HCeY沸石上甲苯的吸附性质及歧化活性

Y型分子筛是广泛应用于石油裂化的催化剂之一.HCeY的稳定性比HY有明显增加.至今,研究HCeY高温吸附性质的尚不多见.用脉冲色谱技术在接近反应条件的高温下,研究催化剂的吸附性质较为有效,有人曾研究过HM的比保留体积及活性随焙烧温度的变化关系.本工作用脉冲色谱技术,在300—350℃范围内,测定了经不同温度焙烧的HCeY对苯和甲苯的吸附热,并与NaY及HY作了比较,同时讨论了HCeY表面的吸附性质与催化活性的关系.     

氢型丝光沸石的氨吸附特性与催化活性的关系

采用氨吸附-差热技术、红外光谱对氢型丝光沸石(HM)在不同温度氨吸附性质进行了研究,得到氨的可逆吸附与不可逆吸附的相对量及其随温度的变化。在接近甲苯岐化反应实际进行的条件下,测定了HM上吸附氨的红外光谱和催化活性。实验结果表明氨在L酸中心上的吸附是可逆的,在B酸上的吸附是不可逆的,从而证实了B酸是甲苯岐化反应的催化活性中心。在我们实验条件下,L酸中心似乎对岐化反应没有直接的作用。     

甲苯在多级孔丝光沸石上的吸附平衡和吸附动力学

为了考察多级孔丝光沸石中介孔的存在对丝光沸石吸附平衡和动力学的影响,选择甲苯分子作为探针分子,对其在具有不同介孔孔隙度的多级孔丝光沸石上的吸附等温线和吸附动力学曲线进行了测试。结果表明,甲苯在多级孔丝光沸石上的吸附等温线可以很好地用双位Toth吸附模型进行描述,由拟合参数以及亨利常数（K_H）和初始吸附热（Q_st）的计算得知,相对于微孔丝光沸石,介孔的引入增大了甲苯在丝光沸石内的吸附量,但减弱了甲苯与沸石表面的相互作用力;另外,甲苯在多级孔沸石表现出高的吸附速率,并随介孔孔隙度的增加而增大,反映了沸石内介孔的存在可有效促进沸石的传质能力。     

丝光沸石负载SO~4^2^-/ZrO~2超强酸的研究

制备了一系列丝光沸石(HM)负载SO~4^2^-/ZrO~2(SZ)超强酸催化剂,并研究了它们比表面、孔容、硫含量及超强酸性的变化规律。结果发现,HM在负载SZ后超强酸性显著提高,可以在35℃条件下催化正丁烷异构化反应。吡啶吸附红外结果表明,适量负载SZ可增加HM的Lewis酸量和总酸量,从而使甲苯岐化和邻二甲苯异构化反应等酸催化反应活性显著提高。XRD结果证实,在HM上负载适量SZ不会破坏HM的结构,但负载量过大(>60%,质量分数)则会引起沸石结构的塌毁。     

DFC-1氢型丝光沸石的吸附热与甲苯歧化催化活性的研究

在工业生产条件下对催化剂和催化作用的动态研究已经引起重视。吸附热能反映催化剂表面能量状况和吸附分子间的相互作用,是表征催化剂表面性质的重要参量。对于国产甲苯歧化催化剂DFC-1氢型丝光沸石(简称HMDFC-1)的吸附热和催化活性之间关系的报道还不多。在用吸附差热方法考察HMDFC-1的表面酸性时发现,在动态条件下HMDFC-1存在着对NH_3可逆和不可逆两种吸附,而对吡啶则只有不可逆吸附。本文利用脉冲色谱法分别测定了苯、甲苯、二甲苯在HMDFC-1上以及在被NH_3中毒的HM吸附热,和甲苯在被吡啶中毒的HMDFC-1上的吸附热,并以吸附热的差别区别了两类DFC-1上的酸中心,找出了催化活性随甲苯吸附热的变化曲线。     

流动-差热吸附量热系统Ⅱ. 氢型丝光沸石吸附热的研究

用自行装置的流动-差热吸附量热系统测定了氨、吡啶及芳烃在氢型丝光沸石(HM)上的吸附热。发现氨的吸附热-吸附量曲线上存在拐点, 证实HM表面上存在能量差异较大的两类氨吸附中心。氨中毒的HM对芳烃的吸附热测定结果表明, 不同的吸附区域对氨和芳烃的吸附强度各有不同。     

二甲苯异构体在脱铝丝光沸石中的吸附速率和扩散系数

氢型丝光沸石(HM)对于甲苯歧化和二甲苯异构化具有催化活性,是工业上生产对二甲苯的实用催化剂.脱铝是调变沸石催化剂酸性和催化性能的方法之一.张红浪用高温蒸气处理和酸洗制备了不同硅铝比(均指摩尔比,下同)的脱铝丝光沸石(DHM),研究了脱铝对其结构、酸性和催化性能的影响.脱铝使晶胞收缩,因此进一步研究二甲苯异     

氢型丝光沸石的酸性质

盐酸交换的氢型丝光沸石(HM),经400℃煅烧,室温吸附吡啶后,在低于400℃温度下进行脱附.吡啶在Lewis酸,Brönsted酸位置的光吸收,随脱附温度有线性变化.Lewis酸光吸收增强,Brönsted酸光吸收减弱.从光吸收改变量直接求得两种酸的消光系数比值ε_1460厘米-1^L/ε_1545厘米-1^B=1.44±0.10.用脉冲色谱中毒技术,测定吡啶吸附总量后,可得到摩尔消光系数ε^L=4.87厘米/微摩尔ε^B=3.38厘米/微摩尔采用上述方法,测定了HM表面上的酸分布.结果表明:Brönsted酸的浓度随煅烧温度的增加而下降,甲苯歧化的活性只与Brönsted酸的存在有关.     

