直接法合成ZSM—5型分子筛的物理化学表征

用高分辨~(29)Si、~(27)Al和~(23)Na NMR对直接法合成的不同硅铝比ZSM-5型分子筛局域结构作了表征,用~(29)Si和~(27)Al魔角旋转核磁共振研究了经不同温度水蒸气处理ZSM-5型分子筛的骨架脱铝,对不同条件下ZSM-5型分子筛中发生的正交-单斜晶型变化进行了系统的X射线衍射实验研究。     

trans—和cis—(η~5—C_5Me_5)2Mo_2(μ_2—S)_2(t—O)_2[Me=CH_3—]的合成和结构

trans—(η~5—C_5Me_5)_2Mo_2(μ_2—S)_2(t—O)_2[Ⅰ]和cis—(η~5—C_5Me_5)Mo_2(μ_2—O)_2(t—O)_2(Ⅱ]是由Mo(CO)_6和C_5(CH_3)_5H的反应产物(η~5—C_5Me_5)_2Mo_2(CO)_4与(CH_2)_3S反应中同时得到的。晶体[Ⅰ]属四方晶系,空间群为P4_2/n,单胞参数;a=b=16.317,c=8.463,V=2253.16,Z=4。晶体[Ⅱ]亦属四方晶系,空间群为P42_1c,单胞参数:a=b=12.101,c=15.425,V=2258.54,Z=4 [Ⅰ]和[Ⅱ]分子分别具有C_1—T和C_2—2对称性。如把C_5Me_5-看成具有理想的园柱体对称性,则它们分别具有C_(2h)—2/m和C_(2v)—mm2对称性。在[Ⅰ]中Mo_2(μ_2—S)_2为菱形平面结构,而[Ⅱ]中则畸变成“蝶式”结构。由两个钼原子之间的距离(2.902和2.808)可以看出钼一钼间作用属于单键的范围内。所以它们是具有金属单键的双钼金属簇的两个立体异构体。     

DEA-H_2O体系中SAPO分子筛选择性转化

介绍了以二乙胺(DEA)为模板剂,水热合成法合成了SAPO分子筛.采用XRD,SEM,FT-IR,NMR等表征手段系统考察了各种合成条件对SAPO-5和SAPO-34分子筛合成的影响.结果表明,通过调节水热合成条件,S APO-5和SAPO-34可以选择性的形成.DEA加入量、硅含量、陈化时间、晶化时间及Si/Al对产品的结晶度及晶相组成影响较大.较长的晶化时间以及较高的Si/Al有利于合成纯SAPO-34分子筛.相反,较易形成SAPO-5分子筛AFI结构.     

Y2P2W18O62?nH2O/4A-分子筛的研制及其催化合成乙酰水杨酸

以4A-分子筛为载体,Dawson结构磷钨酸钇（Y2P2W18O62?nH2O）为活性组分,采用浸渍法制备出负载型40% Y2P2W18O62?nH2O/4A-分子筛,并通过FT-IR、EDS、SEM、NH3-TPD及N2吸附-脱附等方法对催化剂进行表征。将其用于催化水杨酸和乙酸酐反应制备乙酰水杨酸,考察了各因素对反应的影响。结果表明：负载前后磷钨酸钇均保持Dawson结构,Y2P2W18O62?nH2O和40% Y2P2W18O62?nH2O/4A-分子筛均呈球形,负载后催化剂的比表面积增大,酸强度和酸量均明显提高。在优化反应条件下,即水杨酸与乙酸酐摩尔比为1:3,反应时间为30min,催化剂用量为反应物质量分数的2.3%,乙酰水杨酸收率为95.2%。催化剂重复使用6次,乙酰水杨酸收率仍保持为77.9%。     

