS-1的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制备的钛硅分子筛样品具有典型的MFI结构,SiO2/TiO2摩尔比为70时钛硅分子筛（TS-1-70）基本上不含有非骨架锐钛矿型TiO2,以此为处理对象,发现采用有机碱四丙基氢氧化铵处理后的分子筛（TPAOH-TS-1-70）效果最好,不仅保持了原有的MFI拓扑结构,而且出现了2~6 nm之间的介孔,且孔径分布较广,呈现出多级孔的状态。在淤浆床反应器中研究了TPAOH-TS-1-70催化丙烯环氧化连续反应的性能,结果表明：催化剂运行160 h后,仍保持较高的催化活性,具有较好的稳定性。     

钛硅分子筛的制备、表征及其催化丙烯环氧化工艺的研究

以正硅酸乙酯为硅源、钛酸四丁酯为钛源、四丙基氢氧化铵为模板剂,采用水热合成法制备钛硅分子筛。利用X射线粉末衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和扫描电镜（SEM）方法对该分子筛进行了表征。以H2O2为氧化剂、甲醇为溶剂,在淤浆床反应器中研究了钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应的性能。结果表明,在钛硅分子筛用量1.5 g、甲醇用量150 mL、30% H2O2 用量25 mL、2.5% NaHCO3用量0.2 mL、反应温度55 ℃、反应压力0.2 MPa、反应时间1 h、丙烯流量 1 L/min的条件下,H2O2的转化率和有效利用率分别达到94.4%和88.8%,环氧丙烷选择性和收率分别为98.7%和87.6%,反应体系中丙烯质量分数约为8.0%。     

合成原料,添加剂及模板剂对Ti—SiZSM—5分子筛合成的影响

在廉价原料水热合成体系中,研究了硅源（工业硅溶胶）、模板剂（无机钛源和廉价有机胺）及杂质对Ｔｉ－ＳｉＺＳＭ－５分子筛合成的影响。结果表明,硅溶胶聚合度低、胶料小、Ｎａ＾含量低时,合成的Ｔｉ－ＳｉＺＳＭ－５分子筛结晶度高,晶粒均匀,有利于Ｔｉ进入分子筛骨架;用无机钛ＴｉＯ（Ｈ２Ｏ２）＾２＋溶液用Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４有机钛 样,可合成出高昌度的Ｔｉ－ＳｉＺＳＭ－５分子筛,Ｔｉ易进入分子筛骨架;在合成凝     

Ti-HMS分子筛的合成、表征及催化性能研究

以十二胺为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，钛酸四丁酯为钛源，于室温下合成了含Ti中孔分子筛Ti-HMS。通过改变Ti的用量得到了一系列不同硅／钛摩尔比（n（SiO2）／n（TiO2））的样品，采用XRD、TEM、XRF、UV-Vis等手段对这些样品进行表征；利用二苯并噻吩（DBT）和4，6-二甲基二苯并噻吩（4，6-DMDBT）氧化反应、丙烯环氧化反应、1-丁烯环氧化反应、环己酮氨氧化反应评价了所得样品的催化性能。结果表明，Ti-HMS分子筛多为20～70nm的球状颗粒，且具有2～3nm的蠕虫状（Worm-like）孔道；随着合成原料中Ti量的增加，进入Ti-HMS的骨架Ti量增多，但非骨架Ti也增多；随着骨架Ti含量的增加，样品的催化性能提高；Ti—HMS在大分子反应中的催化活性较高，在小分子反应中的催化活性不及TS-1。     

