低浓度表面活性剂条件下合成含β沸石次级结构单元的介孔分子筛

在表面活性剂浓度很低(n(CTAB)/n(SiO2)=0.05,n(CTAB)/n(H2O)=8.3×10-4)的合成体系中,从具有β沸石次级结构单元的溶胶前驱体出发,在碱性条件下合成了高度规整六方排列的介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、HRTEM、DTG、NMR和水热处理等手段,表征了样品的结构特征和性能。结果表明,以低浓度表面活性剂为模板,可以得到孔壁含β沸石次级结构单元的高度有序的介孔分子筛;铝元素主要以四配位状态存在于介孔分子筛骨架中。与普通MCM-41相比,此法合成的样品呈现较高的水热稳定性,主要是由于沸石次级结构单元进入分子筛孔壁,提高了骨架的聚合度和孔壁的厚度。     

β沸石的催化裂化反应性能

分别以催化汽油、直馏柴油、重油为原料,对硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))为14的β沸石和硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))为31的ZSM-5分子筛催化剂的催化裂化反应性能进行了对比评价.结果表明,β沸石对汽油组分的选择裂化能力弱于ZSM-5分子筛,而对柴油组分的裂化能力强于ZSM-5分子筛.β沸石作为助剂在催化裂化反应中有利于减少汽油损失、提高重油转化和轻油收率,也可起到增产丙烯、提高汽油辛烷值的作用.     

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.     

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.     

硅沸石及高硅铝比ZSM-5分子筛的合成

本文以四乙基氢氧化铵((TEA)OH)及硅溶胶等为原料进行硅沸石及高硅铝比ZSM-5分子筛的合成实验。探讨了在Na_2O-(TEA)_2O-SiO_2-H_2O体系中合成硅沸石的某些规律性,发现在晶化温度为140～180℃范围内,上述体系中(Na_2O (TEA)_2O)/SiO_2<0.12,SiO_2/(TEA)_2O>9的条件下可以合成得到硅沸石,晶化温度过高、晶化时间过长会导致硅沸石转晶为α-石英。在类似条件下探讨了合成硅铝比(SiO_2/Al_2O_3)100以上ZSM-5分子筛的规律.     

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。     

介孔-微孔复合分子筛的制备与加氢脱硫性能评价

采用2步水热晶化法,组装合成了孔壁中含有β分子筛次级结构单元（或分子筛纳米簇）的六方相介-微孔复合分子筛(Mβ)。考察无碱体系分子筛导向剂(含分子筛次级结构单元)合成条件,如硅铝比、晶化时间、晶化温度对Mβ分子筛结构及性质的影响,以及组装条件对Mβ分子筛结构、有序度及稳定性的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD、IR等分析手段对样品进行表征。以柴油中较难脱除的4,6-DMDBT为模型化合物,在高压微反装置上评价由Mβ为载体制备的Ni-Mo-W-P/Mβ-Al2O3催化剂的加氢脱硫催化活性。结果表明,β分子筛的次级结构单元被成功地引入到介孔分子筛的孔壁中,合成的Mβ分子筛具有介孔和微孔结构、较高的酸性,以及热稳定性和水热稳定性。Ni-Mo-W-P/Mβ-Al2O3催化剂的加氢脱硫催化活性明显高于以氧化铝为载体的传统催化剂。     

以高硅NaY为前驱体合成双微孔Y-Beta复合分子筛

以高硅NaY(n(SiO2)/n(Al2O3)≥5.0)为前驱体,在水热体系中合成出了具有双微孔结构的复合分子筛HS-FBZ(High-Silica-Faujasite-Beta-Zeolite);采用XRD、BET、SEM和FT-IR等手段对其结构进行表征;并对n(OH-)/n(SiO2)、晶化时间等合成条件进行了研究.结果表明,以高硅NaY为前驱体在水热体系中合成的双微孔复合分子筛HS-FBZ具有Y型沸石和Beta沸石的特征,但是区别于Y型沸石和Beta沸石的机械混合物;胶体投料的最佳n(OH-)/n(SiO2)范围为0.59～0.61,HS-FBZ分子筛中两组分的相对含量可通过控制晶化时间来调节.HS-FBZ分子筛在750℃具有良好的水热稳定性.     

