碱处理法制备微孔 介孔ZSM-5分子筛及其在苯酚叔丁醇烷基化反应中的应用#br#

首先, 以微孔结构的ZSM-5沸石为前驱物, 经碱液处理不同时间后与介孔模板剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）混合, 水热处理后制备微孔-介孔ZSM-5分子筛, 并用X射线衍射（XRD）、 Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 N₂吸附 脱附和透射电镜（TEM）等方法表征微孔-介孔ZSM-5分子筛的理化性质. 其次, 将微孔 介孔ZSM-5分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂, 利用苯酚转化率与2,4-二叔丁基苯酚的选择性测试所得材料的催化性能. 结果表明: [JP2]碱处理1 h可获得微孔和介孔复合较好的ZSM-5, 且该催化剂具有较好的苯酚叔丁基化催化性能, 苯酚的转化率最高为86.2%, 大分子2,4 二叔丁基苯酚的选择性可达57.9%.     

以聚乙二醇为软模板制备微孔-介孔硅铝分子筛及其催化性能

以硅铝溶胶前驱体， 与聚乙二醇软模板剂混合， 水热处理后制备微孔-介孔硅铝分子筛. 采用X射线衍射（XRD）、 Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 N₂吸附-脱附、 透射电镜（TEM）和氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）表征微孔\|介孔硅铝分子筛的理化性质. 将所得微孔-介孔硅铝分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂， 利用苯酚的转化率测试材料的催化性能. 结果表明: 聚乙二醇作为软模板产生介孔结构， 且聚乙二醇加入量可影响硅铝分子筛的结晶度;   当聚乙二醇的加入量不同时， 苯酚的转化率受影响； 当聚乙二醇用量为8 g时， 苯酚转化率最高， 可达95.5%.      

碱处理法制备微孔-介孔ZSM-5分子筛及其在苯酚叔丁醇烷基化反应中的应用

首先,以微孔结构的ZSM-5沸石为前驱物,经碱液处理不同时间后与介孔模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合,水热处理后制备微孔-介孔ZSM-5分子筛,并用X射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和透射电镜(TEM)等方法表征微孔-介孔ZSM-5分子筛的理化性质.其次,将微孔-介孔ZSM-5分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂,利用苯酚转化率与2,4-二叔丁基苯酚的选择性测试所得材料的催化性能.结果表明:碱处理1h可获得微孔和介孔复合较好的ZSM-5,且该催化剂具有较好的苯酚叔丁基化催化性能,苯酚的转化率最高为86.2%,大分子2,4-二叔丁基苯酚的选择性可达57.9%.     

水蒸汽及盐酸处理对ZSM-5分子筛性能的影响

对商用ZSM-5分子筛进行水蒸汽处理和水蒸汽-盐酸相结合处理,研究了不同温度下水蒸气处理的ZSM-5分子筛的结构、酸性及催化乙醇脱水制乙烯反应性能。比较了水蒸气改性和水蒸气-盐酸溶液相结合改性两种方法对ZSM-5分子筛结构、酸性及催化稳定性的影响。结果表明,水蒸汽处理使ZSM-5分子筛发生骨架脱铝,酸中心数量减少,酸强度减弱,但介孔增多,从而使乙烯选择性及催化稳定性提高;水蒸汽处理后再进行盐酸酸洗,二次孔或中孔减少,催化稳定性得到提高,但远低于水蒸气改性催化剂。     

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%．     

改性NiO-La_2O_3/ZSM-5催化苯与甲醇烷基化反应性能

采用NaOH溶液对ZSM-5分子筛进行碱处理以获得介孔结构,再采用等体积浸渍法,以硝酸镍和硝酸镧溶液为浸渍液制备了NiO-La_2O_3/ZSM-5分子筛催化剂,并进行X射线荧光衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和氨的程序升温脱附(NH_3-TPD)等表征.将改性NiO-La_2O_3/ZSM-5在固定床反应器中催化苯与甲醇烷基化的反应,并进行工艺条件的探索.结果表明:改性NiO-La_2O_3/ZSM-5分子筛依然保持MFI结构,但产生了大量介孔结构;强酸中心强度减弱,酸量降低,有利于苯与甲醇烷基化反应转化率和选择性的提高;改性NiO-La_2O_3/ZSM-5分子筛催化苯与甲醇烷基化的最佳反应条件为温度450°C,压力0.1 MPa,空速3h-1,甲醇与苯进料比1∶1,此条件下苯的转化率可达51.36%,甲苯选择性为51.59%,二甲苯选择性为36.07%.     

