多级孔ZSM-5分子筛的制备及催化噻吩烷基化性能研究

用不同浓度的Na₂CO₃溶液处理ZSM-5分子筛,采用XRD、XRF、SEM、N₂吸附脱附及NH₃-TPD方法对处理前后的ZSM-5分子筛进行表征,并考察了Na₂CO₃溶液处理对ZSM-5分子筛孔结构、酸性以及噻吩烷基化性能的影响。结果表明,Na₂CO₃溶液处理在保持ZSM-5分子筛微孔骨架结构的同时,增加了ZSM-5分子筛的比表面积、外表面积和介孔体积,并调变了酸性。Na₂CO₃溶液处理提高了ZSM-5分子筛催化剂的噻吩烷基化活性和噻吩选择性。一定反应条件下,随着Na₂CO₃溶液浓度增加,多级孔ZSM-5分子筛的噻吩烷基化性能逐渐提高,而噻吩选择性先增加后下降。当Na₂CO₃溶液浓度为2 mol/L时,分子筛的噻吩转化率和噻吩选择性分别为81.26 %和73.15%。当Na₂CO₃溶液浓度为3 mol/L时,噻吩转化率和选择性分别为90.57 %和72.59%。     

Sb2O3与HZSM-5的相互作用

研究了氮气气氛下于500℃处理2h后的Sb₂O₃/HZSM-5体系中Sb₂O₃在分子筛表面上的分散行为.发现处理后的体系中Sb₂O₃晶相消失,HZSM-5晶相减少,非晶相增加.经XRD相定量、氮气吸附、正己烷吸附及NH₃-TPD实验可知,高温下酸性Sb₂O₃破坏了分子筛的部分骨架,生成无定形硅铝胶,同时Sb₂O₃高分散在其中.含Sb₂O₃的无定形硅铝胶修饰了分子筛表面,减小了孔口,提高了分子筛在甲苯烷基化反应中的择形性能,对二甲苯的选择性可高达89.     

新晶态磷酸铝分子筛CFAP-6的合成与性质

磷酸铝分子筛是新的一类晶态无机材料.1982年美国联合碳化物公司首次公布了约廿种不同结构的磷酸铝分子筛的合成专利^[1],作者在研究P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统的水热合成中^[2],发现用Al₂(SO₄)₃溶液作为Al₂O₃源,固体(NH₄)₃PO₄·3H₂O作为P₂O₅源,加入适量的有机胺,也能合成分子筛相,新晶态分子筛CFAP-6就是用上述原料,在二正丁胺-(NH₄)₂O-P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统中水热合成的。     

载钴分子筛的XPS研究

借助XPS技术研究了浸渍法得到的3种载钴分子筛Co/HY、Co/ZSM-5和Co/HA的表面状态和组成.结果表明,这些分子筛的表面深处都有难被还原的类CoAl₂O₄物种存在,而易被还原的钴羟基化合物覆盖于分子筛的表面.空气焙烧加快了类CoAl₂O₄物种的生成.用H₂还原实验考察了3种载钴分子筛上钴物种与分子筛之间相互作用的程度.     

ZSM-5分子筛酸性质对甲醛合成三聚甲醛催化性能的影响

ZSM-5分子筛是合成三聚甲醛的有效催化剂。本工作通过XRF、XRD、SEM、NH₃-TPD、Py-FTIR和²⁷Al MAS NMR等手段对一系列不同SiO₂/Al₂O₃物质的量比的ZSM-5分子筛催化剂进行了表征,研究了ZSM-5分子筛中Brønsted酸中心和Lewis酸中心对其甲醛合成三聚甲醛催化性能的影响。结果表明,SiO₂/Al₂O₃物质的量比为250的ZSM-5分子筛具有合适的Brønsted酸中心用于催化甲醛缩聚为三聚甲醛的反应,同时其Lewis酸中心量极少,可有效抑制Cannizzaro或Tishchenko等副反应,提高三聚甲醛的选择性,因而具有最佳的合成三聚甲醛催化性能。寿命实验评价结果显示,SiO₂/Al₂O₃物质的量比为250的ZSM-5分子筛具有良好的催化稳定性,单程寿命长达114 h,并且可通过550℃焙烧再生恢复其催化活性。     

