不同模板剂合成SAPO-34分子筛的表征与热分解过程研究

采用XRD、 SEM、 FT-IR、 TG-DTA等表征手段,对分别以正磷酸、拟薄水铝石和硅溶胶为磷源、铝源和硅源,用五种模板剂合成的SAPO-34分子筛进行了表征.不同模板剂合成的SAPO-34分子筛在晶粒粒度分布上有相当大的差异.通过TEAOH-Et3N或者TEAOH-Morpholine复合模板剂法可以有效地调节晶粒粒度.不同模板剂合成的SAPO-34分子筛的红外骨架振动相似;而模板剂分子与分子筛骨架的作用方式有区别.模板剂种类对SAPO-34分子筛骨架热稳定性没有影响,但对其热分解的行为有影响.     

程序升温-漫反射红外光谱考察SAPO-34分子筛表面酸性质

将程序升温-漫反射红外光谱用于表征磷酸硅铝分子筛SAPO-34表面酸性质;结果表明,SAPO-34分子筛中的桥联羟基si—0H—AI具有较强的热稳定性;结合NH,探针考察表明,SAPO-34分子筛具有B酸和L酸两种酸中心,其中B酸较强,是SAPO-34酸性的主要部分,而L酸中心较弱。     

铝对SAPO—5分子筛的影响

SAPO-5分子筛是一种具有良好骨架结构和热稳定性的微孔晶体。在催化等方面有很好的应用前景。其合成所采用的铝源一般为水铝石,其它铝源活性较差。我们在HF存在下,以H_3PO_4、水铝石和硅溶胶为原料,三丙胺为模板剂合成出SAPO-5分子筛,并得到了大单晶。研究了反应混合物中Al的配位环境对SAPO-5形成的影响。     

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.     

FAPSO-5分子筛的合成、结构及性能的研究

以三乙胺为模板剂,在HF参与下,采用水热晶化法合成了纯相的含铁的SAPO-5(FAPSO-5)分子筛.用EPMA,EPR,XPS和Mossbauer等技术对其结构进行了研究.XPS和Mossbauer等实验表明,分子筛中Fe以Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)两种价态共存.Fe在FAPSO-5分子筛中以多种状态存在:大部分Fe以FeO_4四面体形式参与了分子筛骨架的构成;部分Fe可能以氧化物或氢氧化物形式存在于分子筛空腔内;少部分Fe可能成为平衡分子筛骨架负电荷的阳离子.FAPSO-5分了筛具有良好的热稳定性和表面酸性.利用乙苯的裂解和脱氢反应考查了FAPSO-5分子筛的催化性能,表明它既有SAPO-5的裂解活性,又具有FAPO-5的脱氢活性.     

用TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究Ⅰ.SAPO-34分子筛的合成与表征

 以吗啉(C4H9NO)为主要模板剂,以少量四乙基氢氧化铵(TEAOH)为辅助模板剂合成了SAPO -34分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和热重-差热分析等手段对 合成的SAPO-34分子筛进行了表征. 结果表明,TEAOH在导向生成SAPO-34分子筛骨架过程中 表现活跃,占据了较多的平衡骨架负电荷的位置,而吗啉主要起到填充分子筛孔道的作用. 用 TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成的SAPO-34分子筛,其晶粒远小于单用吗啉模板剂合成的 分子筛.     

SAPO-5分子筛中硅的取代及其性能研究

本文采用三乙胺为模板剂,用水热法合成不同含硅量的SAPO-5分子筛,并用X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析、真空重量吸附等方法对其进行了表征,结果表明硅已进入了骨架,硅同晶非等比取代磷和铝,并且分子筛的孔道是畅通的。 用微型反应器测定了AlPO₄-5及不同量硅取代的SAPO-5分子筛上的异丙苯裂解和邻二甲苯异构化催化反应,结果表明Si引入了催化活性很低的磷酸铝骨架后使其催化活性明显增加,进一步证实了硅是同晶非等比取代磷和铝,因而使分子筛骨架带负电性。 硅进入磷酸铝分子筛骨架的SAPO-5分子筛经红外光谱实验发现不仅具有表面羟基,而且都是酸性羟基。吸附吡啶后的红外光谱结果表明SAPO-5上同时存在B酸和L酸中心,B酸中心数目随着硅含量的增加而增加。     

SAPO-34分子筛催化丁烯转化制丙烯的研究

通过水热法合成SAPO-34分子筛,将其制成催化剂用于催化丁烯转化制取丙烯,考察了反应温度、空速和铝磷比等对催化性能的影响;还比较了SAPO-34分子筛与ZSM-5分子筛催化该反应的差异.结果表明,在实验范围内,反应温度升高会使得丁烯的转化率明显增高,且丙烯选择性提高;而空速增加,则丁烯的转化率和丙烯选择性降低;铝磷比越大,对丙烯的选择性越差.在有效的反应时间内,SAPO-34分子筛催化效果好于ZSM-5分子筛,但单程寿命较ZSM-5分子筛短.     

骨架富含Si（4AI）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（4AI）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（4AI）配位结构的数量增多,Si（n／AI）（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（4AI）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。     

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.     

钛硅介孔分子筛

综述了钛硅介孔分子筛的合成、表征及其应用研究进展.评述了钛硅介孔分子筛的合成方法与合成条件对分子筛结构性能、钛物种的配位状态和催化性能的影响.介绍了鉴定钛硅介孔分子筛内骨架钛原子的多种波谱学方法以及钛硅介孔分子筛在选择氧化、光催化、酸催化反应中的应用,并指出钛硅介孔分子筛是一种非常有应用前景的环境友好的多相催化剂.     