H-ZSM-5分子筛形貌对ZnCr2O4/H-ZSM-5双功能催化剂合成气制芳烃催化性能的影响

采用水热法,通过改变合成条件选择性制备出具有球状堆积、薄片状、中空和海绵条状结构的四种不同形貌的HZSM-5分子筛,并采用XRD、SEM、Py-FTIR、NH_3-TPD、ICP和N_2物理吸附等手段对其结构性质进行了表征。将具有尖晶石结构的ZnCr_2O_4复合氧化物与不同形貌的H-ZSM-5分子筛组成ZnCr_2O_4/H-ZSM-5双功能催化剂,应用于合成气直接制芳烃(STA)的反应过程,研究了H-ZSM-5分子筛形貌对该双功能催化剂STA性能的影响。结果表明,H-ZSM-5分子筛形貌对ZnCr_2O_4/H-ZSM-5的合成气制芳烃催化性能具有重要影响;不同形貌H-ZSM-5分子筛的芳烃选择性由高到低顺序依次为球状堆积海绵条状中空结构薄片状结构。其中,ZnCr_2O_4氧化物与具有球状堆积结构的H-ZSM-5分子筛组成的ZnCr_2O_4/H-ZSM-5(sphere)双功能催化剂在STA反应过程中表现出最佳的催化性能:在350℃和3.0 M Pa条件下,CO转化率为12.6%,芳烃选择性高达68.8%,而甲烷、C_(2-4)~0烷烃和CO_2选择性分别降低至1.3%、14.3%和41.4%。这是由于球状堆积HZSM-5分子筛粒径适中(约350 nm),孔道长度适宜,适合芳烃产物的扩散但又能避免低碳烃类过早扩散出酸性分子筛孔道,从而有利于合成气转化中间产物的芳构化,提高芳烃产物的选择性。     

Bi2O3—Y2O3系阻抗谱研究

本文用交流阻抗法研究了Bi_2O_3-Y_2O_3系的阻抗谱。呈现特有的Warburg阻抗及其相关阻抗。在高氧分压下,电极过程由氧原子在三相线发生反应后直接进入电解质步骤控制;低氧分压下,由上述步骤和界面浓差极化共同控制,或仅由浓差极化控制。在氧分压为1.01×10~(-10)～1.01×10~5Pa内时,Bi_2O_3-Y_2O_3系表现为纯氧离子导体。     

CuSAPO-5分子筛的合成、表征及对甲苯吸附性能

采用水热合成法,以三乙烯四胺(TETA)为模板剂,合成Cu SAPO-5分子筛。通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、N2吸附及元素分析等手段对分子筛样品进行表征,考察了不同硅铝比对合成分子筛晶体的影响,并测定了分子筛样品对甲苯的吸附性能。结果表明,将合成液的p H值调节为4.8~5.0,于150~170℃晶化1d,可合成晶体形貌为球体的Cu SAPO-5分子筛,粒径约为30μm。分子筛样品具有较好的热稳定性,仍保持了SAPO-5分子筛的AFI骨架结构,属于微孔分子筛,孔径约为0.70nm,比表面积约为265 m2·g-1。元素分析结果表明分子筛中P、Si、Al和Cu的含量分别为12.56%、4.48%、7.17%和6.25%。样品对甲苯的吸附约在120 min时达到饱和,吸附量约为180 mg·g-1。     

H（Mg,Co）AlPO4—5杂原子分子筛的酸性质测定

以红外光谱和程序升温脱附法研究了H(Mg,Co)AlPO_4-5分子筛的酸性,样品红外谱图中的3820和3680cm~(-1)谱峰分别归属于v_(Al—OH)和v_(p—OH),而3660～3568cm~(-1)谱峰则分别归属于HMgAlPO_4-5和HCoAlPO_4-5分子筛的M(OH)P(M=Mg,Co)基团的振动,酸强度顺序为:Co(OH)P>Mg(OH)P>P(OH)>Al(OH),吡啶吸附的红外光谱揭示,H(Mg,Co)AlPO_4-5分子筛具有较高酸强度的B酸和L酸中心。NH_3-TPD表明分子筛的酸强度顺序为H(Co)AlPO_4-5>H(Mg)AlPO_4-5>>AlPO_4-5。     

