纳米片型MFI分子筛超临界催化裂解正十二烷和煤油对比研究

针对传统ZSM-5分子筛孔径小、反应物分子扩散路径长、催化活性稳定性较差等问题,通过水热法合成了具有更高催化活性及稳定性的纳米片型MFI分子筛(Nanosheet MFI,NS-MFI),并通过XRD、BET、SEM、TEM和NH3-TPD表征,分别以正十二烷和煤油为超临界催化裂解底物,测试了NS-MFI的催化活性及稳定性,并与传统的ZSM-5分子筛进行比较。与ZSM-5分子筛相比,NS-MFI具有更高的比表面积、更大的孔容、更薄的片层结构。在裂解正十二烷时,NS-MFI催化裂解的产气率更高,低碳烯烃的选择性更高,产生的热沉值更大。裂解煤油时,在550℃时,由于煤油中含有大量的环烷烃,使其更难被裂解,两种分子筛催化裂解的活性相当;在600℃时,NSMFI具有比ZSM-5更高的催化活性。两种分子筛裂解煤油的活性均低于裂解正十二烷的活性,多级孔道结构及较薄的片层结构有利于反应物及产物的扩散,可提高催化剂的反应活性及稳定性。     

水热处理对NaFe ZSM-5分子筛上乙苯吸附扩散性质及催化脱氢活性的影响(Ⅰ)

本文采用水热处理法对 NaFe ZSM-5分子筛进行改性,考查了分子筛中铁的状态与高温水热处理的关系,研究乙苯在 NaFe ZSM-5分子筛上的吸附扩散性质,以及水热处理对 NaFe ZSM-5分子筛的催化脱氢活性的影响.     

ZSM-5分子筛用于VOCs吸附脱除的研究进展

VOCs是PM_2.5的重要前体,但是大量来自工业源的排放使得VOCs的吸附净化亟待解决.ZSM-5分子筛作为一种常用的吸附剂,在废气的净化处理技术中有着广泛的应用.文中详细阐述了ZSM-5为基质吸附材料去除VOCs的研究进展,主要总结了ZSM-5吸附剂本身的硅铝比和孔道结构、吸附环境对VOCs吸附性能的影响,并且展望了其发展趋势.     

分子筛吸附VOCs与微波脱附性能研究

为筛选适于吸附VOCs与微波脱附的分子筛,并研究其孔径、铝氧四面体、平衡阳离子等性能的影响因素,采用7种吸附剂(K-A,Na-A,Ca-A,Ca-X,Na-X,Na-Y和Na-ZSM5沸石分子筛)和3种VOCs吸附质(苯、甲醇、正己烷)进行了实验研究,利用BET,XRD表征方法对分子筛的孔径、比表面积、孔容和晶胞参数等进行了测试。结果表明:分子筛孔径较大、VOCs极性较大时,吸附量较高;采用不同铝氧四面体结构含量(Na-X,Na-Y,Na-A和Na-ZSM5)及不同平衡阳离子(K-A,Na-A,Ca-A和Ca-X,Na-X)分子筛进行微波脱附时,铝氧四面体结构含量高的分子筛更适用于微波脱附,平衡阳离子为Na~+的分子筛吸波能力强于K~+和Ca~(2+);经5次循环静态吸附、微波脱附,分子筛微波脱附的结构性能稳定。研究成果可为分子筛吸附VOCs与微波脱附新方法的工业化应用提供重要参考。     

ZSM-5分子筛对水中苯胺吸附的动力学探讨

以ZSM-5分子筛作为吸附剂处理苯胺废水,实测了分子筛用量、吸附时间、溶液pH和温度对苯胺吸附效率的影响,并对其吸附动力学进行探讨。用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevick模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmiur、Freundlich吸附等温式能很好描述吸附规律。吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。     

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%.     

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.     