钛酸盐分子筛的合成研究

以ＴＰＡＯＨ和ＴＥＡＯＨ模板剂分别合成了具有孔道结构的钛酸铜、钛铝酸钠和钛酸钠分子筛，采用Ｘ射线衍射，红外光谱，紫外光谱，扫描电镜，差热分析、ＮＨ３－脱附法及气体吸附法等测试手段对钛酸盐分子筛的物性及结构进行了表征。利用苯酚羟基化反应及气相色谱法证明了具有四配位ＴｉＯ４结构单元的钛酸铜分子筛的催化氧化性能。     

含氮分子筛的研究进展

含氮分子筛作为一种新型的含骨架杂原子分子筛, 具有择形碱催化作用和酸碱双功能催化作用, 近年来引起了人们广泛的研究兴趣. 本文总结了微孔和介孔含氮分子筛在制备、表征和催化性能等方面的研究现状, 重点评述了氮化机理和理论计算在含氮分子筛研究中的应用, 并展望了含氮分子筛今后的研究方向.     

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综述了近几年介孔分子筛在催化反应、生物固定吸附和分离、纳米材料制备及环保方面等方面应用研究的进展，并对其在环保方面，尤其是汽油脱硫的应用前景做了展望。     

Air Separation by Carbon Molecular Sieves

The separation of nitrogen from air on a carbon molecular sieve is achieved by a difference in the adsorption kinetics of oxygen and nitrogen. Assuming the oxygen is adsorbed under equilibrium conditions, a simplified analysis is developed for determining the process performance. As expected, a good agreement is observed between the simplified and full analysis for long cycle times, but for short cycle times, neglecting the oxygen adsorption kinetics leads to erroneous purity predictions. Also, the effect of the adsorption/desorption rate constants on the performance of the pressure swing adsorption process is analyzed, and it is found to be a function of the adsorption/desorption step length. Good agreement between the numerical simulation and experimental results is observed over a wide range of product purities.     

全硅MEL纳米分子筛的合成及物化性质I．全硅MEL纳米分子筛的合成

在TEOS-TBAOH-H_2O反应物体系中,水热条件下制备了全硅MEL （Silicalite- 2）沸石纳米晶。详细讨论反应物中TBAOH/TEOS摩尔比、H_2O/TEOS摩乐比、反应温 度等对沸石粒径的影响。结果表明,反应物中较高的碱度和TEOS（硅源）浓度,及 较低的晶化温度有利于MEL纳米分子筛的合成。     

介孔硅基分子筛研究新进展

M41S、HMS、MSU 和SBA 等具有规则孔道结构的介孔硅基分子筛及其杂原子衍生物在多相催化、吸附分离及材料科学领域有重要的学术研究与工程应用价值。此类物质可以通过长链季铵盐、伯胺、双子胺或聚氧乙烯类表面活性剂胶束的模板作用, 在多种不同的条件下合成, 并可通过SEM、TEM、XRD、N₂ (A r) 等温吸附-脱附技术和FT-IR、激光Ram an、固体MA S NMR、UV-V is 漫反射、XPS、EXA FS、XAN ES 等谱学手段加以表征。本文对介孔硅基分子筛近年来所取得的进展进行了综述。     

两阶段晶化合成复合分子筛

采用低温与高温相结合的两阶段晶化方式合成了一系列ZSM-5(core)/SAPO-5(shell)双结构分子筛, 研究了合成条件对核壳结构分子筛的形成及性质的影响, 并采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱及N₂静态吸附等手段对样品进行表征. 实验结果表明, 与直接高温晶化相比, 两阶段晶化方式在短晶化时间内合成的复合材料中SAPO-5的结晶度较低, 而合成纯SAPO-5分子筛的结晶度却明显较高; 两阶段晶化的方式能适当促进核壳结构型复合分子筛的形成, 减少SAPO-5的独立生长.     

Mesoporous Molecular Sieves Modified with Carbonaceous Deposits

There were investigated aluminosilicate MCM-41 samples in the as-prepared form and those modified by the deposition of carbonaceous compounds during conversion of cyclohexene for 12 h. The amount of the deposits decreased with the rising reaction temperature and increased with the Al content of the samples. The cyclohexene conversion followed mainly two mechanisms: cyclohexene skeletal isomerization and hydrogen transfer. The products with 6 carbon atoms in a molecule prevailed in all cases. The process of conversion, proceeding on the Brønsted acid sites, resulted in formation of both coke deposits and volatile products. The creation of coke caused a decrease in the effective concentration of both the Brønsted and the Lewis acid sites. Thermodesorption of pyridine showed that (i) the concentration of these sites before and after the conversion differed only slightly and (ii) the acidic strength of the Brønsted sites was practically independent of their concentration and the sample Si/Al ratio. The chemical composition of the deposits was insignificantly affected by the Al content of the materials and depended mostly on the temperature and duration of the reaction. At relatively low temperatures, both aliphatic and aromatic compounds were formed, being rather weakly bound to the surface of the material. After a longer (55 h) reaction period, some deposits appeared that were strongly bound to the surface. Isotherms of adsorption of water, benzene, and nitrogen were determined, from which a mechanism of this process was derived. It included most probably multilayer adsorption at lower relative pressures, followed by capillary condensation. The sorption capacities of the uncoked samples for benzene and nitrogen were relatively high and independent of the sample Al content. In the case of water, however, an observed reduction in the sorption capacity with the increasing Al content suggested that clusters of the adsorbed molecules formed around the Al centers and caused partial clogging of the material pores. The deposited coke strongly decreased both the surface area and the sorption capacity of the materials.