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。     

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。     

贫燃条件下NO_x选择催化还原催化剂的研究

利用浸渍法制备了四个系列分子筛型催化剂 :Cu/ZSM- 5、 Ag/ZSM- 5、 Cu/SAPO-1 1及 Ag/SAPO- 1 1 ,研究其在贫燃条件下对 C3H6 选择催化还原 NOx的反应性能 ,并通过FT- IR手段对催化剂进行表征 .红外表征显示 Ag/ZSM- 5催化剂中担载的 Ag导致催化剂骨架结构受到一定程度的破坏 .其他三个系列催化剂的实验结果表明 :在加水反应条件下 ,ZSM- 5担载的催化剂在 2 5 0℃时有最佳活性 ,而 SAPO- 1 1担载的催化剂最佳反应温度是35 0℃ .但后者的催化活性比前者好 .7wt% Ag/SAPO- 1 1催化剂对 NO转化率达到 63.2 2 % ,C3H6 转化率达到 1 0 0 % .而 3wt% Cu/ZSM- 5对 NO转化率为 43.43% ,C3H6 转化率为69.81 % .三个系列催化剂反应活性高低如下 :7wt% Ag/SAPO- 1 1 >3wt% Cu/SAPO- 1 1 >3wt% Cu/ZSM- 5 .说明 SAPO- 1 1分子筛有望作为汽车尾气净化催化剂的载体 .     

ZSM-5型分子筛上H_2选择还原NO

采用水热法合成了微米HZSM-5分子筛(HZSM-5)和纳米HZSM-5分子筛(nano-HZSM-5),通过XRD和SEM对样品进行了表征。结果表明:所得样品为纯态的HZSM-5和nano-HZSM-5分子筛。以上述样品为载体,制备了Pd基催化剂,并用于H2选择还原NO研究。在整个测试温度范围内,Pd/HZSM-5表现出良好的催化性能,优于Pd/nano-HZSM-5。当温度高于100℃时,Pd/HZSM-5上的NO可达到完全转化。此外,Pd含量仅影响低温时(100℃)Pd/HZSM-5的催化活性。上述结果说明所制备的Pd/HZSM-5是H2选择还原NO的优良催化剂。     

碳氢燃料裂解结焦特性分析

该文研究中选择SAPO-34、HZSM-5、USY这3种孔径不同的分子筛催化剂进行碳氢燃料的裂解结焦特性分析,研究反应时间、反应温度等外界因素对研究催化剂结焦特性的影响。研究结果显示,700℃条件下这3种催化剂均能够得到最大的结焦量,其中USY型分子筛催化剂则能够达到达55μL/mg的结焦量。分子筛的结焦过程还受到表面酸性、孔径大小等分子筛的自身性质、时间、裂解温度等因素的影响。此次实验可用于碳氢燃料催化裂解催化剂的选择。     

分子筛催化剂制备条件对催化转化NO的影响

采用浸渍法制备Cu_Na_ZSM_5催化剂 ,用C3H6 作还原剂 ,考察了贫燃条件下不同Cu2 +担载量、不同硅铝的量比和不同焙烧温度对Cu_Na_ZSM_5催化剂上选择还原NO的活性影响 ,并与Cu_SAPO_1 1、Cu_SAPO_34和Cu_Al2 O3进行比较 .实验结果表明 ,硅铝量比为2 5、担载Cu2 +的质量分数为 3%、 5 0 0℃焙烧制得的Cu_Na_ZSM_5分子筛催化剂具有较好的催化活性 ,反应温度为 350℃时 ,NO转化率高达 94. 3% .     