Y/ ZSM-5复合分子筛的合成及表征

利用乙二胺为模板剂,在水热体系中采用两步晶化法,在先合成Z-5沸石的基础上合成具有双微孔结构的复合分子筛Y/ZSM-5,并系统地研究了模板剂的用量、溶液的pH值、原料配比及第二步晶化时间对Y/ZSM-5复合分子筛结构的影响.按照(3.0～4.0)Na2O:(25～60)SiO2:Al2O3:(10～15)乙二胺(EDA):1 000 H2O的摩尔配比合成出含ZSM-5的固液混合物,然后在该体系中加入适量的偏铝酸钠溶液,所得最终凝胶的硅铝比n(SiO2):n(Al2O3)=20～30,pH值11.5～12.5,第二步最佳晶化时间为24 h.用N2吸附-脱附分析了相同硅铝比下复合分子筛与机械混合物的孔结构特征.结果表明,Y/ZSM-5复合分子筛的孔径和孔容高于二者的机械混和.SEM的分析表明,Y/ZSM-5复合分子筛的形貌不同于纯的Y型和ZSM-5沸石.     

焦化苯中噻吩在改性ZSM-5分子筛上吸附动力学研究

本文系统地研究了用改性 ZSM- 5分子筛吸附脱除焦化苯中噻吩过程动力学 ,测定了池式吸附曲线 ,提出了可以较好地描述苯 -噻吩 - ZSM- 5吸附体系的动力学模型 ,模型中考虑了大孔扩散、表面扩散和吸附 -反应阻力等吸附过程 ,并通过实验数据求得了大孔扩散系数、表面扩散系数和吸附速度常数等吸附动力学参数与温度的关系。在该吸附过程中 ,大孔扩散、表面扩散和吸附反应过程都起着重要作用。     

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%.     

乳酸催化转化制备2,3-戊二酮

采用浸渍负载法制备了分子筛担载的钾催化剂K/Zeo(Zeo = ZSM-5,Y),研究了分子筛及K/Zeo对乳酸制备2,3-戊二酮的催化活性.对催化剂进行了X-光衍射和低温氮气吸附表征.结果表明,改性过程导致分子筛的骨架结构在一定程度上的破坏,比表面积、孔体积减小,而孔径增加.催化剂反应性能评价及碳平衡研究表明,与改性...     

沸石分子筛对甲醛气体吸附性能的研究

对5A,ZSM-5,10X,13X型沸石分子筛吸附甲醛的性能进行了研究,发现10X沸石对甲醛的吸附量较高,穿透时间延长. 用低温氮气(77.4 K)吸附法测定了各样品吸附等温线,用密度函数理论计算出各样品的孔径分布. 推知沸石的孔径和沸石骨架中的阳离子对提高甲醛的吸附性能起了主要作用. 分析了浓度对吸附效果的影响和10X分子筛活化后重复使用的情况. 结果表明10X沸石对4 mg/m3的低浓度甲醛气体在较长时间内去除效率在90%以上;重新活化后,仍有良好的吸附能力,可以重复使用.     

基于油水分离的ZSM-5分子筛/石英复合材料的制备研究

该文采用TEOS(正硅酸四乙酯)、Al₂(SO₄)₃·18H₂O为原料,以TPAOH为模板剂,配制ZSM-5分子筛合成液,再以石英棉为载体,改变预处理条件与反应条件,合成ZSM-5分子筛/石英棉复合材料。通过XRD、红外光谱、SEM对产物进行表征,探究分子筛的生长情况。通过油水分离实验,探究ZSM-5分子筛/石英棉复合材料的吸附性能与最适宜的油水比例。在油水质量比例为1∶1时,2%NaOH预处理石英棉后合成的ZSM-5石英棉复合材料的吸附性能最好,油水分离效率达95.92%。     

烷烃在ZSM-5型分子筛中吸附的蒙特卡罗模拟

使用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)分别获得了甲烷和乙烷分子在ZSM-5型分子筛中的粒子云分布图和吸附等温线.从粒子云分布图上可以看出甲烷分子的吸附在直线型十元通道和S型十元通道内分布都比较均匀,而乙烷分子在S型十元通道内分布较少.从吸附等温线上可以得知这两种分子都可通过S型通道和直线型通道到达分子筛孔道内部;在较低压力下,分子筛对这两种分子就有较高的吸附量,并随着压力的增大而增大,在压力大于130 KPa时,甲烷的吸附量大于乙烷的吸附量.     

