原位红外光谱考察分子筛表面酸性质

原位漫反射红外光谱用于表征磷酸硅铝分子筛SAPO—34表面酸性质,结果表明,SAPO—34分子筛中的桥联羟基Si—OH—Al具有较强的热稳定性,结合NH3探针考察表明,SAPO-34分子筛具有B酸和L酸两种酸中心,其中B酸较强,是SAPO—34酸性的主要部分,而L酸中心较弱。     

不同骨架硅铝比Y分子筛热改性过程的固体NMR表征

不同次邻近铝含量可导致改性后Y分子筛酸中心性质的较大差别，较高si／Al比Y分子筛焙烧脱羟时可能出现三配位铝．随骨架Si／Al比不同，Y型分子筛脱铝形成的非骨架铝性质也有所不同．以化学环境敏感的四极核Na一为探针，证实了改性产生的非骨架Al对骨架阳离子位的环境有较大影响，这可能是B，L酸协同作用后出现增强酸性的证据．     

XPS和29Si MAS NMR在不同分子筛的化学组成及电子结构中的研究

采用光电子能谱和Si核磁共振及化学分析方法研究了五种不同分子筛钠型和钾型的化学组成.结果发现,分子筛的表面Al/(Si Al)比和骨架Al/(Si Al)比与其体相Al/(Si Al)比具有一致性,其电子结构与其组成及阳离子有关.分子筛表面晶格氧碱强度与其铝含量成正比,与阳离子的电负性成反比.     

CHEMICAL COMPOSITION AND ELECTRONIC STRUCTURE OF ZEOLITES STUDIED BY X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY AND 29Si MAS NMR

采用光电子能谱和Si核磁共振及化学分析方法研究了五种不同分子筛钠型和钾型的化学组成.结果发现,分子筛的表面Al/(Si+Al)比和骨架Al/(Si+Al)比与其体相Al/(Si+Al)比具有一致性,其电子结构与其组成及阳离子有关.分子筛表面晶格氧碱强度与其铝含量成正比,与阳离子的电负性成反比.     

中孔分子筛Al/SO_4~(2-)/MCM-41的合成与表征

用Al2(SO4)3对中孔分子筛MCM-41进行改性,制备了中孔分子筛Al/SO24-/MCM-41.采用X射线多晶衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等测试技术对样品的结构和表面酸性进行了表征.结果表明,用Al2(SO4)3改性中孔分子筛MCM-41,能得到仍保持着六方介孔结构的中孔分子筛Al/SO24-/MCM-41.     

羟基铝交联蒙脱土表面酸性的研究

本文采用吸附指示剂法和非水溶液中正丁胺滴定法测定了由不同铝离子浓度、不同羟铝比溶液作交联剂制得的羟基铝交联蒙脱土的总酸量及其酸强度的分布。实验结果表明,交联蒙脱土的总酸量及酸强度都较未交联的钠型蒙脱土强,交联剂的Al~(3+)浓度及OH/Al比对表面酸影响不大,但随焙烧温度的升高,表面酸明显下降。     

Ce~(3+)改性Hβ分子筛催化合成乙基蒽醌的性能研究

采用离子交换法、普通浸渍法和超声浸渍法用Ce(NO3)3·6H2O改性Hβ分子筛,将其应用于催化乙苯和苯酐一步法合成乙基蒽醌。通过NH3-TPD和吡啶-IR对分子筛进行表征,考察分子筛改性前后酸性质的变化,并将Ce(NO3)3·6H2O改性的分子筛与Al2(SO4)3·18H2O、(NH4)2SO4、Fe(NO3)3·9H2O、Ce(NH4)2(NO3)6和Ti(SO4)2改性的分子筛进行催化性能对比,探讨分子筛的酸性质对其催化性能的影响。结果表明:最佳改性方法是超声浸渍法,当Ce2O3负载量(每g分子筛负载催化剂的质量)为0.4 g时,乙基蒽醌的收率可达到26.54%,其中苯酐转化率为49.14%,乙基蒽醌的选择性54.01%;Ce(NO3)3·6H2O的改性效果最好,分子筛的酸性质对其催化性能有重要影响;强酸位是催化乙苯和苯酐合成乙基蒽醌的主要活性位,B酸中心是催化反应的主要酸催化中心。     

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.     