水蒸气改性H-FER分子筛在催化正丁烯骨架异构化反应中的应用

为了进一步提高H-FER分子筛的催化性能及稳定性,以水蒸气对其进行改性处理,并考察其对正丁烯骨架异构化的催化反应性能.结果表明:水蒸气处理可以有效调变H-FER分子筛的孔结构和酸性,且保持其晶型相对完整;当水蒸气流量和处理温度分别为1.0mL/min和370℃时,处理30min后的H-FER分子筛具有最佳的催化性能.X射线衍射和氮气吸脱附等表征结果表明:较高的水蒸气处理温度(370～420℃)和较大的水蒸气流量(1.0～3.0mL/min)可同时调控微孔和介孔的结构;介孔与微孔的合理匹配对H-FER催化剂的稳定性影响处于主要地位,酸性变化的影响则处于次要地位;此外,H-FER分子筛的微孔孔径不宜过大(1.45nm),微孔和介孔的粒径比(d_(micro)/d_(meso))也不应大于0.19,即微介孔的连通性相当重要.     

简单水热合成法制备介孔ZSM-5分子筛

本文以NaOH、四丙基溴化铵(TPABr)、Al_2(SO_4)_3·18H_2O和硅溶胶(SiO_2-sol)为原料,采用水热合成法,通过简单的原料比例调变,制备具有介孔结构的ZSM-5分子筛,考察合成配方中水含量、Si含量、Al含量和TPABr含量对介孔、形貌的影响。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N_2吸附-脱附等对样品进行表征。结果表明:在前驱液摩尔配比n(SiO_2):n(Al_2O_3):n(Na_2O):n(TPABr):n(H_2O)=100:1:8.75:12:2 600的情况下,于180℃下反应36 h,可制得直径为18~20μm的球形ZSM-5分子筛,分子筛表面由二级纳米晶粒堆砌而成,总比表面积为371 m~2/g,介孔率为32.1%,介孔孔径为2.0 nm。水含量的增加和Si含量的降低分别有助于二级晶粒更为紧密地堆积和向长条状生长,而Al和TPABr含量的增加则会导致颗粒难以成型且颗粒的尺寸的减小。另外,水和Al含量的增加及Si含量的降低会导致样品总孔容、介孔率和孔径的减小,而样品比表面积则随水含量的降低及Al、Si含量的增加而减小。TPABr含量的调变对样品介孔性质影响不大。     

干胶-水蒸汽辅助晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛

采用干胶-水蒸汽辅助晶化法,通过优化制备条件,合成了粒径约80 nm的表面多孔纳米球形ZSM-5.考察了结构导向剂质量分数、硅源、铝源、沉淀剂种类、晶核形成时间及老化温度对纳米ZSM-5晶体形貌的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N_2物理吸附-脱附及透射电子显微镜(TEM)等表征手段对合成的分子筛进行了表征.结果表明:结构导向剂的质量分数、铝源的类型和晶核形成时间均能明显影响分子筛晶体形貌;结构导向剂质量分数的降低有助于提高ZSM-5微孔结构的长程有序性;优化合成条件可制备出具有约介孔2 nm、比表面积357.1 m~2/g、由80 nm的晶粒堆积形成的多级孔ZSM-5分子筛材料.     

碱处理法改性ZSM-5分子筛催化苯与乙醇烷基化制乙苯

用不同浓度的NaOH溶液对ZSM-5分子筛进行改性,以XRD、SEM、NH3-TPD和BET方法对改性前后的催化剂进行表征,并考察了碱处理改性对ZSM-5分子筛孔结构、酸性以及催化苯与乙醇烷基化反应的性能的影响.结果表明,通过调变NaOH溶液浓度可以在保持ZSM-5分子筛的微孔骨架结构的同时,调变介孔分布.随着NaOH溶液浓度升高,ZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加,孔径分布变宽,从而改善了催化剂的催化性能.对ZSM-5分子筛进行碱改性,比较合适的NaOH溶液浓度为0.2mol/L,改性后的ZSM-5分子筛催化剂具有较高的活性和稳定性.但超过0.5mol/L的NaOH溶液会破坏ZSM-5分子筛骨架结构,该浓度的NaOH溶液改性后的ZSM-5分子筛催化活性下降较快.     