分子筛硅铝比及晶粒粒径对 Cu-ZnO-Al2O3/HZSM-5催化剂直接合成二甲醚反应性能的影响

采用水热晶化法合成了硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)为60、120、200和晶粒粒径分别为1.00和0.25 μm的HZSM-5分子筛,并以其为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分(Cu-ZnO-Al₂O₃)组成双功能催化剂(Cu-ZnO-Al₂O₃/HZSM-5),在连续流动加压固定床反应器上考察了Cu-ZnO-Al₂O₃/HZSM-5对合成气直接制二甲醚反应的催化性能。结果表明,随着分子筛硅铝比的提高,二氧化碳副产物的生成量逐渐减少,从而使目的产物二甲醚的选择性逐渐增大。与常规分子筛相比,小晶粒分子筛的反应活性接近,但二氧化碳和烃类副产物的选择性较低。     

Ga改性ZSM-5分子筛催化丙烷芳构化性能研究

用离子交换法制备Ga改性ZSM-5双功能催化剂,并结合XRD、SEM、BET、NH₃-TPD、Py-IR及ICP、XPS等多种技术进行表征,考察分子筛硅铝比(Si/Al)和催化剂氧化还原预处理条件对分子筛的酸性质、Ga物种的存在状态及其丙烷芳构化催化性能的影响。研究表明,硅铝比不仅可以改变分子筛的酸性,也会影响分子筛中非骨架Ga物种与分子筛表面的相互作用程度,进而影响含Ga分子筛的丙烷芳构化性能。在质量空速1.0 h^-1、反应温度550℃ 下,Si/Al比为30的Ga-HZSM-5分子筛丙烷转化率和芳烃收率最高。Ga物种的引入可以提高丙烷的转化率和芳烃的选择性,并抑制烷烃、烯烃的裂解。H₂还原处理,将分子筛表面Ga₂O₃还原为低价的Ga⁺和GaH⁺₂物种,促进了Ga物种向分子筛微孔迁移;还原-氧化处理后,Ga⁺和GaH⁺₂物种氧化成GaO⁺,占据分子筛孔道离子交换位,显著提高了催化剂的芳构化活性。     

SAPO-34和SAPO-44分子筛膜的制备与表征

在Al₂O₃-SiO₂-H₃PO₄-H₂O有机胺体系中,利用水热法在陶瓷基片上制得了SAPO-34和SAPO-44分子筛膜.通过XRD,SEM分析对所制备的分子筛膜进行了表征,并对膜制备中SiO₂量、HF量以及不同陶瓷基片等影响因素进行了考察.     

高性能AlPO4-14分子筛膜的制备及气体分离性能

制备了高性能的AlPO₄-14分子筛膜. 首先通过控制反应溶胶中水和模板剂的含量制备了形貌均一的AlPO₄-14分子筛, 分子筛的尺寸为15~18 mm; 然后采用晶种法即在反应凝胶中加入分子筛作为晶种进一步调控分子筛的大小, 使得AlPO₄-14分子筛的尺寸从15~18 mm减小到2~3 mm, 得到形貌均一的纯相片状晶体, 同时有效缩短了制备时间; 最后以多孔管状莫来石为支撑体, 采用二次生长法制备AlPO₄-14分子筛膜. 考察了2种不同大小的晶种对膜形貌和性能的影响, 发现以大尺寸的分子筛(15~18 mm)作为晶种制备的分子筛膜的分离层存在较多缺陷, 而采用小尺寸的晶种(2~3 mm)制备的膜层较均一致密. AlPO₄-14分子筛膜经高温脱除模板剂后仍然保持着纯相的AlPO₄-14晶型, 表明二次生长法促进了AlPO₄-14晶体在膜层中的生长且使其具有更高的结晶度和热稳定性. 在25 ℃, 100 kPa下, AlPO₄-14分子筛膜对H₂/CH₄, CO₂/CH₄和H₂/CF₄的理想分离因子分别为28, 40和1047, 且H₂和CO₂的渗透速率分别为6.3×10 ^-7和9×10 ^-7 mol·(m ²·s·Pa) ^-1; 对等摩尔CO₂/CH₄混合气体的分离因子为81.5, 且CO₂的渗透速率为8.8×10 ^-7 mol·(m ²·s·Pa) ^-1.     