层叠层技术组装纳米沸石——沸石涂饰纤维和沸石空 心纤维

以纳米沸石为基元构件,通过层(layer-by-layer)组装技术在碳纤维模板上成功制备了纳米沸石涂饰纤维(zeolitecoatedfibers),焙烧除去碳纤维模板后,制微了完整的沸石空心纤维(hollowzeolitefibers),并系统研究了它们的制备条件和材料结构。发现纳米沸石胶体溶液的pH值是制备沸石涂饰纤维和空心沸石纤维的关键因素,其它条件,诸如吸附液的离子强度,每层吸附后的干燥以及每次干燥前是否用PDDA溶液预浸泡,对纤维的完美性也有影响。通过改变吸附纳米沸石的类型和层数可能调变沸石层的组成和厚度,而交替吸附不同的纳米沸石可能制备复合沸石涂饰纤维及复合空心沸石纤维。     

β沸石在丙烯醚化反应中的催化性能

研究了β沸石在不同焙烧温度和加入粘合剂条件下对丙烯与异丙醇合成异丙醚的催化性能。并通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＮＨ３－ＴＰＤ、ＦＴ－ＩＲ及化学吸附等手段表征了β沸石的物理化学性质。结果表明：焙烧对丙烯醚化反应存在一合适的温度范围；Ａｌ２Ｏ３粘合剂提高了丙烯转化率，降低了异丙醇脱水活性；粘合剂使沸石表面上Ｌ酸中心的比例增加；丙烯醚化反应与Ｌ酸中心存在较好的对应关系，而异丙醇脱水反应与Ｂ酸中心对应；高温焙烧β沸石使骨架铝向表面迁移，粘合剂Ａｌ２Ｏ３能抑制沸石的晶胞收缩。     

CXN天然沸石的研究 V. 结构超稳化

以离子交换结合控制焙烧的方法分别制得结构超稳化高硅H-STI-I和H-STI-II沸石. EDX, ²⁹Si MAS NMR, ²⁷Al MAS NMR, FT-IR等表征证明, 其骨架硅铝原子比分别为4.43和10.62. 分段程序升温焙烧后的沸石样品经粉末XRD表征表明, 其结构热稳定性达到1000 ℃以上. 结构稳定化沸石呈现反映微孔特性的I型吸附等温线, 吸附孔道完美、开放. 经历过酸处理的H-STI-II沸石, 结构缺陷增多, 其热稳定性、比表面积及孔容积略低于H-STI-I.     

天然CXN沸石分子筛水热稳定性研究 I. 水热稳定性影响因素

以天然CXN沸石为基底材料, 通过离子交换、焙烧和酸处理等方法研究了影响该沸石水热稳定性的因素. XRD, XRF和27Al MAS NMR等结果表明阳离子种类和位置均会影响沸石水热稳定性, 其中铵型CXN沸石的水热稳定性最高. 高温焙烧铵型CXN沸石虽能提高骨架硅铝比, 但骨架缺陷增多导致其水热稳定性下降. 还研究了水蒸汽量、处理温度和时间对沸石骨架结构变化的影响, 结果表明提高温度和水蒸汽量均会降低沸石结晶度, 但处理时间则对结晶度的影响较小.     

天然CXN沸石分子筛水热稳定性研究Ⅰ.水热稳定性影响因素

以天然CXN沸石为基底材料,通过离子交换、焙烧和酸处理等方法研究了影响该沸石水热稳定性的因素.XRD,XRF和27Al MAS NMR等结果表明阳离子种类和位置均会影响沸石水热稳定性,其中铵型CXN沸石的水热稳定性最高.高温焙烧铵型CXN沸石虽能提高骨架硅铝比,但骨架缺陷增多导致其水热稳定性下降.还研究了水蒸汽量、处理温度和时间对沸石骨架结构变化的影响,结果表明提高温度和水蒸汽量均会降低沸石结晶度,但处理时间则对结晶度的影响较小.     

吸附相反应技术制备TiO2的结晶过程以及光降解气相甲苯

研究了吸附相反应技术制备纳米TiO2的结晶过程, 并探讨了该过程对TiO2光催化活性的影响. 利用XRD测定了不同温度和时间焙烧后TiO2的晶型以及晶粒粒径的变化, 发现即使焙烧温度高达900 ℃, TiO2仍维持纯锐钛矿晶型. 随着焙烧温度的增加, TiO2的晶粒粒径变化不大, 均在7 nm以下, 在焙烧温度高于700 ℃时, 锐钛矿结晶峰的峰面积随温度增加, 峰面积保持不变. 改变焙烧时间基本不影响TiO2的晶型和晶粒粒径, 因而其光催化活性变化也较小. 光降解气相甲苯实验表明, 700 ℃焙烧后样品的催化活性最高, 且优于商用P25光催化剂.     