大孔磷酸铝分子筛VPI—5与MCM—9的合成与表征

1988年,Davis等首次合成了一种具有十八元环、孔道直径大于10~(-7) cm的新型VPI-5分子筛。次年7月,他们又详细报道了以四丁基氢氧化铵为结构导向剂合成的VPI-5分子筛。以二正丙胺(DPA)为结构导向剂也可合成VPI-5,但文献对这一合成产物没有给予必要的结构表征。MCM-9是Derouane等首先合成的,他们在反应混合物中加有正己醇,并采用液-固相反应方法制备了这种与VPI-5结构相似的磷酸硅铝分子筛。我们以二正丙胺为结构导向剂,用水热晶化法合成了VPI-5和MCM-9 2种大孔分子筛,并对其进行了结构表征。     

α—钨钒硅酸钾(α—K_3H_2SiW_(11)VO_(40)·6H_2O)的晶体结构

α-K_H_3H_2SiW_(11)VO_(40)·6H_2O属六方晶系,空间群为P6_2,晶胞参数:α=b=19.084A,c=12.489A,V=3939.17A~3,Z=3;D_0=3.86gcm~(-3),Dm=3.81gcm~(-3)。晶体内含有分立的α-SiW_(11)VO_(40)~(5-)阴离子,其形状、大小类同于α-SiW_(12)O_(40)~(4-),仅是一个W原子为V原子所取代。一个V原子与十一个W原子呈无序分市,共占据十二个原子位置。三个K原子和六个结晶水的位置已经确定。     

SAPO-34分子筛晶化过程中硅进入骨架的方式和机理

采用 Ｘ Ｒ Ｄ, Ｓ Ｅ Ｍ, Ｉ Ｒ 和 Ｎ Ｍ Ｒ 等手段考察了 Ｓ Ａ Ｐ Ｏ３４ 分子 筛的晶化过 程,深入研 究了晶化过程中硅进入 Ｓ Ａ Ｐ Ｏ３４ 晶格 骨架的方式和机理． 结果表明 ,在 Ｓ Ａ Ｐ Ｏ３４ 分子筛的整个晶化过程中没有 Ａｌ Ｐ Ｏ３４ 分 子筛晶相生成． 在 初始 凝 胶的 制备 过 程中, 模板 剂 的添 加和 混 合凝 胶的 老 化处 理对 Ｓ Ａ Ｐ Ｏ３４ 晶化过程的进行起着关键性的作用． 晶化前 期（ ＜ ２５ ｈ） , 硅原子直接参与晶核的形成和晶粒的长大过程,形成 Ｓｉ（４ Ａｌ） 结构,此阶段基本上 可以排除硅取代磷机理的作用; 晶化后期（ ＞ ２５ ｈ） ,少量硅以取代方式进入分子 筛骨架形成 Ｓｉ（ ｎ Ａｌ）（ ｎ ＝ ０ ～４） 多种硅结构     

SAPO-5分子筛的晶化过程研究

采用X射线衍射、 X射线荧光光谱、 扫描电子显微镜和固体核磁共振波谱等方法对SAPO-5分子筛的晶化过程进行了研究. 结果表明, SAPO-5分子筛的生成遵循液相晶化机理. 在晶化前期首先生成一种具有较为规整形貌的无定形磷酸铝(记为Am), 晶化温度大于200 ℃后开始出现SAPO-5, 同时无定形物质Am的量也明显增加, 随后Am逐渐溶解并贡献于SAPO-5的生长; 硅原子在晶化初期直接参与晶化进入SAPO-5分子筛骨架, 随着晶化时间延长, 分子筛晶体中硅含量逐渐增加; SAPO-5骨架仅能容纳少量的Si(4Al)物种, 在样品含有较低硅含量时骨架中即出现硅岛. XPS分析进一步揭示SAPO-5分子筛存在表面富硅现象, 硅在晶体中从核到壳含量递增. 研究结果也表明, 分子筛的拓扑结构和硅源选择影响晶体表面富硅程度.     