MFI型分子膜的制备与H2S/CH4分离性能

采用二次生长法在多孔α-Al₂O₃载体上制备MFI型（ZSM-5和silicate-1）分子筛膜;通过XRD和SEM检测,证明所合成的分子筛膜为致密、交联和无取向的MFI型分子筛膜,厚度为5 μm;单组分气体渗透实验检测中,所制备样品膜的N₂渗透量均小于10^-11 mol/（m²·s·Pa）,可认为其无缺陷;同时,考察了样品分子筛膜对H₂S/CH₄混合气的分离效果,在渗透压分别为0.3和0.5 MPa时,silicate-1分子筛膜的H₂S/CH₄的分离因子分别为1.99和4.44,而ZSM-5分子筛膜的CH₄/H₂S的分离因子分别为6.71和12.85。     

A DFT study of the generation of interstellar species XN (X = Cl, and Br) activated by molecular sieve clusters

A cluster DFT (B3LYP) calculation study of ClN₃ and BrN₃ dissociation pathways catalyzed by molecular sieve is reported. A three-tetrahedral molecular sieve cluster (Al(OHSiH₃)(OSiH₃)(OH)₂, called T3) has been chosen in this study. Triplet-state products ClN and BrN are more easily produced with T3 molecular sieve cluster. Although the potential energy surfaces with T3 molecular sieve cluster are similar with those without T3 molecular sieve cluster, the dissociation process of ClN₃ and BrN₃ with T3 molecular sieve cluster becomes easier, which can be attributed to smaller energy gaps from the ground state reactant to the intersystem crossing point.     

Cr~(3+)改性NaY分子筛的吸附脱氮性能

对Cr~(3+)离子改性NaY分子筛的实验条件进行了研究,通过XRD、FT-IR、N_2吸附-脱附等方法对改性后的CrY分子筛进行表征,确定最佳改性条件为温度40℃,Cr~(3+)浓度0.5 mol/L,改性两次。FT-IR谱图表明,CrY分子筛波数1 147 cm~(-1)处峰明显消失,且波数1 024 cm~(-1)峰与标准的NaY分子筛相比发生了蓝移现象,可以判定Cr~(3+)交换到分子筛骨架上。考察了吸附时间和温度对CrY分子筛吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响。结果表明,吸附温度对吸附影响不大,可在室温下进行。CrY对喹啉的吸附主要为化学吸附,且吸附类型为配位吸附和π络合吸附,最佳吸附时间为30 min,吸附等温线线性回归表明,CrY分子筛对喹啉吸附动力学模型为L型和F型混合吸附。     

尿素改性β-分子筛催化苯与煤制油烷基化制重烷基苯

对β-分子筛(n(Si)：n(Al)=15：1)分别进行酸洗、碱洗改性,制备出孔结构、酸性等性质不同的分子筛催化剂。 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD和Py-FTIR等表征手段对分子筛催化剂的结构、性能及其在苯的烷基化反应中的应用进行了研究。 结果表明,盐酸浸洗对β-分子筛的孔径、比表面积及孔容均有扩大作用,但在酸性上有所减弱;NaOH溶液浸洗造成了分子筛骨架的崩塌,对其酸性与孔结构均造成了破坏;尿素改性不仅改善了分子筛的孔结构性质,而且对分子筛酸性影响较小,是一种温和、有效的改性方式。 尿素改性β-分子筛催化剂催化苯与煤基冷阱油的烷基化反应活性最好,烯烃转化率达91.2%,且重烷基苯2位异构体(2-HAB)和3位异构体(3-HAB)在产物中含量最高,选择性分别为50.1%和33.5%,占整个烷基化产物的84%。     

微酸性介质中V－ZSM－5的合成与结构表征

在含氟的弱酸性介质中,以四丙基溴化铵为模板剂,以NH₄VO₃和VO²⁺为钒源合成出V-ZSM-5分子筛,运用XRD、SEM、IR、XPS、ESR等手段对其结构进行了表征,结果表明,钒进入了分子筛骨架,并且主要以正四价态存在。     

基于分子筛模板的银/硅铝无定形结构复合材料的合成及光谱性质

利用硅铝无定形结构作为保护层的银纳米颗粒在杀菌和催化领域具有重要应用. 银纳米颗粒的形貌控制是其优异性能的重要保证, 尤其是具有规则结构的银纳米颗粒的合成一直是该领域的难点. 本文以亚稳态结构的硅铝分子筛作为模板, 在室温条件下采用离子交换方法, 通过调整银离子的含量和离子交换时间, 控制银在分子筛中的分布和含量, 在还原剂N(C₂H₅)₃存在下, 通过微波还原反应获得了不同银/硅铝无定形结构比例的复合材料. 透射电子显微镜测试结果表明, 不同比例的前驱体经微波法还原后, 小尺寸的银纳米颗粒可以分布在无定形的硅铝基质中; 当增大银的比例后, 银纳米颗粒则出现项链式结构, 并且由无定形硅铝薄层链接并包裹. 这类结构既具有银纳米颗粒的催化性能, 同时又在硅铝薄层的保护下表现出良好的稳定性, 在杀菌和催化领域具有广泛的应用前景.     