金属改性SAPO-34分子筛结构及其催化乙醇制乙烯性能

为了提高SAPO-34在乙醇制乙烯反应中表现出的催化性能,采用Cr/Ni/Co金属元素通过浸渍沉淀法对SAPO-34型分子筛进行修饰改性,采用BET、NH_3-TPD、XRD、TG和SEM对催化剂进行结构表征。结果表明,制备的Me_xO_y/SAPO-34(Me=Cr,Ni,Co,简称Me/SAPO-34)分子筛,其中渗入的金属原子以氧化物(Me_xO_y)的形态负载于SAPO-34分子筛表面,与SAPO-34相比,Me/SAPO-34具有相同的CHA拓扑骨架结构,掺杂金属氧化物能调控SAPO-34的孔道结构和酸度,表现出高的催化性能和抗积碳能力,相应的催化性能为Cr-Co/SAPO-34〉Cr-Ni/SAPO-34〉SAPO-34。反应温度400℃,重时空速(WHSV)3.5 h~(-1),Cr-Co/SAPO-34能使乙醇单程转化率达到98.3%,乙烯选择性98.1%,随着反应时间的增加,催化剂仍能保持高的催化性能。     

一步合成CoSAPO-5分子筛及其在苯乙烯空气环氧化中的催化研究

本研究通过一步水热转动法原位合成了CoSAPO-5分子筛,通过两步法(先合成SAPO-5后经离子交换或浸渍法负载Co源)制备了Co/SAPO-5催化剂. XRD表征可看出所合成分子筛具有AFI的特征衍射峰,扫描电镜可看出CoSAPO-5分子筛晶体呈六方棱柱型,固体紫外图谱表明钴源存在于CoSAPO-5分子筛中. CoSAPO-5焙烧后显示出良好催化活性,催化苯乙烯空气环氧化产率为72. 2%;而Co/SAPO-5对苯乙烯的催化环氧化产率最高为56. 9%.比较两种制备方法,一步转动法合成CoSAPO-5操作简单,更利于钴源分散在骨架活性位置,所制取催化剂催化烯烃环氧化产率更高,综合表明一步转动法在催化剂制备中有很大的优势.     

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。     

改性SAPO-34分子筛催化剂的SCR脱硝性能

采用浸渍法负载Cu,Mn及Cu-Mn双金属,制备以菱沸石分子筛SAPO-34为载体的低温、廉价、高效的负载型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂.考察了不同活性组分、负载量及煅烧温度对氨选择性催化还原(NH_3-SCR)催化剂活性的影响,并通过BET,XRD,NH_3-TPD,TEM,XPS等多种表征手段对催化剂进行分析.活性测试结果表明,Cu-Mn双金属共同负载的催化剂活性明显优于Cu或Mn单金属负载的催化剂活性,当Cu,Mn的负载量分别为2%和6%,煅烧温度为450℃时,催化剂的活性最佳,在温度为180~330℃之间脱硝效率均能达到90%以上.分析结果表明,Cu-Mn双金属共同负载与单独负载Cu或Mn相比,能够减弱活性组分与分子筛载体的作用,在催化剂表面促进活性组分分散得更加均匀,同时Cu的引入增加了高价态Mn~(4+)和Mn~(3+)的比例,有利于提高催化剂的活性,引入Mn可适当调节Cu~(2+)与Cu~+的比例,有利于拓宽催化剂的活性温度窗口.     

超声对SAPO-34分子筛合成的影响

为提高SAPO-34分子筛的催化性能,对SAPO-34分子筛晶化原液进行超声辐照处理,研究了超声辐照对SAPO-34分子筛合成的影响.采用XRD、SEM、FT-IR和DTG等表征手段对分子筛样品进行了表征.超声作用后晶体的晶化速率和结晶度有所提高,合成的SAPO-34分子筛样品更纯净,分子筛的晶粒大小分布更均匀,平均粒径明显降低.而且超声处理后分子筛的热稳定性更好.甲醇制烯烃催化反应结果表明,超声处理后合成的SAPO-34分子筛对烯烃的选择性有所提高.     

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 %。     

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%).     

