乙烯基功能化微孔SAPO-11分子筛的合成与结构表征

以乙烯基三乙氧基硅烷为唯一硅源,探讨各种反应条件对合成乙烯基功能化SAPO-11分子筛的影响.初始反应物摩尔比为Al2O3∶P2O5∶WD-20∶DPA∶H2O∶C2H5OH=1.0∶1.0∶0.75∶2.0∶30∶30,在弱酸性环境的水/醇水解体系下,200℃晶化72 h后可成功地合成出乙烯基功能化SAPO- 11分子筛.产物经XRD、TEM、FT-IR、TGA、XRF等表征分析,乙烯基基团已被成功引入到无机SAPO-11的骨架中.     

晶种在L沸石合成体系中的作用

在合成L沸石的晶化体系中,研究了晶种加入方式、L沸石晶种以及异晶晶种对合成体系的影响。结果表明,晶种加入的最佳方式为L沸石晶种分散到溶液中再与硅铝凝胶混合;在合成L沸石的体系中加入L沸石晶种,可加快晶化速度,抑制杂晶的产生。在氧化物2.65K2O∶Al2O3∶10SiO2∶(100～120)H2O(物质的量之比)的合成体系以及2.65(K2O+Na2O)∶Al2O3∶10SiO2:162H2O且n(K2O)∶n(K2O+Na2O)为0.55～0.70的合成体系中,易生成W杂晶,加入适量的L沸石晶种后,能合成纯度很高的L沸石。在合成L沸石的体系中,加入异晶晶种将降低L沸石的晶化速度,增加杂晶W沸石的相对含量。     

非自发成核体系合成EU-1分子筛的研究

通过添加自主发明的液态晶种,首次在非自发成核体系中制备了EU-1沸石分子筛,并采用XRD,SEM,IR,TG-DTG等手段对样品进行表征。考察了水的添加量、硅铝摩尔比、碱硅摩尔比、晶化温度、晶化时间等因素对合成的影响,获得了合成EU-1分子筛适宜的配比n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(Na2O)∶n(H2O)=(30~80)∶1∶(1.82~5.44)∶(691~1 000),晶化温度为453K,晶化时间为48~120 h。液态晶种法合成的分子筛为形貌规整、轮廓清晰的薄片层状结构。采用此方法合成的EU-1中模板剂的使用量仅为常规法的1/5,在很大程度上降低了生产成本,具有潜在的工业化应用前景。     

HZSM-5?SAPO-11复合分子筛的合成及催化乙醇脱水制乙烯

合成了一系列HZSM-5/SAPO-11复合分子筛,研究了原料配比、模板剂及晶化时间等合成条件对HZSM-5/SAPO-11复合分子筛的形成及催化乙醇脱水性能的影响,比较了复合分子筛和HZSM-5分子筛的催化稳定性。研究确定了复合分子筛的最佳合成条件:原料质量配比为二正丙胺m(DPA)∶m(HZSM-5)∶m(Al_2O_3)=8∶4∶1,二正丙胺为模板剂,晶化时间为24h.复合分子筛表现出良好的乙醇脱水催化性能,反应150h,催化活性基本没有下降,乙醇转化率和乙烯选择性均保持在95%左右。     

SAPO-34分子筛的合成及其对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能

制备具有适宜酸性能和最佳物理性质的催化剂是甲醇制低碳烯烃(MTO)工艺的关键。采用水热晶化法,考察了不同模板剂、模板剂用量、pH、晶化时间和温度等因素对SAPO-34分子筛制备的影响,并采用XRD、SEM、BET和NH3-TPD等方法进行表征,从而考察分子筛结构、表面酸性等性质对分子筛催化剂在MTO反应中的催化性能的影响。结果表明:四乙基氢氧化铵(TEAOH)为合成SAPO-34的最佳模板剂,与二乙胺相比,TEAOH制得的SAPO-34比表面积大(400 m2/g),呈立方晶形,颗粒尺寸较小且分布均匀,具有比例适宜的强、弱酸中心;而以二乙胺为模板剂合成的SAPO-34具有较多的强酸中心,酸性较强。采用TEAOH为模板剂,当n(TEAOH)∶n(Al2O3)为2.02~1.35时,减少模板剂用量,合成产物仍为SAPO-34,相对结晶度减小;当n(TEAOH)∶n(Al2O3)为1.35~1.01时,减少模板剂用量会导致SAPO-5与SAPO-34共生。直接、快速的升温过程不利于晶粒的成长;先升温至90~150℃并维持这一温度,待过渡相态稳定后再继续升温至170~250℃晶化,有利于得到更高结晶度的SAPO-34晶体,此时SAPO-34分子筛在MTO反应中显示了最优的催化性能,甲醇转化率100%,对低碳烯烃的选择性为83.40%,活性时间为220 min。     