La/ZSM-5分子筛上1-己烯活化的理论研究

基于 54T 团簇模型,采用 ONIOM 分层计算方法,研究了1-己烯分子与镧改性ZSM-5分子筛的相互作用,并详细描述了1-己烯分子在镧改性ZSM-5分子筛上的催化活化反应机理。计算结果表明,1-己烯与镧改性ZSM-5分子筛之间没有发生π配位吸附,只存在更加微弱的物理吸附,从而导致了镧改性ZSM-5分子筛烯烃吸附能力的降低。镧物种酸性中心的O—H键在活化能作用下通过极性分解直接发生质子迁移使1-己烯被质子化,经过碳正离子过渡态,形成稳定的烷氧基活化产物,从而使1-己烯被活化。计算得到的1-己烯的活化能垒是160.64 kJ/mol,这为文献中报道的镧改性ZSM-5分子筛的烯烃吸附能力和催化活性降低提供理论支持,有助于探究镧改性前后ZSM-5分子筛催化性能改变的原因。     

原位漫反射红外光谱对N2O在分子筛上吸附的研究

基于离子交换法制备了Fe改性ZSM-5、MCM-22和Beta分子筛,原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)考察了N2O在分子筛上的吸附行为.结果表明:N2O在分子筛上的吸附强度较弱;N2O可分别吸附在分子筛表面Br(o)nsted酸中心和价键补偿Fe3 阳离子位,其中2 228 cm-1红外吸收峰归属于N2O在Br(o)nsted酸中心的吸附,2 218 cm-1红外吸收峰是Fe3 对N2O的吸附;不同构型分子筛的孔道结构不影响N2O在分子筛上的吸附.     

不同分子筛前驱体对γ-氧化铝改性的影响

用炭黑扩孔的方法制备出孔径较大的γ-Al2O3载体,然后用不同的ZSM-5分子筛前驱体对其进行表面改性。考察晶化时间、硅硼比等对ZSM-5分子筛前驱体的影响;采用XRD、IR、Py-IR和BET等手段对改性前后载体的酸性、孔结构等表面性质进行表征。结果表明:经过扩孔和ZSM-5分子筛前驱体改性后的γ-Al2O3载体的平均孔径由扩孔前的6.9 nm增加到9.0 nm左右,孔径分布中大于10 nm的孔有所增加;ZSM-5前驱体改性后不会导致γ-Al2O3载体的堵孔;载体的酸性增强并出现一定的B酸位。     

不同分子筛前驱体对γ-氧化铝改性的影响

用炭黑扩孔的方法制备出孔径较大的γ-Al2O3载体,然后用不同的ZSM-5分子筛前驱体对其进行表面改性。考察晶化时间、硅硼比等对ZSM-5分子筛前驱体的影响;采用XRD、IR、Py-IR和BET等手段对改性前后载体的酸性、孔结构等表面性质进行表征。结果表明:经过扩孔和ZSM-5分子筛前驱体改性后的γ-Al2O3载体的平均孔径由扩孔前的6.9 nm增加到9.0 nm左右,孔径分布中大于10 nm的孔有所增加;ZSM-5前驱体改性后不会导致γ-Al2O3载体的堵孔;载体的酸性增强并出现一定的B酸位。     

硅改性对ZSM-5孔径的影响

用重量BET法测定了乙苯在几种分子筛催化剂上吸附量和脱附量与时间的关系,并依此推出了吸附和脱附扩散系数。根据乙苯在不同催化剂上扩散系数的变化可以判断,硅改性后命子筛的孔径发生收缩。350℃下用SiCl_4处理ZSM-5分子筛1h后,催比剂的孔径与Na型分子筛孔径相近。乙苯歧化反应催化剂的孔径调至与NaZSM-5分子筛孔径相近时催化剂择形性能最佳。     

液相吸附法脱除焦化苯中的噻吩

本文研究了应用吸附剂直接从焦化苯中吸附脱除微量噻吩的焦化苯精制工艺 ,实验结果表明改性 ZSM- 5分子筛具有最好的吸附效果 ,其吸附容量可达 8.9mg/g吸附剂以上。同时研究了操作条件对吸附过程的影响 ,升高温度有利于提高吸附容量和吸附速度 ,减小吸附剂颗粒大小可以显著提高吸附速度 ,但吸附剂内含水会显著降低吸附剂的吸附性能。该吸附剂可以通过高温水蒸汽吹扫再生