水热晶化法合成介孔氧化铝分子筛研究

有序介孔氧化铝是一类比表面大、结构严整、孔径分布狭窄的介孔材料,广泛地应用于化工领域．采用仲丁醇铝为铝源,硬脂酸为模板剂通过水热晶化法制备了介孔氧化铝分子筛,并对其制备条件进行了优化,其最佳条件为晶化温度为110℃,晶化时间为2d．通XRD、低温吸附一脱附、SEM等分析发现所得样品的比表面积高达408m2／g,孔容为0．65cm3／g,孔径分布在3～6nm范围内,平均孔径为3．4nm,证明其是一种典型的介孔分子筛．     

聚乙二醇导向多级孔ZSM-5分子筛膜的制备及表征

采用二次生长法,以四通道α-Al_2O_3中空纤维为支撑体,制备多级孔ZSM-5分子筛膜,研究制膜液硅铝摩尔比(n(SiO_2)/n(Al_2O_3))、合成温度、合成时间以及聚乙二醇(PEG)结构导向剂的添加对分子筛膜成膜的影响。结果表明:在硅铝摩尔比为160、合成温度为180℃、合成时间为20 h的条件下,可获得结晶度较高的ZSM-5分子筛膜;引入的PEG分子在晶化过程中包裹在晶体层之间,去模板后产生介孔孔隙;膜层平均孔径随着PEG加入量的增加而变大,在PEG添加量为0. 25%时,纯水渗透通量达到20 kg/(m~2·h·MPa),截留分子量为161 100,对应平均孔径为16. 40 nm,达到了超滤的标准。     

单一模板剂两段变温法合成球状多级孔ZSM-5分子筛

以四丙基氢氧化铵为单一模板剂,分别以硅酸或水玻璃为硅源,采用低温老化、高温晶化两段变温法合成球状多级孔ZSM-5分子筛;利用XRD、FT-IR、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对样品进行表征;并分析球状多级孔ZSM-5分子筛的形成机制。结果表明:所得多级孔ZSM-5分子筛产品主要由直径约为2μm的规则球状颗粒所组成,而其颗粒内的晶间介孔和大孔主要来自于棒状纳米晶堆积而成的;与商业ZSM-5分子筛相比,该产品具有较高的相对结晶度,同时具有更大的BET总比表面积、介孔比表面积和介孔孔容,其中以硅酸为硅源合成的多级孔ZSM-5分子筛样品总比表面积、介孔比表面积和介孔孔容增加量分别达到114 m~2/g、152 m~2/g和0.094 cm~3/g;低温老化阶段硅铝酸盐凝胶在四丙基铵根离子的诱导下首先形成大量纳米晶核,晶核接着在高温晶化阶段逐渐生长成纳米微晶,纳米微晶随后继续长大成棒状纳米晶体并自组装团聚成球状多级孔ZSM-5分子筛。     

晶种S-1对制备级孔ZSM-5及在甲醇制汽油反应中的影响

通过加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),晶种法制备出ZSM-5聚集体,研究改变合成过程中晶种使用量对ZSM-5分子筛物理化学性质及催化甲醇制汽油反应的影响,发现随着晶种使用量的增加,ZSM-5聚集体的结晶度、比表面积、介孔孔体积等先增大后减小,单个晶体尺寸逐渐减小,聚集体直径增加.在甲醇制汽油反应中,具有较高结晶度、较大比表面积及介孔孔体积的催化剂具有最优稳定性及催化寿命.     

纳米TiO2/介孔ZSM-5协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水

以具有介孔结构的ZSM-5沸石分子筛负载纳米TiO2制备出性能良好的复合型催化材料.结合扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附等温线(BET/BJH模型)和X射线衍射进行表征,并将其协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水.结果表明:在pH为4.5,催化剂投加量为0.8g/L,,FeSO4为0.8g/L,Na2S2O8为1.6g/L,常温下反应240min,对硝基苯酚(50mg/L)去除率达到98.4%.     