廉价原料合成的钛硅分子筛的热稳定性能的研究

以四丙基溴化铵（TPABr)为模板剂 ，正丁胺为碱源，水热条件下合成了钛硅分子筛TS－1，采用IR，XRD，UV－Vis,SEM等对其进行了表征，并考察了丙烯环氧化性能，采用在空气中程序升温焙烧的方式考察了其热稳定性，采用XRD，IR，UV－Vis光谱详细考察了不同焙烧温度下钛硅沸石中钛的存在环境，结果表明，所合成的钛硅沸石与标准方法合成的钛硅沸石相比，主要差异在于晶粒尺寸与非骨架钛类型，即以TPABr为模板剂合成的晶粒较大，且其中的非骨架钛为非锐钛矿型TiO2，廉价原料合成的TS－1具有较好的热稳定性能，当焙烧温度低于1100℃时，IR谱图中960cm^-1左右代表钛进入骨架的特征峰的强度变化不大，UV－Vis谱图中代表非骨架钛的特征峰的信号变化也不大。当焙烧温度高于1100℃时，IR谱图中960cm^-1处的峰强度及峰TPAOH为模板剂合成的钛硅沸石中，非骨架钛转化成锐钛矿型TiO2，廉价原料合成的高钛含量的钛硅分子筛在高温下熔烧时，非骨架钛也转化成金红石型TiO2，但酸处理可以提高其热稳定性能。     

Ti-β分子筛的气固相合成、表征和催化性能的研究

采用TiCl4与β分子筛气固相反应制备了钛硅分子筛Ti-β,运用多种手段对合成的Ti-β分子筛进行了表征,并以30%H2O2水溶液环氧化苯乙烯为探针反应对合成的Ti-β进行了催化活性考察,结果表明FTIR显示在960 cm-1存在骨架钛特征峰,XRD数据显示反应后试样晶胞体积明显增大,UV-Vis显示分子筛中不存在非骨架的钛,分子筛所载钛原子完全进入骨架.Ti-β催化苯乙烯环氧化具有较好的催化性能,苯乙烯的转化率最高可达20.68%,此时H2O2的利用率可达62.04%.     

羟基羧酸与NaY分子筛酸交换的研究

以羟基羧酸(柠檬酸、酒石酸和丙二酸)的乙醇溶液为酸交换介质,考察了酸种类、乙醇溶液中水含量、柠檬酸原位再生等对酸交换法制备HY分子筛的影响,采用XRD,ICP,~(27)Al NMR,NH_3-TPD,FTIR等手段对制备的HY分子筛进行表征。实验结果表明,在柠檬酸量为5 mmol、Na Y分子筛1 g、乙醇溶液中水含量为30%(φ)时,制得的HY分子筛试样相对结晶度在90%以上,酸交换度达44%,试样的骨架硅铝比达6.12;再生后的柠檬酸制备的HY分子筛相对结晶度可维持在85%,酸交换度达76%,骨架硅铝比达7.62。采用酸交换的方法制备HY分子筛摒弃了铵盐的使用,且有机酸溶液通过离子交换树脂原位再生、循环利用,有效降低了能耗和污水排放。     

电子能量损失谱研究钛硅分子筛中钛的存在状态

利用透射电子显微技术（TEM）、X射线能谱技术（EDX）以及电子能量损失谱技术（EELS）对Ti原子是否进入到TS-1钛硅分子筛骨架进行了研究。结果表明,TS-1钛硅分子筛中存在的微量TiO₂粒子的EELS信号中O-K边与Ti-L₂边的能量差为70eV左右;而钛硅分子筛(TS)粒子的EELS信号中O-K边与TiL₂边的能量差为79eV左右。对比TiO₂、TS粒子的EELS,发现TS粒子的TiL₂、Ti-L₃边与TiO₂粒子的TiL₂、TiL₃边的能量差为1eV,这种能量差异可以作为Ti原子进入TS-1钛硅分子筛骨架的一种证明。     