改性凹凸棒土制备4A分子筛及其吸附严寒村镇高氨氮水源水性能

以江苏盱眙凹凸棒原土为原料,采用静水沉降-离心分离法对其提纯,探索提纯土中降低铁含量、提供最大硅源的改性方式,采用碱溶-水热晶化工艺,调整n(Na_2O)∶n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(H_2O)的配比、晶化温度、晶化时间的因素参数,以X-ray diffraction(XRD)表征、结晶度、产出率与NH+4离子交换容量为指标分析4A分子筛的制备条件;考察其吸附NH+4性能.结果表明,PA基于3mol/L HCl酸浸除铁-800℃煅烧活化-5mol/L Na OH碱溶处理,滤液添加铝源后水热晶化可合成高结晶度-产出率的4A分子筛ACAPA-4AMS,当n(Na_2O)∶n(SiO_2)=2.1,n(H_2O)∶n(Na_2O)=60,n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=1.5,在90℃晶化8h时,NH+4交换容量最高,为159mmol/100g,符合工业标准.5℃ACAPA-4AMS饱和吸附量68.04mg/g,吸附符合Freundlich方程且为吸热过程,但温度对低浓度(5mg/L)NH+4-N的去除率影响不大.该研究为凹凸棒土在严寒村镇高氨氮水源水的应用提供理论基础.     

偏高岭石基磷酸硅铝分子筛的合成及催化性能

以偏高岭土兼作Al、Si源,H3PO4作磷源,十六烷基三甲基溴化铵(三乙醇胺为复合模板剂,采用分步晶化和一步晶化的方法制备磷酸硅铝分子筛.利用X射线衍射分析、扫描电镜、XPS及NH3-TPD等手段对产物进行了表征.结果表明:分步晶化法制备的磷酸硅铝分子筛晶粒规整,呈柱状,且晶粒尺寸较大,约为20μm×5μm×5μm,其晶体结构中P∶Al∶Si摩尔比达1∶1.19∶0.67,硅含量较高;采用分步晶化法制备的SAPO-5分子筛的总酸量更高,达578.0μmol/g;采用分步晶化法制备的SAPO-5分子筛的催化正丁烷异构化反应初始活性可达到24.8%,远高于一步晶化法制备的SAPO-5分子筛的初始活性(14.1%).     

晶化条件对SAPO_34结晶度及催化活性的影响

研究了硅含量、铝硅源和操作条件对SAPO-34分子筛结晶度的影响,并探讨了以不同结晶度的SAPO-34分子筛为载体的催化剂在NO转化为N2反应中的催化性能。结果表明,采用无机铝源和无机硅源、以及采用预晶化和搅拌处理均有利于提高SAPO-34分子筛的结晶度,结晶度高的SAPO-34,催化活性也高。     

乙二胺合成ZSM-5沸石分子筛的结构表征及其催化性能

以乙二胺(EDA)为模板剂,采用水热法合成出ZSM-5型沸石分子筛,通过XRD、FT-IR等手段对所合成分子筛结构进行表征.考察了模板剂用量、硅铝摩尔比、晶种、晶化时间及硫酸用量等因素对分子筛合成的影响.实验结果表明,在晶化温度为165～178℃,晶化时间为20～40h,n(SiO2):n(NH2(CH2)2NH2):n(Al2O3):n(Na2O):n(H2SO4):n(H2O)=100:(40～83):(0.63～1.40):31:(7.6～24.6):1 192体系中能合成出ZSM-5沸石分子筛.利用ZSM-5沸石分子筛催化醛氨缩合反应对所合成产物进行了催化性能研究.实验发现,以所合成的产品为催化剂,吡啶碱总产率可达50%～70%.     

