CNDO/2法研究Ni/ZSM-5沸石的酸性结构参数

本文采用CNDO/2方法计算了Ni/ZSM-5基本结构基体的电荷分布,依据Moritor等处理分子筛酸性的基本思想,得到了Ni/ZSM-5沸石的酸性结构参数α_0,为计算镍改性的ZSM-5沸石分子筛的质子酸活度系数和质子酸活度提供了重要信息。     

用TPR方法研究甲苯在不同硅铝比的HZSM-5分子筛上的表面反应和酸性质

ZSM-5分子筛是一种含有机铵阳离子的新型硅铝酸沸石.由于它具有宽的硅铝比范围和由十元环组成的直筒式与正弦形相交叉的二维的孔道结构,近十年来被广泛地用作为C_(?)芳烃异构化、甲苯、甲醇烷基化以及甲苯歧化等烃类转化的催化剂.ZSM-5分子筛的优异的催化性能与表面酸性密切相关,因此引起不少学者的关注.A.Aurox和P.C.Goarelle以及Nan-Yu Topsφa分别用量热法和红外-程脱方法研究了HZSM-5     

锌改性的分子筛催化剂上丙烷芳构化的研究

在固定床微型反应器上考察了不同分子筛锌改性后催化丙烷芳构化的反应性能。结果表明：具有8元环孔道结构的4A分子筛没有催化活性,几乎无积碳生成,具有10元环孔道结构的ZSM-5分子筛以及具有10元环和12元环的MCM-22分子筛具有较好的催化性能,积碳生成量MCM-22>ZSM-5,具有12元环孔道结构的β分子筛虽然也具有一定的催化性能,但是活性较低,且积碳的生成最多。表明分子筛催化剂的芳构化活性与其孔道结构有密切的关系。针对同一种ZSM-5分子筛改变硅铝摩尔比的研究结果表明n(SiO₂)/n(Al₂O₃)＝38的Zn/HZSM-5分子筛具有较好的芳烃选择性。     

HZSM-5催化裂解抽余C5制备乙烯／丙烯

以HZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器上进行抽余C5催化裂解制备乙烯/丙烯实验.考察了不同硅铝摩尔比的HZSM-5催化裂解抽余C5制备乙烯/丙烯的反应性能;用H3PO4浸渍法对HZSM-5进行改性,考察P改性对抽余C5催化裂解性能的影响,并采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其进行表征.结果表明,硅铝摩尔比为50的HZSM-5具有较好的催化裂解抽余C5制乙烯/丙烯反应性能,该催化剂最适宜的工艺条件是0.1 MPa、550℃、液体质量空速为3 h-1、水/油(抽余C5)体积比为0.8;未改性HZSM-5(硅铝摩尔比为50)在最佳工艺条件下反应3 h,所得乙烯和丙烯总收率为43.43%,而P改性后的HZSM-5在相同条件下反应,乙烯和丙烯总收率可达47.30%,提高了3.87%;P改性不会破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,可调节分子筛的酸性,改善HZSM-5分子筛的催化裂解性能.     

强酸性和水热稳定的MCM-41分子筛的合成

以ZSM 5沸石分子筛为原始硅铝源,在碱性条件下,通过水热法合成出了孔壁含有ZSM 5预结构单元的MCM 41介孔分子筛。采用XRD、N2 吸附脱附、FT IR和NH3 TPD等表征手段对样品进行分析,结果表明该分子筛是含有ZSM 5 沸石预结构单元的六方晶相结构,该介孔分子筛的孔壁明显厚于常规方法合成的MCM 41,具有较高的水热稳定性和较强的酸性。     

甲基锡-分子筛杂化材料的合成及表征

在真空条件下考察了几种典型沸石分子筛(HY、Hβ、HZSM-5、MCM-41)的洁净表面与四甲基锡化合物的化学反应性能.用元素分析、in situ FTIR、ICP、GC、TPD-MS等方法研究了反应的化学计量关系以及气相和固相产物的组成及热稳定性.探讨沸石分子筛表面与四甲基锡金属有机基团接枝反应的基本规律.研究结果表明:SnMe4与分子筛的接枝反应的难易与分子筛的结构和酸性密切相关,其与HY、Hβ、HZSM-5、MCM-41分子筛发生反应的最低温度分别为193、183、223、343 K.接枝物种的热稳定性也大不相同,热稳定程度依次为SnMe3/MCM-41＞ SnMe3/HY＞ SnMe3/Hβ＞ SnMe3/HZSM-5.     