原位法制备介孔SiO_2@TiO_2粉体及其性能研究

介孔SiO_2@TiO_2粉体具有较大比表面积及有序的孔径分布,在吸附、药物控释以及催化剂载体等领域应用前景广阔。以正硅酸乙酯为硅源、钛酸正丁酯为钛源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,结合并改进溶胶凝胶法和水解沉淀法,设计了一种原位制备介孔SiO_2@TiO_2粉体的方法。通过对不同酸碱条件下所得样品进行结构与性能分析表明,碱性条件有利于介孔SiO_2@TiO_2粉体的制备,在pH值为3和5时,其孔径分布不集中,比表面积在100m~2/g以下,当p H值为7～11时,其比表面积为150～200 m~2/g,孔体积为0.213～0.399 m L/g,孔径集中分布在5 nm左右。相较于传统的溶胶凝胶法,原位法制备的介孔SiO_2@TiO_2粉体比表面积和孔体积均有增大,孔径减小但分布集中,使其更适合作为催化剂载体。     

蒸汽相法辅助碳模板合成介孔EU-1分子筛

将蔗糖、硅源与铝源混合成凝胶,在170℃下部分碳化(MI)或者在无氧环境下400℃高温碳化(MII)两种方法原位制备碳硅铝复合物,然后采用蒸汽相法辅助合成多级孔EU-1分子筛。研究表明:MI、MII均可以有效提高样品的外表面积和介孔孔容,且当m(蔗糖)/m(SiO_2)为定值时,MII的介孔化能力优于MI.MI、MII合成的样品保持一致的规律,即随着m(蔗糖)/m(SiO_2)的增多,样品的结晶度逐渐降低,外表面积和介孔孔容逐渐增大,酸量明显减小。多级孔EU-1分子筛有利于扩散,有利于提高分子筛的二甲苯异构化催化性能,其催化活性从22.99%提升到23.92%,C8芳烃选择性从89.52%提升到91.12%.     

不同硅铝比的Beta/MCM-41复合分子筛的合成和性能

分别以四乙基氢氧化铵和十六烷基三甲基溴化铵作为微孔相和介孔相的模板,采用两步晶化法制备了4种具有不同硅铝比,含微孔和介孔双模孔结构的Beta/McM-41复合分子筛.采用X射线衍射、N2吸附-脱附对Beta/MCM-41复合分子筛的结构进行了表征,利用吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)以及正庚烷裂解作为探针反应,对不同硅铝比的Beta/MCM-41复合分子筛的酸量和催化性能进行了研究.实验结果表明,随投料硅铝比的增加,复合分子筛介孔相有序性逐渐提高,微孔相的结晶度逐渐减小,酸量降低,正庚烷裂解的转化率明显下降.说明该复合分子筛的性能可随硅铝比的变化进行调变.     

无机盐水解法制备介孔NiAl_2O_4纳米粉

介孔NiAl2O4材料是常用的电极材料和催化材料,目前常用溶胶-凝胶法制备。本文在不添加任何模板剂和有机溶剂的情况下,通过摩尔比为1︰2的硝酸镍和硝酸铝水溶液与碳酸铵水溶液水解的方法制备NiAl2O4介孔材料。利用热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜观察、透射电镜观察及N2吸附-脱附等测试手段表征。通过800℃焙烧,制备了NiAl2O4介孔材料,晶粒大小约30nm,比表面积为105.3m2/g,平均孔径为7.2nm,孔容为0.19cm3/g,孔径分布比较狭窄、规整。     

碱处理法制备微介孔ZSM-5催化剂及其在甲醇制丙烯（MTP）反应中的应用

使用碱处理脱硅法制备了含介孔ZSM-5沸石催化剂．碱处理温度越高、时间越长,在ZSM-5沸石中引入介孔越多．在该低硅ZSM-5沸石改性过程中观察到脱硅过程中伴随脱铝现象,表现为在介孔大量生成的同时,沸石硅铝比仅小幅下降,且NH3-TPD测试表明酸性位数量明显下降．该微介孔ZSM-5沸石催化剂被应用于甲醇制丙烯（MTP）反应中并展现出良好的催化稳定性．