MCM-22分子筛静态水热晶化法合成的优化

系统地考察静态水热晶化法合成条件如硅源、晶化时间、凝胶配比及成胶老化方式等对MCM-22合成的影响,并通过XRD、SEM和FT-IR等方法对合成的MCM-22分子筛进行表征.研究结果表明:硅酸、硅溶胶、硅胶在适当比例下都能合成出较纯的MCM-22分子筛,但其聚集形貌及晶粒大小有所不同;晶化时间为8～10 d,MCM-22分子筛结晶度较高;凝胶的初始配比对产物物相的影响较大,最佳条件为n(SiO2)/n(Al2O3)=30～60,n(OH-)/n(SiO2)=0.15～0.25,n(HMI)/n(SiO2)=0.35～0.6,n(H2O)/n(SiO2)=20～45;成胶老化方式对MCM-22分子筛的晶化影响不大.     

丝光沸石分子筛膜的制备与表征

在不添加有机模板剂的条件下,使用配比为n(Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O)=0.25:0.067:1:35溶胶在多孔莫来石管上水热合成出丝光沸石分子筛膜.考察了晶化时间、硅源、铝源等条件对晶体层晶化和渗透汽化性能的影响.合成的膜经XRD和SEM表征.优化合成条件下制备的丝光沸石膜具有良好的渗透汽化(pervaporation,PV)性能,在75℃,水/乙醇(质量比为10/90)混合溶液中的渗透通量和分离因子分别为0.72 kg·m-2·h-1和480.xRD和SEM表征显示,在较优化水热条件下,支撑体外表面形成了一层致密的、高结晶度丝光沸石分子筛晶体.     

稻壳碱溶活化制备P型分子筛

以农业副产物稻壳为硅源、 硫酸铝为铝源, 通过炭化、 碱溶和水热合成工艺, 无需老化过程及添加晶种制备了洗涤助剂P型分子筛, 并考察了硅铝比、 碱度比、 反应时间和反应温度对合成分子筛的影响. 实验结果表明, 分子筛合成的最佳条件为： n(Na₂O) ∶n(SiO₂)=1.43, n(SiO₂) ∶n(Al₂O₃)=4,  n(H₂O) ∶n(Na₂O)=18.3, 在85 ℃反应8 h. 产品的XRD和SEM表征表明, 上述条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度, 无杂相且晶粒细小, 其Ca^2+交换容量可达330 mg/g.     

晶种在L沸石合成体系中的作用

在合成L沸石的晶化体系中，研究了晶种加入方式、L沸石晶种以及异晶晶种对合成体系的影响。结果表明，晶种加入的最佳方式为L沸石晶种分散到溶液中再与硅铝凝胶混合；在合成L沸石的体系中加入L沸石晶种，可加快晶化速度，抑制杂晶的产生。在氧化物2．65 K2O：Al2O3：10SiO2：(100～120)H2O(物质的量之比)的合成体系以及2．65(K2O Na2O)：Al2O3：10SiO2：162 H2O且n2(K2O):n(K2O Na2O)为0．55～0．70的合成体系中，易生成W杂晶，加入适量的L沸石晶种后，能合成纯度很高的L沸石。在合成L沸石的体系中，加入异晶晶种将降低L沸石的晶化速度，增加杂品W沸石的相对含量。     

无导向剂水热合成条件对NaY型分子筛结构及形貌的影响

以硅酸钠和铝酸钠为主要原料,在无导向剂条件下,采用直接晶化法制备了NaY型分子筛。考察了陈化时间、晶化时间、晶化温度、体系的水含量和n(Na2O)/n(SiO2)等因素对分子筛结构和形貌的影响。分别采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征。结果表明:延长陈化时间有利于生成更多的晶核,但陈化时间过长会导致分子筛粒径增大;晶化温度的升高和晶化时间的延长使分子筛结晶度升高,但产物易出现转晶现象,生成杂晶;n(Na2O)/n(SiO2)和n(H2O)/n(Al2O3)对产物结晶度影响较大,合成高结晶度的NaY型分子筛所需要的合适的n(Na2O)/n(SiO2)和n(H2O)/n(Al2O3)分别为1.0和160。     

无导向剂法合成高结晶度NaY分子筛

以工业级水玻璃和铝酸钠为原料,采用水热法,在无导向剂的条件下通过硅铝胶自导向合成相对结晶度高的Na Y分子筛,并采用XRD等手段对合成产物进行了结构和性质表征.考察了原料配比、陈化时间、陈化温度、晶化时间、晶化温度等合成条件对Na Y分子筛相对结晶度的影响.结果表明:在凝胶物质的量的比为7 Na2O∶Al2O3∶10 Si O2∶180H2O、陈化时间3 h、陈化温度40℃、晶化温度100℃和晶化时间14 h的优化条件下,合成了相对结晶度为161.1%的Na Y分子筛.     