新型磷酸硅铝分子筛SAPO-53的合成与表征

以氢氧化已烷双铵(R(OH)2)为模板剂,采用水热条件合成了高结晶度的SAPO-53分子筛。并采用XRD、SEMEDX、FT-IR、MAS NMR、电泳仪、N2吸附-脱附、TG-DTG等手段对合成的分子筛进行表征。考察了硅铝比、磷铝比、模板剂的用量以及晶化时间等条件对合成SAPO-53分子筛的作用。29Si MAS NMR表明,Si主要以四配位形式进入了AlPO4-53的骨架中,SAPO-53相对结晶度先增加后开始缓慢下降,Zeta电位值先增加后保持不变,与以甲胺为模板剂合成相比,氢氧化已烷双铵的用量比甲胺减少了一半,同时缩短了晶化时间,降低了合成的难度。通过计算得到SAPO-53的表观生长速率大于成核速率,说明成核过程是速率控制步骤。     

骨架富含Si(4Al)结构的SAPO-34分子筛的合成及其对甲醇制烯烃反应的催化性能

通过在初始凝胶中加入HF合成了骨架富含Si(4Al)配位结构的SAPO-34分子筛. 使用X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光和核磁共振等表征手段研究了初始凝胶中HF的加入对合成SAPO-34分子筛的晶体结构、晶体形貌、元素组成以及骨架硅配位环境的影响. 结果表明,在初始凝胶中加入F离子后,合成的SAPO-34分子筛的晶体结构更加规整;随着初始凝胶中F离子含量的提高,合成的SAPO-34分子筛晶体骨架中Si(4Al)配位结构的数量增多, Si(nAl)(n=3～0)配位结构的数量减少. 将合成的SAPO-34分子筛催化剂用于甲醇制烯烃反应,结果显示, SAPO-34分子筛骨架中富含Si(4Al)配位结构可以有效提高反应产物中乙烯的选择性,同时能够延长催化剂的寿命.     

离子胶束诱导微波合成SAPO-11分子筛微球

以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)与正丁醇(n-butanol)形成的胶束为外模板, 采用微波法制备了SAPO-11分子筛微球.考察了CTAC浓度、晶化时间以及HF用量对SAPO-11分子筛形成的影响, 并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热分析(TG-DTA)、电子衍射能谱(EDS)和N2物理吸附等技术对所得产物进行了系统表征. 结果表明: 当c(CTAC)+c(n-butanol)=0.180 mol·L-1时可得到结晶度较高的SAPO-11分子筛微球; 延长反应时间, 所得产物结晶度逐渐提高; 适量的HF, 有助于分子筛中Si物种的取代以及分子筛微球的形成. 通过对比实验, 提出了离子胶束诱导微波合成SAPO-11分子筛微球的反应机理.     

含硼杂原子Na-B-ZSM-5分子筛对甲醇脱氢制甲醛反应的催化性能

以白炭黑为硅源、硼酸为硼源、NaOH为碱源、四丙基溴化铵(TPABr)和1,6-己二胺(HMDA)混合模板剂,采用水热合成法制备含硼杂原子Na-B-ZSM-5分子筛,用XRD、SEM、FT-IR、UV-vis、11B MAS NMR、NH3-TPD等方法对其进行表征。在连续流动常压固定床反应器上评价Na-B-ZSM-5分子筛对甲醇脱氢制甲醛反应的催化性能,考察n(Si)/n(B)、n(Na2O)/n(SiO2)、晶化温度和晶化时间等制备参数以及反应温度和质量空速等工艺参数对催化性能的影响。结果表明,硼进入了分子筛的骨架结构中,存在与B酸中心有关的骨架四配位硼和与L酸中心有关的骨架三配位硼,Na-B-ZSM-5分子筛含有较多的弱酸位和少量的中强酸位。催化剂的最佳制备参数为n(Si)/n(B)比值为7.5、n(Na2O)/n(SiO2)比值为0.14、晶化温度170℃、晶化时间48 h。Na-B-ZSM-5(7.5)分子筛在反应温度550℃、质量空速1.85 h-1的反应条件下对甲醇的转化率为62.97%,甲醛的选择性为68.86%。     