HZSM-5分子筛的改性及其催化裂解废轮胎制备低碳烯烃

用不同浓度氢氧化钠溶液对硅铝比为200的商业HZSM-5分子筛进行了扩孔改性,利用粉末X射线衍射、扫描电镜、NH₃程序升温脱附和N₂吸脱附对改性分子筛的晶体结构、孔结构、形貌和酸性进行了表征,考察了改性HZSM-5分子筛在催化裂解废轮胎反应中的性能.结果表明,通过改变氢氧化钠溶液的浓度,可以一定程度调控分子筛晶体的孔结构和酸量.随着碱浓度增大,改性HZSM-5分子筛平均孔径增大,而介孔孔容和酸量先增加后减少.经0.4 mol/L氢氧化钠溶液改性处理后的HZSM-5分子筛催化剂,介孔孔容及酸量最大,其催化裂解废轮胎低碳烯烃选择性最高,达到了32.39%,远高于商业HZSM-5分子筛.      

不同沸石分子筛催化剂上萘与异丙醇的烷基化反应

考察了USY、Hβ、HMCM-22、HM、HZSM-5等5种沸石分子筛在萘与异丙醇烷基化反应中的催化性能，并用XRD和NH3-TPD等手段对催化剂的物化性质进行了表征。实验结果发现，沸石分子筛的酸性质和孔结构是影响其活性和选择性的主要因素，以弱酸和中强酸为主的酸性中心以及十二元环开放的孔道有利于提高催化刑活性，而与目标产物2，6-二异丙基萘的分子直径接近的一维孔道有利于其选择性的提高。     

HZSM-5分子筛硅铝比对催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃性能的影响

采用硅铝比(n(SiO_2)/n(Al_2O_3))分别为25、38、50、80、200和300的HZSM-5分子筛作为催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃(MeXTO)的催化剂,系统地考察HZSM-5分子筛的硅铝比、结构与表面性质对催化性能的影响。利用X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和O_2程序升温氧化(O_2-TPO)对催化剂进行表征。结果表明:随着硅铝比的增加,分子筛表面的中强酸酸量逐渐降低,酸强度也逐渐减弱,氯甲烷的转化率逐渐降低,而低碳烯烃的总选择性逐渐增大,催化剂的稳定性也逐渐增强,其中,硅铝比为80的HZSM-5分子筛因具有较适宜的表面酸强度和酸量,催化性能最优。在反应温度450℃、空速2.45 h~(-1)下,氯甲烷的转化率达到92.9%,低碳烯烃的选择性达78.3%,反应稳定性达28 h。     

改性的高硅铝比的HZSM-5催化剂上甲苯与甲醇的择形烷基化制对二甲苯

成型后的不同硅铝比HZSM-5分子筛通过浸渍法合成了Si-La,Si-Mg-La和Si-Mg-P-La多组分复合改性的催化剂,采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和低温N2吸附等手段对改性前后催化剂的孔道结构和酸性的变化进行了表征.在小型固定床上考察了催化剂在甲苯与甲醇烷基化反应中的性能.在反应温度为440℃,液质空速2h-1,甲苯(T)/甲醇(M)=2的条件下,高硅铝比的Si-Mg-P-La-modified A-200催化剂显示了最高的对二甲苯的选择性(87%以上),并且在测试时间内,甲苯转化率和对二甲苯的选择性基本不变.其性能明显优于低硅铝比的Si-Mg-P-La-modified A-28催化剂.     

含铌硅磷铝双功能分子筛催化剂的合成及结构表征

合成了铁磷铝(FeAPO-5)、铁硅磷铝(FeSAPO-5)和铌铁硅磷铝(NbFeSAPO-5)分子筛催化剂,并采用XRD、红外光谱和固体魔角旋转核磁共振等方法对合成的催化剂进行了结构表征。结果表明:合成的分子筛具有AlPO4-5的骨架结构,并且铁、硅和铌金属杂原子进入了分子筛骨架。以丙酮醛和甲醇作为合成丙酮酸甲酯的原料,考察了NbFeSAPO-5分子筛催化剂的催化氧化及催化酯化性能,结果表明铁元素进入分子筛骨架使催化剂具有良好的催化氧化性能,而硅和铌的引入提高了分子筛的酸性和催化酯化性能,使NbFeSAPO-5分子筛催化剂成为同时具有催化氧化和催化酯化性能的双功能催化剂。     

用ZSM-5降解液进行SBA-15分子筛合成的研究

以商用ZSM-5沸石为原料,采用降解法合成了孔壁含有沸石结构单元的Z-SBA-15介孔分子筛。利用XRD、TEM技术,考察了温度、时间、ZSM-5的硅铝比、降解液用量和初始凝胶pH值对合成产物的影响。结果表明:在晶化温度100～110℃,晶化时间36～48h,硅铝比为25～36,ZSM-5沸石降解液量15～30mL,初始凝胶pH值0.5～1.0时为合成适宜条件。此外,经Z-SBA-15样品结构分析,Z-SBA-15为具有Al—Si—O单元结构成分的SBA-15介孔材料。     