阳离子聚丙烯酰胺絮凝回收利用SAPO-34分子筛母液

利用阳离子聚丙烯酰胺和稀盐酸组合絮凝的方法,将SAPO-34分子筛晶化母液中的磷铝物种经絮凝、干燥、粉碎后,添加一定量的硅铝等原料,在干胶转化体系下合成出具有片层堆积晶的多级结构SAPO-34分子筛。结果表明,制备的SAPO-34分子筛介孔孔容高达0.40cm3/g,其在甲醇制烯烃(MTO)反应中催化寿命达到200min,双烯(乙烯+丙烯)选择性达到87%.本研究提出的分子筛晶化母液处理工艺具有简单、经济、高效、绿色环保等特点。     

偏高岭土基磷酸硅铝分子筛合成及其催化性能研究

以偏高岭土兼作Al、Si源,H3PO4作磷源,十六烷基三甲基溴化铵－三乙醇胺为复合模板剂,采用分段晶化的方法制备磷酸硅铝分子筛。利用X射线衍射分析、扫描电镜、XPS及NH3-TPD等手段对产物进行了表征。实验结果表明：产物为柱状的磷酸硅铝分子筛,其晶粒尺寸大约为20 μm×5 μm×5 μm,其晶体结构中P:Al:Si＝1:1.19:0.67（摩尔比）,硅含量较高;采用分段晶化方式制备的SAPO-5分子筛的总酸量为578.0 μmol/g高于一段晶化方式制备的SAPO-5分子筛的总酸量;采用分段晶化生成的SAPO-5分子筛的催化正丁烷异构化反应初始活性可达到24.8 %,远高于一段晶化制备的SAPO-5分子筛的初始活性14.1 %。     

合成条件及添加三乙醇胺对水热法合成TS-1分子筛及其性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸丁酯(TBOT)、四丙基氢氧化铵(TPAOH)分别作硅源、钛源及模板剂水热合成了TS1分子筛.考察了TEOS水解时的水硅比、TEOS水解温度、TPAOH用量及添加三乙醇胺(TEA)对TS1分子筛合成及其性能的影响.采用XRD、SEM、N2吸附等手段对试样进行表征,同时以环己酮氨肟化反应考察试样的催化活性.结果表明,TEOS水解过程中,n(H2O)/n(SiO2)在20～40的范围内对TS1的合成及性能影响不大.水解温度较高(60 ℃)时,加入少量TPAOH (n(TPAOH)/n(SiO2)=0.125)即可得到性能较好的TS1,而在水解过程中添加适量TEA则能进一步改善TS1分子筛的性能.在水解温度为60 ℃、n(SiO2)∶n(TPAOH)∶n(TEA)∶n(H2O)为1∶0.125∶0.065∶20时合成出的TS1用于环己酮氨肟化反应,环己酮转化率达到90.7%,环己酮肟选择性达到92.4%,催化活性与高TPAOH用量合成的TS1接近,而TPAOH的用量大大降低.     

晶化条件对SAPO-34分子筛合成及性能的影响

采用水热合成法制备了SAPO-34分子筛,研究了晶化条件(温度和时间)对产品结晶度和纯度的影响。选择部分样品制备负载0.5%Pt(质量分数)的催化剂,进一步研究晶化条件对H2选择催化还原NO反应性能的影响。结果表明,晶化过程中存在SAPO-34和SAPO-5共生的现象,二者相互转化过程随晶化温度和晶化时间的不同而不同。H2选择催化还原NO结果显示,以含有少量SAPO-5晶相的SAPO-34分子筛为载体的负载Pt催化剂具有更好的活性与稳定性。     

介孔Worm-like孔壁晶化制备微孔-介孔分子筛研究

采用水热孔壁晶化法,以Worm-like介孔分子筛为硅源,十八水合硫酸铝为铝源,制备不同硅铝比微孔-介孔ZSM-5复合分子筛,XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、TEM等表征结果证明,用此方法成功制备出一系列微孔-介孔ZSM-5复合分子筛．将一系列复合分子筛用于催化苯酚叔丁基化反应,在反应温度145 ℃、n(苯酚)∶n(叔丁醇)=1∶2.5条件下,硅铝比为15、25的复合分子筛有较强的催化活性,苯酚转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性分别超过90%和42%．