Crystallization behaviour of Fe−(Nb,Cu)−Si−B metallic glasses

The crystallization behaviour and Curie temperatures of Fe?(Nb,Cu)?Si?B metallic glasses were studied by means of differential scanning calorimetry (DSC), thermomagnetic gravimetry (TMG) and X-ray diffraction. The agreement between the DSC and TMG results was complete. For all Fe?Si?B amorphous alloys, two-peak crystallization was observed with the primary crystallization of α-Fe(Si) followed by eutectic crystallisation. The effects of Cu and Nb additions on the crystallization behaviour and on the activation energies for each stage of the crystallization process of Fe?Si?B glass were investigated.     

SAPO—11分子筛用i—Pr2NH导向合成及其酸性研究

以ＡｌＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４、ＳｉＯ２等为原料采用单一模板剂ｉＰｒ２ＮＨ合成了ＳＡＰＯ１１分子筛，利用Ａｖｒａｍｉ方程等对合成过程进行了定量描述。还利用红外（ＩＲ）、程序升温脱附（ＴＰＤ）、线性丁烯骨架异构反应催化活性测试等手段表征了ＳＡＰＯ１１的酸性。结果表明，合成过程随温度有明显变化，晶化阶段的活化能远高于核化阶段的值。可用Ａｖｒａｍｉ方程的参数来表征合成过程的难易程度。分子筛中存在Ｂ酸和Ｌ酸位，主要在中等强度范围，从而对线性丁烯骨架异构反应有较好的催化活性。提高分子筛中硅含量可明显增大酸位浓度，酸强度也有轻度增强。     

Hydrothermal Synthesis of Silicoaluminophosphate with AEL Structure Using a Residue of Fluorescent Lamps as Starting Material

Silicoaluminophosphate molecular sieves of SAPO-11 type (AEL structure) were synthesized by the hydrothermal method, from the residue of a fluorescent lamp as a source or Si, Al, and P in the presence of water and di-propyamine (DPA) as an organic template. To adjust the P₂O₅/SiO₂ and Si/Al and ratios, specific amounts of silica, alumina, or alumina hydroxide and orthophosphoric acid were added to obtain a gel with molar chemical composition 1.0 Al₂O₃:1.0 P₂O₅:1.2 DPA:0.3 SiO₂:120 H₂O. The syntheses were carried out at a temperature of 473 K at crystallization times of 24, 48, and 72 h. The fluorescent lamp residue and the obtained samples were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and BET surface area analysis using nitrogen adsorption isotherms. The presence of fluorapatite was detected as the main crystalline phase in the residue, jointly with considered amounts of silica, alumina, and phosphorus in oxide forms. The SAPO-11 prepared using aluminum hydroxide as Al source, P₂O₅/SiO₂ molar ratio of 3.6 and Si/Al ratio of 0.14, at crystallization time of 72 h, achieves a yield of 75% with a surface area of 113 m²/g, showing that the residue from a fluorescent lamp is an alternative source for development of new materials based on Si, Al, and P.     

HMI体系下系列沸石子筛的动态合成与表征

在HMI体系中，采用水热动态晶化法，通过对Si/Al比，碱度，晶化温度，晶化 时间等反应条件进行调变，合成出纯相的MOR，ANA，MCM－56，MCM－49和MCM－22 等多种结构的沸石分子筛，发现反应物Si/Al比决定合成产物的物相，通过XRD， TG－DTA，SEM和TEM等方法研究了分子筛的物理化学性质并对HMI体系中合成的MOR 和ANA的晶体特征进行了表征分析。