Co-NH2-SBA-15的制备及其脱硫性能研究

采用水热合成法制备介孔分子筛SBA-15,用（CH₃COO）₂Co对其进行超声浸渍改性,并用硅烷偶联剂APTS将氨基引入SBA-15分子筛中,制备出Co-NH₂-SBA-15吸附剂,考察了常温条件下H₂S的吸附性能。通过SEM、XRD、FT-IR、BET、XPS等表征手段对吸附剂进行表征。结果表明,氨基与金属同时负载在分子筛表面,氨基与硅物质的量比为0.20,Co负载质量分数为8%的SBA-15吸附效果最好,当原料气H₂S体积分数为227 μL/L,温度25 ℃,气体流量75 mL/min时,穿透硫容和饱和硫容达0.151和0.190 mmol/g,且吸附剂可再生利用。SBA-15表面嫁接氨基并浸渍金属改性的手段不仅提高了吸附容量,同时提高了分子筛的稳定性。     

新型分子筛CFAP-5和CFSAPO-5的合成与性质

新型AlPO₄分子筛CFAP-5和硅磷铝分子筛CFSAPO-5分别水热合成于Pr₃N(三丙胺)-Al₂O₃-P₂O₅-H₂O体系和Pr₂N-Al₂O₃-P₂O₅-SiO₂-H₂O体系中。反应物摩尔配比分别.为:Pr₃N:Al₂O₃:P₂O₅:H₂O=1:(1～1.2):1:(40～80)和Pr₃N:Al₂O₃:P₂O₅:SiO₂:H₂O=1:(1～1.2):1:(0.5～2):(40～80),反应温度140℃。二丙胺亦可作为模板剂。经XRD、IR、TG、DTA和吸附等研究证明,CFAP-5在300～450℃之间、CFSAPO-5在300～600℃之间经焙烧后生成的相应分子筛,最大吸附孔径为4.4～4.9Å。     

Acidity enhancement of SBA mesoporous molecular sieve by modification with SO4/ZrO2

The SO₄²⁻/ZrO₂ modified SBA mesoporous molecular sieves were prepared and characterized by XRD, N₂ adsorption, TG/DTG/DTA and IR pyridine chemisorption. The acidity of the molecular sieve was greatly enhanced after modification, and IR pyridine chemisorption results revealed that Lewis acidity was dominant in these samples. The catalytic activities of the modified molecular sieves towards strong and medium strong acid catalyzed reactions were lower than those of bulk SO₄²⁻/ZrO₂, but higher than those of Al-containing SBA molecular sieve from direct synthesis, whereas the activities of all these catalysts for weak acid catalyzed reaction were close to each other.     

吡啶甲磺酸盐离子液体的固载化及其在聚甲醛二甲醚合成中的催化作用

采用键合法将吡啶甲磺酸盐离子液体负载在HZSM-5分子筛上,得到分子筛负载型离子液体催化剂,并将其用于聚甲醛二甲醚(PODEn)的合成。X射线衍射、红外光谱和N2吸附-脱附表征结果显示,吡啶甲磺酸盐离子液体较好地固载于分子筛上。用于催化合成PODEn时较适宜的反应条件为:离子液体负载量0.25 g、甲醇与三聚甲醛的物质的量比(即醇醛比)1.5、110℃、反应时间3 h,催化剂用量为总反应物质量的2.2%。缩合产物中柴油添加组分PODE3~8收率可达67.35%;与单纯离子液体或分子筛催化效果相比,PODE3~8收率得到提高。固载化离子液体易回收,可重复利用;当重复使用3次后,PODE3~8收率仍能达到45.62%。     

The structural characterization of carbon molecular sieve membrane (CMSM) via gas adsorption

The microstructure of a carbon molecular sieve membrane (CMSM) is characterized using adsorption equilibrium information. The pore size distributions of the CMSM derived from N₂ and CH₄ adsorption isotherm are found to be consistent with each other and in agreement with the results of gas permeation experiments as well as the general characteristics of such molecular sieve materials.