草酸脱铝改性的ZSM-50沸石的性质及其异构化性能

对ZSM-50沸石进行了草酸脱铝改性,利用X荧光光谱、X射线粉末衍射、NH₃吸附-程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱等方法考察了草酸改性对ZSM-50沸石的化学组成、晶型及表面酸性的影响,并采用正庚烷作为模型化合物对其异构化性能进行评价。结果表明：对ZSM-50沸石进行草酸改性处理,在保持较高结晶度的同时,可以有效改变其骨架硅铝比;当脱铝程度达到约26%时,沸石分子筛的酸性中心数量增加20%以上、L/B酸的比例提高1倍以上,同时酸强度基本保持不变,沸石的异构化性能得到提高;当脱铝程度达到60%时,导致沸石骨架结构中铝空位过多,酸性中心数量降低30%,造成异构化反应选择性下降,副反应增强,不利于异构化反应。     

La(NO_3)_3在HZSM-5分子筛表面上的自发单层分散

本文采用La(NO_3)_3·6H_2O与HZSM-5分子筛相混合研磨,并在不同时间,不同温度(低于La(NO_3)_3·6H_2O的分解温度393K)下,加热。用X射线晶体衍射,X射线光电子能谱检测其分散情况。实验证明,La(NO_3)_3能够以单层形式分散在HZSM-5表面上。     

晶胞常数法测定Fe-Y分子筛骨架含铁量

提出以X射线衍射法测量晶胞常数α_0与化学分析测定硅铝比相结合,定量测定Fe-Y分子筛骨架中铁含量Fe(s)。得到了经验公式:     

载钴沸石上Co^3＋的还原作用

本文釆用XRD,XPS,TGA和TPR-XRD技术考察浸渍钴HZSM-5沸石催化剂的还原作用,结果表明:浸渍型载钴沸石经焙烧后,钴主要以Co_3O_40.形态存在于沸石外表面,其粒度为350(?)左右。同时有部分钴离子进入孔内与H~+进行交换,以类似Co(OH)_2形态存在于沸石内表面。500℃还原后,还原度随载钴量增加而增大,其大于57%,粒度在250-270(?)间。还原过程中,出现2个TPR峰,分别相应于过程中的Co~(3+)→Co~(2+)→Co二个阶段,各阶段的特征温度依次为:591-624°K;644-658°K。     

离子液体体系中ZSM-5分子筛催化环己烷氧化反应研究

以离子液体[emim]BF4为反应介质,叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化剂,考察了不同硅铝比（质量比,下同）ZSM-5分子筛对环己烷氧化反应的影响。结果表明：在离子液体[emim]BF4溶剂中,环己烷转化率随催化剂硅铝比的增大而减小,硅铝比为25的催化剂催化活性最高,环己烷转化率及产物总收率高达15.8%和15.3%。与传统溶剂丙酮和无溶剂相比,离子液体中HZSM-5分子筛具有较高的环己烷氧化反应活性。     

非水体系沸石分子筛的合成及性质

本文论述了一种新颖的分子筛合成方法——在非水体系中合成沸石分子筛,综述了利用多种仪器对非水体系合成的沸石的性能研究,表明非水介质同样能够提供沸石分子筛晶体成核和生长的良好环境,为定向合成某一催化反应所需的硅铝比沸石提供了可能性。非水体系合成沸石为沸石的固相晶化机理提供了一个有力的佐证。     

化学表面改性丝光沸石结构、酸性及催化性能

采用FT－IR，XRD等方法研究经活性组分浸渍改性和盐酸脱铝的丝光沸石的结构、酸性及催化性能。结果表明，丝光沸石中骨架铝的脱出选择性地发生在五元环中的T1，T2位置，晶格参数变化各向异性，B和Ce是较理想的活性组分。对浸渍后的丝光沸石进行红外干燥处理，获得较好的改性效果，红外干燥有利于活性组分进入沸石骨架或调节其表面酸位。     

用蒙特卡罗模拟方法研究环氧乙烷在HZSM-5分子筛上的吸附行为

为研究硅铝比和湿度变化对环氧乙烷（EO）在分子筛上吸附性能的影响,采用巨正则系综蒙特卡罗模拟方法与NPT系综蒙特卡罗模拟方法相结合的策略,从分子水平上初步研究了两种湿度条件下环氧乙烷在不同硅铝比的HZSM-5分子筛上的吸附行为.结果表明,在EO浓度为1 g/m3时,30% RH和90% RH两种湿度环境下硅铝比为25～120的HZSM-5分子筛对EO均有较好的吸附效果,低湿度条件下的吸附量略高于高湿度条件.实测试验对模拟结果的验证表明,文中所采用的模拟条件和方法能够更好地适用于EO在ZSM-5上的吸附过程的研究;该模拟方法能够为EO的去除寻找合适的吸附材料,为优化去除条件提供理论依据.