介孔-微孔复合分子筛的制备与

 采用2步水热晶化法,组装合成了孔壁中含有β分子筛次级结构单元（或分子筛纳米簇）的六方相介-微孔复合分子筛(Mβ)。考察无碱体系分子筛导向剂(含分子筛次级结构单元)合成条件,如硅铝比、晶化时间、晶化温度对Mβ分子筛结构及性质的影响,以及组装条件对Mβ分子筛结构、有序度及稳定性的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD、IR等分析手段对样品进行表征。以柴油中较难脱除的4,6-DMDBT为模型化合物,在高压微反装置上评价由Mβ为载体制备的Ni-Mo-W-P/Mβ-Al2O3催化剂的加氢脱硫催化活性。结果表明,β分子筛的次级结构单元被成功地引入到介孔分子筛的孔壁中,合成的Mβ分子筛具有介孔和微孔结构、较高的酸性,以及热稳定性和水热稳定性。Ni-Mo-W-P/Mβ-Al2O3催化剂的加氢脱硫催化活性明显高于以氧化铝为载体的传统催化剂。     

高硅沸石分子筛ZSM-11用于CH4与N2吸附分离性能的研究

以四丁基氢氧化铵为模板剂,通过调节铝源和硅源的比例合成了两种高硅铝比(n(Si)/n(Al)=100、500)沸石分子筛ZSM-11,采用XRD、TG和N2吸/脱附等方法对ZSM-11分子筛进行了表征分析,测试了样品在500 kPa下对CH₄和N₂的吸附性能。结果表明,ZSM-11-500样品的比表面积和吸附容量略高于ZSM-11-100,两个样品的CH₄/N₂吸附选择性均达到4.0以上,优于商业吸附剂水平。混合气体穿透模拟结果显示,ZSM-11具有良好的CH₄/N₂分离能力,且对于低浓度煤层气中CH₄的富集纯化脱除N₂具有良好的应用前景。     

ZSM-12分子筛合成、表征与正癸烷加氢异构化反应催化性能

以甲基三乙基溴化铵为模板剂,硅溶胶为硅源,Al_2(SO_4)_3·18H_2O为铝源制备了2种不同n(Si)/n(Al)的ZSM-12分子筛。采用XRD、XRF、氮气吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱、SEM和TEM等表征了合成的分子筛样品。以正癸烷为模型化合物对合成的ZSM-12制备的Pt催化剂进行加氢异构化反应评价。结果表明,合成分子筛为纯相ZSM-12晶体,合成过程中物料反应完全,且铝原子完全处于分子筛骨架中,分子筛Br9nsted酸中心数量和强度随n(Si)/n(Al)变化而改变。以高n(Si)/n(Al)合成的ZSM-12分子筛为载体制备的Pt催化剂具有较高的异构选择性,且产物中含有较多的多支链异构体。将催化剂催化性能与分子筛物化性质关联得出,ZSM-12分子筛孔径较大,为了提高异构选择性和多支链异构体产率,需要更少和更弱的Br9nsted酸性中心。     

ZSM-11的合成及表征

在SiO<,2>-TBABr-NaOH-NaAlO<,2>-H<,2>O体系中合成出了一系列硅铝摩尔比不同的ZSM-11沸石,并考察了晶化温度、晶化时间、模板剂用量、碱度、n(H<,2>O):n(SiO<,2>)、搅拌速度等因素对ZSM-11沸石的影响.得出合成ZSM-11沸石的最佳条件为:晶化温度135℃,晶化时间6 d,投料的量比:n(TBA<,+>):n(Na<,2>O):n(Al<,2>O<,3>):n(H<,2>O)=0.17:0.21:1:(0.006 7～0.016 7):25.采用XRD,SEM等对其进行了表征.XRD测定结果表明,合成产物具有典型的ZSM-11骨架结构.SEM测定结果表明,动态晶化能显著减小晶粒尺寸.     

超浓体系中快速合成NU-87分子筛的新方法

首次采用超浓体系合成法,并引入促进剂,在180℃条件下晶化48 h,合成出具有高结晶度的NU-87纯相分子筛,并考察了促进剂、投料硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O2))、碱/硅比(n(OH-)/n(SiO2))、水/硅比(n(H2O)/n(SiO2))、模/硅比(n(DecBr2)/n(SiO2))等对合成结果的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)等手段对样品进行了表征.结果表明,在促进剂的作用下,在n(SiO2)/n(Al2O3)为40～50、n(0H-)/n(SiO2)为0.12～0.18、n(H2O)/n(SiO2)为13、n(DecBr2)/n(SiO2)为0.10～0.12条件下,可得到高结晶度的NU-87分子筛.对NU-87的裂化催化评价结果显示,与添加ZSM-5的催化剂相比,添加NU-87的催化剂不仅可以使汽油收率增加2%～5%,而且明显地增加了异构烷烃、芳烃产率,改善了产品分布.     

合成条件对丝光沸石结晶度的影响

以四乙基溴化铵为模板剂,自制硅胶粉和铝酸钠分别为硅源和铝源,用水热晶化法合成出丝光沸石,用X射线粉末衍射、XRF、BET等手段对所制备的沸石进行了表征.考察了搅拌速率、碱度、硅铝比、水量及模板剂含量等因素对合成丝光沸石结晶度的影响,得出最佳合成工艺条件n(Al2O3)/n(Na2O)/n(SiO2)/n(H2O)/n(模板剂)=1/2.8/17/110/2,在165℃下晶化16 h,可以得到相对纯净的丝光沸石晶体粉末.     

EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成与表征

以四丙基氢氧化铵（TPAOH）和四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂、 EU-1为铝源,水热晶化合成EU-1/ZSM-5复合分子筛。采用XRD,SEM-EDS,N2吸附-脱附及FT-IR等手段对合成样品进行表征。结果表明,所合成的EU-1/ZSM-5复合分子筛具有与EU-1分子筛及ZSM-5分子筛混合物相同的XRD图谱,但红外谱图的谱峰均向高波数方向偏移,并产生明显的次级介孔结构;在形貌上,复合分子筛中EU-1相周边规整附晶生长着ZSM-5分子筛的纳米颗粒。EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成条件为m (EU-1)/m (SiO2)=1.1~1.4,n (OH-)/n (SiO2)=0.07~0.15,n (TPAOH)/n (TPABr)=1:9~5:5,晶化时间24~72 h,晶化温度100～120 ℃。     

环状ZSM-5分子筛的合成与表征

低温条件下,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、偏铝酸钠为铝源、正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法合成环状ZSM-5分子筛,考察了陈化温度、硅铝比和模板剂用量对分子筛环状结构形成的影响。利用XRD,SEM,TEM,N₂吸附-脱附等方法对环状ZSM-5与常规ZSM-5分子筛的形貌、晶体结构和孔结构进行表征。实验结果表明,较低的陈化温度(0℃)、低硅铝比(n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)≤60)、n(TPAOH)∶n(SiO₂)=(10～13)∶30的条件有利于形成环状结构的ZSM-5分子筛;与常规ZSM-5分子筛相比,环状ZSM-5分子筛形貌规整、结晶度高、分散更均匀,且由于环状中空结构的存在,环状ZSM-5分子筛的比表面积略高于常规ZSM-5分子筛;所得环状ZSM-5分子筛在催化苯和乙醇制乙苯反应中表现出较好的乙苯选择性。     

晶体生长抑制剂含量对ZSM-5分子筛晶化合成及催化MTP反应性能的影响

向ZSM-5分子筛合成凝胶体系中加入尿素作为晶体生长抑制剂,可显著降低分子筛沿b轴方向的尺度,其片状结构分子筛有利于传质,用于催化甲醇转化制丙烯(MTP)反应时可抑制副反应,延长催化剂寿命。考察了尿素添加量对合成的分子筛及其对MTP反应性能的影响。结果表明:不加尿素合成的ZSM-5分子筛中孤立Al和配对Al各占50%,表面Al含量低于体相Al;加入尿素后孤立Al相对含量高达95%左右,且呈表面富铝的分布特点;添加不同尿素量的分子筛缺陷位量有所差异,与n(尿素)/n(SiO_2)为0.1制备的样品相比,n(尿素)/n(SiO_2)分别为0.5和1时,B酸位(Si-OH-Al)增加,内部硅羟基和硅羟基窝两种缺陷位减少;无论是否进行水热处理,添加尿素体系合成的ZSM-5活性和产品选择性显著优于不添加尿素合成的样品。结合ZSM-5分子筛扩散路径长短、酸性、Al分布、缺陷位种类和分布差异可知,晶粒尺度,孤立Al与配对Al含量是体系中加入尿素后合成样品性能提高的关键因素;合成体系中n(尿素)/n(SiO_2)在0.5~1范围内最佳。     

微波合成小晶粒Hβ沸石及其醚化性能的研究

以四乙基氢氧化铵为模板剂,用微波辐射作为热源合成了小晶粒β沸石。研究了溶胶组成和辐射温度对β沸石相对结晶度的影响。在优化条件(pH≥10、辐射温度140℃、辐射时间60 min)下合成了不同硅铝比的小晶粒β沸石。采用XRD和NH_3-TPD表征了Hβ沸石的酸性和结构特征,并在固定床反应器上对Hβ沸石催化剂的醚化性能进行了评价。结果表明,不同硅铝比沸石的醚化活性随硅铝比增高而降低,其活性和稳定性以n(SiO_2)：n(Al_2O_3)=29．2的沸石催化剂最佳,在400h内反应物中叔碳烯烃的转化率只降低2．2%。     

在多孔α-Al2O3载体管上合成β沸石膜最佳条件的研究

 采用简单易行的预涂晶种二次水热合成法，在平均孔径3~5 μm的多孔α-Al2O3管状载体的外表面制备了连续致密的β沸石膜，着重考察了晶种溶液对晶种层质量的影响，以及n(Na＋)/n(SiO2)和n(H2O)/n(SiO2)对沸石膜质量的影响，得出了合成β沸石膜的最佳条件。用SEM, XRD和氮气渗透等手段对所合成的β沸石膜进行了表征，结果证实了合成的β沸石膜连续致密，没有大的缺陷。