Co杂化AFI双功能分子筛的制备

采用水热合成法制备了 CoAPO-5 和 CoSAPO-5 分子筛,并对其进行XRD、SEM、XRF、NH3-TPD、UV-Vis DRS表征,考察了金属添加量对其晶体形貌、结晶度、酸性和氧化性的影响。结果表明,Co 以同晶取代分子筛骨架 Al 的方式进入其中,Co/Al 摩尔比较低时,制备得到的分子筛为纯相晶体,具有典型的 AFI 形貌特征,Co/Al 摩尔比为 0.15 时出现 CHA 杂晶;制备过程中加入少量 Si 可促进更多的 Co 进入分子筛骨架。金属杂化AFI型分子筛具有两种酸中心,Co 添加量相同时,CoSAPO-5 分子筛的酸性位比 CoAPO-5 分子筛多。Co 以四配位的 Co2+ 存在于分子筛骨架结构中,经过焙烧后部分 Co2+被氧化为 Co3+,使分子筛存在一定的氧化活性中心。     

无机原料制备的大晶粒TS-1分子筛的表征及催化环己酮肟化反应性能评价

以硅溶胶为硅源、三氯化钛为钛源合成大晶粒TS-1分子筛,并用其催化环己酮肟化反应。采用XRD,XRF, FT-IR,SEM,TEM和低温N2吸-脱附等方法对催化反应前后催化剂的结构进行表征,结果表明,反应前后催化剂结构没有明显变化,说明该分子筛具有较好的稳定性。采用淤浆床反应器,在环己酮质量空速6 h-1、温度75 ℃的条件下,将制备的TS-1分子筛用于催化环己酮肟化反应,在运转时间190 h内,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别达到99.0%和96.0%,说明所制备的大晶粒TS-1分子筛不仅具有与有机原料制备的TS-1分子筛相当的催化活性,而且稳定性更好。该分子筛还具有良好的分离和再生性能,再生分子筛的催化性能可以达到新鲜分子筛的水平。     

喷雾成型TS-1分子筛催化剂的制备及其性能

制备了喷雾成型TS-1分子筛催化剂,并采用FT-IR、XRD、N2物理吸附、SEM等手段对其进行了表征,考察了SiO2 质量分数、焙烧温度、焙烧时间、焙烧气氛等工艺条件对其催化环己酮氨肟化反应活性的影响。结果表明,与TS-1原粉相比,喷雾成型TS-1分子筛催化剂的骨架保留了MFI的拓扑结构,其比表面积及微孔孔体积有所降低,颗粒粒径明显增大;适宜的制备条件为焙烧温度800℃、焙烧时间4 h、焙烧气氛O2、SiO2质量分数6%,此条件下制得的成型TS-1分子筛催化环己酮氨肟化反应的环己酮转化率及环己酮肟选择性均可达99%。该成型催化剂较TS-1原粉在分离方面有明显的优势。     

不同硅源和铝源对L沸石合成的影响

以不同方法生产的氢氧化铝为铝源,以不同牌号的白炭黑为硅源合成L沸石,考察原料对L沸石合成的影响。结果表明：碳分氢氧化铝是最佳铝源;高纯白炭黑是最佳单一硅源;加入超细白炭黑作为硅源可改善合成的L沸石的过滤性质,其在混合硅源中的最佳比例是50%,此时综合效益有望最大。     

TS－1沸石晶化过程中的影响因素

用水热晶化法在ＳｉＯ＿２·ＴｉＯ＿２·ＴＰＡＯＨ－Ｈ＿２Ｏ反应体系中对影响ＴＳ－１沸石晶化过程的因素进行了考察。结果表明，ＳｉＯ＿２／ＴｉＯ＿２比、ＴＰＡＯＨ／ＳｉＯ＿２比，Ｈ＿２Ｏ／ＳｉＯ＿２比、晶化温度及晶化时间对、ＴＳ－１沸石分子筛的形成和结晶度均有很大影响。ＴＳ－１沸石的晶化速度较快，在１２－２４小时之间即可完成。延长时间，结晶度普遍有降低的趋势。晶化温度以４３３Ｋ－４４８Ｋ为佳，最佳配方为ＳｉＯ＿２·ｘＴｉＯ＿２·０．２５－０．４０ＴＰＡＯＨ．２５－４０Ｈ＿２Ｏ（ｘ＝０．００－０．１０）。从ＩＲ光谱数据Ｉ＿９６０／Ｉ＿５５０随时间变化来着，骨架钛含量最大值出现在３６－９６小时之间，所以实际晶化过程以２－４天为宜。从所绘的三元相区图来看，配方只能在小区间变化，这主要由于钛含量的限制。ＴＳ－１沸石热稳定性大于１４７３Ｋ。     

