铝在MCM-22分子筛骨架上分布的27Al MQ MAS NMR研究

利用二维多量子魔角旋转（2D MQ MAS）技术并结合量子化学计算，研究了铝在MCM-22分子筛骨架上的分布，并对铝的不等价四面体位进行了归属.在27Al 2D 5Q MAS NMR谱中骨架四配位铝的范围内观察到3个信号，证明MCM-22分子筛有3种骨架铝.经计算这3种骨架四配位铝的各向同性化学位移和四极作用常数分别为：δ 50.5、δ 57.3、δ 62.4和1.74、1.68、1.92 MHz. MCM-22分子筛结构中有8种结晶学不等价四面体（T）位.我们通过模拟MCM-22分子筛的27Al 2D 5Q MAS NMR谱，认为8种不等价T位分为3组. T2、T6位上的铝分别与δ 61、δ 49处的信号相关， T1、T3、T4、T5、T7、T8位上的铝对δ 56处的共振峰有贡献.当硅铝原子数比(Si/Al)在10～15之间变化时，铝在MCM-22分子筛的骨架上是无规占据的.     

脱铝MCM-49分子筛的结构、酸性及苯与丙烯液相烷基化催化性能研究

采用硝酸回流和水蒸气两种处理方法对用动态水热法合成的纳米MCM-49分子筛进行脱铝改性. 用XRD、氮气吸附-脱附、NH3-TPD、FTIR和NMR等技术进行了表征, 并考察了脱铝前后MCM-49分子筛在苯与丙烯液相烷基化反应中的催化性能. 27Al核磁共振谱表明, 硝酸回流和水蒸气处理能有效地脱除MCM-49分子筛的部分骨架铝和非骨架铝. NH3-TPD和FTIR表征结果表明, 脱铝降低了MCM-49分子筛的Brönsted酸和Lewis酸的酸量. 硝酸脱铝未改变分子筛的酸强度分布, 而在600 ℃水蒸气脱铝则造成酸强度的降低. 实验条件下, MCM-49分子筛的丙烯转化率为99.5%, 异丙苯的选择性为73.6%. 脱铝改性降低了烷基化反应活性和异丙苯的选择性, 提高了收率. 与脱铝前MCM-49分子筛相比, 常温下经硝酸处理5 h的脱铝MCM-49分子筛在保持催化活性相当的情况下, 异丙苯收率提高了5.3%.     

磷酸修饰MCM-49分子筛的结构、酸性及苯与丙烯液相烷基化反应催化性能

在10 L反应釜中用动态水热法合成了MCM-49分子筛, 采用浸渍方法制备了磷酸修饰MCM-49分子筛, 并用XRD, 氮气吸附-脱附, NH3-TPD, FTIR和27Al MAS-NMR等方法进行了表征. 考察了磷酸修饰MCM-49分子筛在苯与丙烯液相烷基化反应中的催化性能. NH3-TPD和FTIR表征结果说明, 磷酸修饰处理使MCM-49分子筛的BrΦnsted酸和Lewis酸的酸量降低, 强酸中心酸量略有降低. 27Al MAS-NMR结果表明磷酸修饰使MCM-49分子筛骨架部分脱铝, 脱除的铝与磷酸作用生成了磷铝酸盐. 在实验条件下, MCM-49分子筛的丙烯转化率为99.6%, 异丙苯选择性为75.3%. 磷酸修饰处理提高了苯与丙烯液相烷基化反应产物中异丙苯的选择性. 磷负载质量分数为2.0%的MCM-49的丙烯转化率和烷基化产物的总选择性(包括异丙苯、二异丙苯和三异丙苯 )与MCM-49相当, 而异丙苯的选择性提高了7.2%.     