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。     

含Nb介孔Al2O3分子筛的合成及其性质研究

将过渡金属元素Nb嵌入介孔Al2O3中以期改变Al2O3表面酸性。以三嵌段共聚物P123为模板剂,无水AlCl3和草酸铌为前驱物,在乙醇溶剂中采用溶胶-凝胶法合成含Nb介孔Al2O3分子筛,并用X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、低温氮气吸附-脱附等方法对其结构进行表征,采用Hammett指示剂法对其表面酸量、酸强度分布进行表征。结果表明,Nb嵌入介孔Al2O3骨架中,形成Nb-O-Al键,改变了介孔Al2O3分子筛孔径,使表面出现了较强的酸中心,提高了表面酸强度和总酸量。     

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。     

酸性沸石催化葡萄糖制备5-羟甲基糠醛研究

以酸性沸石为催化剂,催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF).沸石催化剂采用固载磷钨酸(PW)和脱铝两种方法制备,固载PW方法用3种类型沸石:HY、MCM-41和HMOR,脱铝方法用HY型沸石,共制得产物PW/MCM-41、PW/HMOR、PW/HY、HY-D0.2和HY-D1.0,考察沸石结构、反应温度、葡萄糖与水质量比、催化剂与葡萄糖质量比对制备5-HMF的影响.结果表明,沸石固载PW后5-HMF的产率均有所提高,其中,以Y型沸石(HY)固载PW后(PW/HY)作为催化剂时5-HMF产率最高,为27.9％;HY特殊的结构对提高5-HMF的产率具有重要的作用.另外,提高反应温度有利于加快5-HMF的生成;葡萄糖与水质量比为3.0∶100时5-HMF产率最高,反应2.5h时达到30.4％,说明适当的葡萄糖与水质量比有利于5-HMF的制备.     

β沸石酸改性对结构和催化活性影响的研究

利用红外光谱和正丁胺滴定相结合，研究了Hβ沸石的盐酸脱铝过程。红外光谱的结果表明，稀盐酸溶液主要脱除非骨架铝和过渡态铝，浓盐酸溶液还可以脱除Hβ沸石的骨架铝。正丁胺滴定的结果发现酸洗Hβ沸石的总酸量在一定范围内与盐酸浓度呈线性关系，由此可计算Hβ沸石中的骨架铝和非骨架铝含量，以及酸脱铝Hβ沸石中酸量按强度的变化状况。为考察盐酸脱铝Hβ沸石的催化性能，文中还用脉冲微反技术讨论了脱铝过程对邻二甲苯异构化反应性能的影响。结果发现催化反应活性最大值点对应的盐酸浓度约为0.04mol/L。     

改性沸石的探针反应表征

以异丙苯和正十六烷裂解两种特征探针反应对空气中焙烧脱铝、酸洗脱铝与脱铝-再铝化的β沸石样品的活性进行表征,并与正丁胺滴定的结果进行比较,获得了关于β沸石的酸性及其与催化活性相关联的认识。对正十六烷裂解反应和异丙苯裂解反应进行了动力学研究,证明正十六烷裂解是较易进行的、较快的反应,所需催化剂的酸强度较弱。     

BETA沸石酸性质的红外测定

分别利用0.1mol/L的NH_4Cl和HCl对BETA沸石分子筛进行了离子交换.结果表明,HCl导致了BETA沸石骨架脱铝,而NH_4Cl则对骨架铝无影响.红外光谱的OH振动频率显示出了两个谱峰在3740cm~(-1)和3610cm~(-1)处,分别归属于Si—OH和Si(OH)Al基团.吸附吡啶的红外光谱表明,不仅3610cm~(-1)而且部分的3740cm~(-1)谱带也显示了较强的酸性.     