铁改性水滑石基Pt/BaO/MgFeO催化剂焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原性能的影响

采用共沉淀法和浸渍法制备了贵金属负载均匀的镁铁水滑石基稀燃氮氧化物捕集(LNT)催化剂,并采用多种表征手段研究了焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原反应的影响。结果表明,500-700℃焙烧后催化剂晶相结构稳定,800℃焙烧后催化剂表面出现烧结,Pt颗粒发生团聚;随焙烧温度升高,催化剂的NO_x脱附峰面积先减小后增大,但峰值温度变化不大;与500℃焙烧催化剂相比,800℃焙烧后催化剂表面NO_x吸附物种及吸附路径发生改变,而还原反应产物中氨气/氮气体积比下降,NO_x转化效率由91.7%降为85.2%。     

分子筛的Bri(?)nsted酸性质——HZSM-5,HM和HY分子筛的酸强度的量子化学研究

用量子化学近似方法研究了HY,HM和HZSM-5,HM的Bronsted酸性质,解释了氨吸附时产生吸附热及羟基振动向低频位移等实验现象,从而讨论了各酸位的相对酸强度,并对HY沸石内四种结构羟基的相对稳定性作了估计.     

CXN天然沸石的研究VII. 骨架高硅超稳化改性

以高硅超稳化辉沸石(STI)为基底沸石, 分别经盐酸脱铝或氟硅酸铵脱铝补硅处理后制备的改性H-STI沸石, 其非骨架铝含量明显减少, 而后者骨架硅铝比进一步提高. X射线荧光散射光谱(XRF), ²⁷Al高分辨率魔角旋转固体核磁共振(MAS NMR), 红外(FT-IR)光谱等表征证明改性后的沸石骨架硅铝原子比分别为6.8和11.4. 低温氮吸附表明, 经盐酸处理的高硅STI沸石孔道开放完美, 但经氟硅酸铵处理的样品孔道被部分堵塞. 分段程序升温焙烧表明前者骨架热稳定性略差, 1000 ℃焙烧后结构基本被破坏, 而后者热稳定性较好, 经相同温度段焙烧后仍保持较高的结晶度和热稳定性, 其结构基本实现超稳化.     

CXN天然沸石的研究Ⅶ.骨架高硅超稳化改性

以高硅超稳化辉沸石(STI)为基底沸石,分别经盐酸脱铝或氟硅酸铵脱铝补硅处理后制备的改性H-STI沸石,其非骨架铝含量明显减少,而后者骨架硅铝比进一步提高.X射线荧光散射光谱(XRF),27Al高分辨率魔角旋转固体核磁共振(MAS NMR),红外(FT-IR)光谱等表征证明改性后的沸石骨架硅铝原子比分别为6.8和11.4.低温氮吸附表明,经盐酸处理的高硅STI沸石孔道开放完美,但经氟硅酸铵处理的样品孔道被部分堵塞.分段程序升温焙烧表明前者骨架热稳定性略差,1000℃焙烧后结构基本被破坏,而后者热稳定性较好,经相同温度段焙烧后仍保持较高的结晶度和热稳定性,其结构基本实现超稳化.     

CXN天然沸石的研究VII. 骨架高硅超稳化改性

以高硅超稳化辉沸石(STI)为基底沸石,分别经盐酸脱铝或氟硅酸铵脱铝补硅处理后制备的改性H-STI沸石,其非骨架铝含量明显减少,而后者骨架硅铝比进一步提高.X射线荧光散射光谱(XRF),27Al高分辨率魔角旋转固体核磁共振(MASNMR),红外(FT-IR)光谱等表征证明改性后的沸石骨架硅铝原子比分别为6.8和11.4.低温氮吸附表明,经盐酸处理的高硅STI沸石孔道开放完美,但经氟硅酸铵处理的样品孔道被部分堵塞.分段程序升温焙烧表明前者骨架热稳定性略差,1000℃焙烧后结构基本被破坏,而后者热稳定性较好,经相同温度段焙烧后仍保持较高的结晶度和热稳定性,其结构基本实现超稳化.     

HZSM-5沸石上酯化反应的研究

以醋酸和乙醇的酯化为典型反应,讨论了一系列HNaZSM-5沸石的阳离子交换度对酯化活性和选择性的影响,并与不同交换度的HNaZSM-5沸石的TPD酸性测定结果进行了关联。考察了不同温度焙烧的HZSM-5对酯化活性和选择性的影响,并与不同温度焙烧的HZSM-5沸石吸附吡啶的红外光谱进行了关联。结果表明,酯化反应既可以在B酸中心上进行,亦可以在L酸中心上进行;而乙醇分子间脱水主要是在B酸中心上进行。有机胺中毒实验的结果证明,酯化反应主要是在HZSM-5沸石的内表面上进行的。