SAPO-34/堇青石整体式催化剂的制备及其催化甲醇制烯烃性能

采用气相转移法(Q)、原位合成法(Y)和涂覆法(Z),制备出了3个系列的不同SAPO-34含量的SAPO-34/堇青石整体式催化剂。采用XRD和N₂吸脱附等分析测试技术表征了催化剂的结构,在固定床反应器上评价了整体式催化剂的甲醇制烯烃反应性能。结果表明：3个系列的SAPO-34/堇青石整体式催化剂堇青石表面SAPO-34分子筛的基本骨架没有发生大的改变,气相转移法制备的催化剂具有相对较大的比表面积,原位合成法制备的催化剂具有相对稍大的孔径。在催化剂的SAPO-34含量相近的情况下,气相转移法制备的催化剂具有最好的催化性能;以(Q)19.7%SAPO-34/堇青石整体式催化剂为例,在反应温度380~420℃、空速520~810mL/(g·h)的条件下有利于低碳烯烃的生成。在400℃和670mL/(g·h)的反应条件下,低碳烯烃的选择性最高,乙烯和丙烯的选择性分别可达到40.91%和32.80%,乙烯和丙烯的总选择性能达到73.71%。     

酸处理HZSM-5负载Cu催化剂的制备及其催化性能

用H2SO4对HZSM-5分子筛进行处理,然后作为载体由浸渍法负载Cu制备Cu/HZSM-5催化剂,在富氧条件下考察其对于丙烯选择还原NO反应的催化活性.实验结果表明,用H2SO4处理HZSM-5有利于提高Cu/HZSM-5的催化活性.用3mol/L的H2SO4溶液处理HZSM-5、负载上4%Cu的Cu/HZSM-5活性最高,可以使NO的转化率在275℃时达到99.8%,在600℃时还接近50%.     

SAPO-11分子筛合成条件的探究

从铝源、物料加入方式、晶化温度与时间以及铝磷比五个方面探究了SAPO-11分子筛合成的最佳条件。通过XRD、粒径分析和SEM对样品进行了表征。结果表明,以拟薄水铝石为铝源,物料配比为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(DPA)∶n(SiO2)∶n(H2O)=1.5∶1∶1.2∶0.3∶120,用物料加入方式III配置混合溶液,180℃晶化24h,可合成出高纯度和高结晶度的SAPO-11分子筛。     

酸掺杂原位合成多级孔SAPO-34及用于催化甲醇制烯烃反应

采用原位合成法,向分子筛合成母液中加入酸,成功制备出表面呈类沙漏形状的多级孔SAPO-34分子筛。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附仪(BET)、X线荧光光谱(XRF)、化学吸附仪(NH_3-TPD)、同步热分析仪(TG)等仪器对分子筛进行表征,并将其应用于甲醇制烯烃(MTO)反应中。结果表明:采用酸掺杂原位合成制备得到的多级孔SAPO-34分子筛与SAPO-34分子筛的拓扑结构(CHA型)相同;多级孔SAPO-34分子筛结晶度有所下降,比表面积、孔容有所增加;在活化温度550℃、反应温度450℃、载气流量30 mL/min、甲醇重时空速(WHSV)为2.0 h~(-1)、常压条件下,制备得到的0.5OA-SAPO-34分子筛具有较优的催化性能,其催化寿命为570 min,与SAPO-34分子筛原粉相比,提高了210 min,低碳烯烃(乙烯、丙烯)选择性为88.78%,与SAPO-34分子筛原粉相比,低碳烯烃选择性基本保持一致。     

不同载体的固体酸催化剂对糠醛渣水解制乙酰丙酸催化性能的影响

首先用一步法合成了一种介孔分子筛,然后分别以常规微孔分子筛ZSM-5、介孔分子筛SBA-15以及自制分子筛为载体制备了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂.以糠醛渣为原料,研究了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂对纤维素水解制乙酰丙酸催化性能的影响,在相同的反应条件下自制载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)催化剂显示了较好的催化性能.在优化的反应条件下,反应温度在220℃、反应时间60 min、固体酸用量10%左右、液固比15∶1,自制载体催化剂乙酰丙酸收率可以达到72.3%.     

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%.