钛硅分子筛成型的研究进展

综述了钛硅分子筛TS-1的成型方法,包括喷雾干燥成型法、挤条成型法与原位负载成型法,分析了成型TS-1催化剂的机械强度及催化性能。需根据不同的原料,成型催化剂物化参数、催化性能和机械性能的要求,工业反应器类型等选择适合的TS-1成型方法。由于成型钛硅分子筛催化剂存在活性偏低、机械强度不高、失活速率快和寿命短等问题,其工业应用受到一定限制。     

酸性条件下钛硅分子筛的失活及重排补钛复活研究

对空心钛硅分子筛(HTS)在酸性条件下的催速失活及重排补钛复活过程进行了研究。采用X射线衍射光谱、X射线荧光光谱、电感耦合等离子发射光谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-激光拉曼光谱、X射线光电子能谱、²⁹Si固体魔角旋转核磁共振、透射电镜等方法对新鲜剂、模拟催速失活样品及重排补钛复合样品进行表征后发现:催速失活过程中分子筛的骨架Si—O—Ti键水解,四配位钛转化为六配位非骨架钛并且流失,导致其催化性能显著降低;在重排补钛复活过程中,一部分钛插入到骨架空位中产生新的活性中心,使得催化剂性能恢复到接近新鲜剂的水平,用于催化氯丙烯氯醇化反应时,氯丙烯转化率达到99.1%,二氯丙醇选择性达到99.0%,二氯丙醇质量分数达到26.1%;另一部分引入的钛形成了锐钛矿物种。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚（AHP ）,然后以丙烯酰胺（AM）为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物（PAMA）。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP（摩尔分数为1.0%）、质量浓度为1 500 mg/L的 PAMA溶液在53 ℃、20 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6 mPa?s,在90 ℃、7 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8 mPa?s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

环戊二烯/α-烯烃共聚型减阻剂的合成

以TiC13/AlEt2Cl为引发体系,采用本体聚合法引发环戊二烯/α-辛烯/α-十二烯的聚合制备高减阻性能的共聚型减阻剂。考察单体水含量和组成、催化剂添加量、聚合温度、聚合时间对聚合反应的影响,并采用减阻剂室内环道评价装置测试减阻剂的减阻性能。实验结果表明,在单体水质量分数小于30 μg/g、n(环戊二烯): n (α-辛烯) : n（α-十二烯）=1:1:1、TiC13添加量3 mg/L、n(TiC13):n(AlEt2Cl) =1:25、聚合温度5 ℃左右、反应时间72 h 、室温放置2 天时,所合成的共聚型减阻剂的重均相对分子质量为6 400 000,在环道中添加质量浓度为10 mg/L的减阻剂时,减阻率达到48.3%。     

脱除环戊烷中微量苯和正己烷的技术研究及其应用

通过精馏技术可以生产出符合国家标准的工业用环戊烷,但难以达到欧盟标准（苯质量分数不大于0.000 05%,正己烷质量分数不大于0.000 8%）。为了脱除环戊烷中微量的苯和正己烷,开发了精馏-吸附复合技术。经过大量的吸附-脱附试验研究,筛选出普通市售的活性碳纤维-沸石分子筛作为复合吸附剂,并在工业生产流程中增设用于脱除水以及脱除苯和正己烷的两个吸附塔。工业试验结果表明,采用活性碳纤维-沸石分子筛复合吸附剂以及精馏-吸附复合技术可以生产出符合欧盟标准的环戊烷溶剂油;活性碳纤维-沸石分子筛复合吸附剂来源方便、无毒无害、可以循环使用;精馏-吸附复合技术操作简便、安全可靠,值得推广。