MCM-48分子筛的合成及在催化领域的应用进展

自从M41S系列分子筛问世以来,介孔分子筛的合成和应用研究便成为热门领域之一.其中MCM-48具有～2.6 nm的均匀孔径、三维螺旋面的孔道结构、良好的长程周期性和稳定的骨架结构[1-3].MCM-48的这种三维螺旋结构孔道比MCM-41一维结构孔道更有优势,可以有效地避免客体     

AlMCM-41介孔分子筛的合成及表征

以拟薄水铝石为铝源、水玻璃为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在110℃时水热晶化合成了含Al的MCM-41介孔分子筛.采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、固体29Si、27Al魔角旋转核磁共振技术(MASNMR)、扫描电镜(SEM)及吡啶吸附傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对AlMCM-41分子筛进行了表征.结果表明:AlMCM-41分子筛具有六方排列的孔道结构,同时具有很高的相对结晶度、比表面积和孔容,且孔分布单一;AlMCM-41分子筛中Si原子在骨架内键合的程度更高,使AlMCM-41分子筛具有更好的骨架晶化程度;同时具有四配位骨架铝,使AlMCM-41介孔分子筛具有适当的酸性.     

具有强酸性位的高水热稳定介孔分子筛的合成

在强酸性介质中,以预先制备的β沸石纳米簇作为前驱体,通过S＋X－I＋路线及氨水热后处理步骤合成具有强酸性位的高水热稳定性介孔分子筛.XRD、氮气吸附、HRTEM和SEM分析表明所得样品具有普通MCM-41的典型介孔结构和表观形貌.较短的组装周期和室温的组装条件减弱了脱铝效应,27Al MAS NMR表明铝元素主要以四配位状态存在于介孔分子筛骨架中.采用NH3-TPD和水热老化方法分别考察了其固体酸性和水热稳定性,结果表明此介孔分子筛相对于普通MCM-41分子筛具有较强酸性位和较高的水热稳定性.沸石纳米簇的引入提高了分子筛骨架的聚合度和孔壁的厚度,是水热稳定性提高的主要原因.     

MCM-48掺杂铬对催化活性的影响

中介孔分子筛MCM-48因其具有三维螺旋孔道结构,且孔径均匀,长程周期性良好及骨架结构稳定等特征而有可能成为有应用前景的工业催化剂^[1～11].纯硅MCM-48分子筛因无酸性,催化活性极低.     

MCM-22分子筛的酸性及在1-丁烯骨架异构化反应中的催化性能

 采用XRD,NH3-TPD及氘代乙腈吸附FT-IR等技术表征了静态水热合成法合成的MCM-22分子筛的晶相结构和酸性. 根据表征结果,Si/Al比为15和30的两个样品均为高纯度的MCM-22分子筛; 两个样品的Brnsted酸量基本相同,但Si/Al为15的样品上含有相对较高的Lewis酸量. MCM-22分子筛上1-丁烯骨架异构化反应的结果表明,Si/Al为30的样品具有较高的异丁烯选择性(74.8%)和稳定性, 而Si/Al为15的样品中存在的含量较高的Lewis酸位可能是导致异丁烯选择性(65.5%)下降的主要原因.     

以CTMABr和CTMAOH为共模板剂合成MCM-41

采用共模板剂水热合成了MCM-41.分别用X射线粉末衍射(XRD)、固体核磁共振(²⁷AlMASNMR)和N₂吸附等温线技术考察了用该方法和传统方法所制备的Si-MCM-41和Al-MCM-41样品的晶相结构、孔结构以及Al在分子筛中的化学环境.结果表明,用共模板剂方法合成的MCM-41样品,其纯度和孔径均一性显著提高,特别是当样品中Al含量较高时,仍可保证Al原子以四配位结合在MCM-41的硅骨架上.还就采用共模板剂的理论依据进行了讨论.     

用双表面活性剂为共模板合成中孔分子筛MCM-48

利用水热法以非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为共模板合成了中孔分子筛MCM-48.实验中发现利用较强的范德华力和氢键,聚乙二醇辛基苯基醚可在很大程度上降低合成MCM-48所需阳离子表面活性剂的用量,且利于制备有序性好、骨架聚合度高、稳定性好的MCM-48.通过调节聚乙二醇辛基苯基醚与十六烷基三甲基溴化铵的比例,可得到不同物相结构的分子筛.