沸石分子筛材料中次级孔的研究——Ⅱ.Y型沸石晶内次级孔对扩散的影响

以含有次级孔的沸石的晶内扩散为研究对象,对来源于同一NaY母体的一组改性Y型沸石,进行了孔结构分析和正戊烷的扩散系数的测定。得到了具不同次级孔量的Y型沸石晶内扩散性能变化的规律。并采用随机游动方法对实际的Y型沸石晶内扩散进行模拟,得到了与实验测定一致的结果,从而可以对有次级孔的Y型沸石的晶内扩散做定量的估计。     

烷基化催化剂Y型沸石固体酸的扩散性能和酸性中心

用IR和TPD方法,研究了长链烯烃与芳烃的烷基化反应的Y型沸石催化剂的酸性对反应的作用。研究表明具有中等强度以上的酸性中心都对反应有贡献。长链烯烃在催化剂上的吸附比苯要强得多。长链烯烃在催化剂上除了吸附活化与苯反应之外,还有生焦的倾向。催化剂上的焦碳积累引起微孔堵塞,反应活性下降,可以从孔分布变化和扩散性能下降中得到解释。     

沸石负载钒络合物催化剂对烷烃氧化反应的择形选择性

制备了四价钒铬合物 VO(pic) 2 · H2 O催化剂及其分子筛负载型催化剂 VO(pic) 2 -Na Y,并以尿素过氧化氢 CO(NH2 ) 2 ·H2 O2 为氧化剂 ,考察了催化剂对正己烷和正庚烷等烷烃的催化氧化性能。实验结果证明 VO(pic) 2 -Na Y不但具有与 VO(pic) 2 ·H2 O相似的催化氧化活性 ,而且显示出对伯醇 (正构烷烃 )产物有较好的择形选择性。考察了 VO(pic) 2 -Na Y在连续搅拌釜式反应器中进行正己烷和正庚烷的非均相催化氧化反应的催化性能 ,并讨论了不同操作条件对烷烃氧化反应转化率的影响     

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。     

改性Y型分子筛的微孔结构分析

对六种不同性质的Y型沸石分子筛进行了吸附等温线的测定,对等温线的脱附支数据进行了微孔分析的计算。对相对压力P/P_0≥0.3(孔径r>1.5mm)段,可采用BJH法计算中孔孔径分布;对P/P_0≤0.3段,可采用MMP法计算微孔孔径分布。在MMP法中引入了N_2分子平均单层厚度t_m,减少了计算结果的波动。研究表明,HY具有r=1.5～2.4nm的二次孔,用EDTA和(NH_4)_2SiF_6脱铝的Y型沸石,具有更多更宽分布的二次孔,超稳Y的二次孔一直延伸到r>5nm。     

随机游动法研究沸石晶内扩散

用随机游动方法研究了在简化的二维网络中的扩散过程,考察了沸石晶内的两种孔堵塞分布和晶内次级孔道对扩散的影响。结果表明,无因次晶内扩散系数随孔堵塞率的增加而迅速下降。对均匀孔堵塞分布,这是由于孔堵塞破坏了晶内的连续性网络;而对边缘孔堵塞分布则是由于减少了整个网络对外界通道的开放程度。沸石晶内次级孔的存在可以大大改善扩散性能,次级孔百分数与扩散系数之间有良好的线性关系。     

FeAPO-5分子筛催化剂的合成及对环己烷的催化氧化作用

用四乙基氢氧化铵为模板剂,以水热法合成了不同铁含量FeAPO-5分子筛,对合成的样品进行了XRD、FTIR、AA及Moessbauer分析。XRD与FTIR分析结果表明样品具有AlPO4-5分子筛的结构,且铁元素进入到分子筛骨架。Moessbauer分析表明FeAPO-5存在两种铁物相,都是以三价FeOOH,四面体的形式存在。此外,以环已烷为反应物,考察了FeAPO-5分子筛催化剂的催化氧化性能,结果表明,该催化剂对环已烷具有较好的催化氧化活性。     

钒络合物及其负载型催化剂的烃类催化氧化机理

制备了钒络合物催化剂及其分子筛负载型催化剂,并对1—辛烯、环己烷、甲苯、正己烷和正庚烷的均相及非均相催化氧化反应进行了研究。实验结果表明,非均相催化剂不但具备与均相催化剂相似的催化氧化性能,还对伯醇和对位产物有较好的择形选择性。本研究还考察了乙腈、二氯甲烷等溶剂对烃类均相及非均相催化氧化反应的溶剂效应,提出并验证了钒络合物催化剂作用下烃类催化氧化反应的自由基反应机理。     

硅烷化溶剂对TiO2/Fe-MCM-41复合光催化剂吸附性能的影响

在不同条件下用KH-550硅烷偶联剂对介孔分子筛Fe—MCM-41表面进行化学修饰后,以Fe—MCM-41分子筛为载体负载TiO2纳米溶胶。实验发现在硅烷化处理时,选择不同极性的溶剂对复合光催化剂的吸附性能有显著影响。利用XRD,固体漫反射UV—Vis吸收光谱,FT—IR,低温N2吸附-脱附等对分子筛进行了表征。结果表明：在不同的溶剂中,Fe—MCM-41分子筛在KH-550化学修饰时硅烷化程度不同。与无水乙醇等极性较强的溶剂所制的样品相比,正己烷为溶剂的TiO2—Fe—MCM-41正己烷样品具有更强的吸附能力,对TiO2纳米粒子具有更好分散能力。     

磷改性层柱交联累托石催化剂的积炭性能

采用有机磷化合物对层柱交联累托石催化剂进行了改性研究。考察了有机磷化合物的加入对催化剂轻瓦斯油裂化活性和积炭性能的影响。结果表明：含有适量磷化合物的层柱交联累托催化剂，焦炭产率可降低３０％，轻瓦斯油在层柱交联累托石催化剂上的裂化反应和积炭反应是并行的，而裂化活性仍保持不变。磷化合物的加入使层柱交联累托石催化剂的Ｂ酸强度增加，但积炭反应主要不是由Ｂ酸强度决定，而是与强弱Ｂ酸中心数目的比例以及Ｂ酸和Ｌ