天然沸石对含镍废水的吸附研究

采用天然沸石对含镍废水进行吸附特性研究。考察了沸石粒径、接触时间、镍的初始浓度及溶液pH值等因素对沸石吸附镍的影响。结果表明,吸附25min后吸附接近平衡,溶液pH在4～6范围内,沸石对Ni2+去除效果较好,沸石粒径减小,Ni2+初始浓度提高,镍的吸附量增大。沸石对Ni2+的吸附动力学及热力学研究表明,在一定的实验条件下,Ni2+在沸石表面主要以单分子层吸附为主,符合Langmuir吸附等温式且吸附过程遵循准二阶动力学吸附模型(相关系数R>0.999)。     

高温焙烧处理对Fe-ZSM-5分子筛性能的影响

在常压和N2气氛下,实验考察了高温焙烧处理对离子交换法制备的Fe改性ZSM-5分子筛性能的影响.利用XRD、NH3-TPD2、7Al MAS NMR、FTIR、XPS、UV-vis和H2-TPR等检测方法表征了Fe-ZSM-5分子筛高温焙烧前后的性能变化,并以N2O气相一步氧化苯制苯酚为模型反应,考察了高温焙烧对Fe-ZSM-5分子筛催化性能的影响.结果表明:1)Fe离子以非骨架铁的形式负载于Fe-ZSM-5分子筛的表面或孔道中,其存在态为Fe2O3;2)高温焙烧处理导致分子筛发生骨架脱铝,并在表面形成新的五配位铝;3)高温焙烧使Fe-ZSM-5表面的Fe2O3含量降低,所诱发的Fe离子表面迁移形成了更多有利于苯酚生成的活性位,因而能显著提高苯酚的选择性.     

沸石去除废水中氨氮的实验研究

对用天然沸石和用ＮａＣｌ再生处理后的沸石去除不同氨氮浓度不中的氨氮的实验进行了研究,结果表明,天然沸石和再生沸石对含氨氮废水有一定去除效果,其去除原理主要沸石以非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,且前者总强于后者。     

蒙脱土酸处理法合成洗涤剂用4A沸石

系统地研究了蒙脱土为原料,经硫酸处理后采用水热转化法合成洗涤剂用4A沸石的方法。考察了酸处理及晶化条件对合成4A沸石质量的影响,探讨了除石英的方法,并进行了400L放大实验。结果表明：酸处理条件影响沸石的白度及纯度,晶化条件影响其纯度与粒度,去除石英可提高沸石的纯度。蒙脱土法与水热合成法比较而言,质量相差无几却更经济。     

An improved implementable process for the synthesis of zeolite 4A from bauxite tailings and its Cr<Superscript>3+</Superscript> removal capacity

A simple and practical method for the synthesis of zeolite 4A from bauxite tailings is presented in this paper. Systematic investigations were carried out regarding the capacity of zeolite 4A to remove Cr(Ⅲ) from aqueous solutions with relatively low initial concentrations of Cr(Ⅲ) (5–100 mg·L-1). It is found that the new method is extremely cost-effective and can significantly contribute in decreasing environmental pollution caused by the dumping of bauxite tailings. The Cr(Ⅲ) removal capacity highly depends on the initial pH value and concentration of Cr(Ⅲ) in the solution. The maximum removal capacity of Cr(Ⅲ) was evaluated to be 85.1 mg·g-1 for zeolite 4A, measured at an initial pH value of 4 and an initial Cr(Ⅲ) concentration of 5 mg·L-1. This approach enables a higher removal capacity at lower concentrations of Cr(Ⅲ), which is a clear advantage over the chemical precipitation method. The removal mechanism of Cr(Ⅲ) by zeolite 4A was examined. The results suggest that both ion exchange and the surface adsorption-crystallization reaction are critical steps. These two steps collectively resulted in the high removal capacity of zeolite 4A to remove Cr(Ⅲ).