硅源及晶化时间对SAPO-5分子筛模板剂、酸性及催化性能的影响

改变硅源和晶化时间合成了系列ＳＡＰＯ５分子筛．用原位红外光谱和ＮＨ３ＴＰＤ研究了不同样品的酸碱性，用ＴＧＤＴＡ和ＭＡＳＮＭＲ考察了硅源及晶化时间对分子筛模板剂的影响，评价了不同样品对正己烷裂解的催化活性．结果表明，ＳＡＰＯ５分子筛孔道不仅与模板剂的胺基有作用，而且与其甲基也有作用．以硅凝胶为硅源时，在４８ｈ内，延长晶化时间可使分子筛中硅含量和强酸中心数目增加，低温下正己烷裂解活性提高；晶化７２ｈ时，分子筛的酸性减弱，正己烷裂解活性降低．以正硅酸乙酯为硅源时，延长晶化时间可使ＳＡＰＯ５的酸性增强，正己烷裂解性能提高．     

硅源及晶化时间对SAPO—5分子筛模板剂,酸性及催化性能的影响

改变硅源和晶化时间合成了系列ＳＡＰＯ－５分子筛，用原位红外光谱和ＮＨ３－ＴＰＤ研究了不同样品的酸碱性，用ＴＧ－ＤＴＡ和ＭＡＳ ＮＭＲ考察了硅源及晶化时间对分子筛模板剂的影响，评价了不同样品对正己烷裂解的催化活性。结果表明，ＳＡＰＯ－５分子筛孔道不仅与模板剂的胺基有作用，而且与其甲基也有作用。以硅凝胶为硅源时，在４８ｈ内，延长晶化时间可使分子筛中硅含量和强酸中心数目增加，低温下正己烷裂解活性提高；晶     

硅源及晶化时间对SAPO-5分子筛结构及性质的影响

分别以硅凝胶和正硅酸乙酯为硅源，通过改变晶化时间合成了系列ＳＡＰＯ５分子筛．用ＸＲＤ，ＭＡＳＮＭＲ和ＳＥＭ对分子筛的结构和形貌进行了表征．结果表明，以硅凝胶为硅源时，凝胶中的铝有３种面体配位状态．加热晶化很容易使凝胶转化为ＳＡＰＯ５分子筛，合成物的晶形更加规则．在４８ｈ内，延长晶化时间有助于硅进入分子筛骨架，使残余的Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ进一步反应，使骨架硅和铝的面体配位环境更加对称；超过４８ｈ后，硅开始游离出分子筛骨架，并使部分ＳＡＰＯ５转化为ＳＡＰＯ３４．以正硅酸乙酯为硅源时，硅和铝的反应活性均较低，凝胶中ＡｌＰＯ４及Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ的量均比四面体配位铝的量大．只有当晶化时间超过４８ｈ时，反应物中Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ才能完全转化．在此反应体系中，延长晶化时间有助于ＳＡＰＯ５的生成，使分子筛骨架硅的取代量更大，晶形更加规则，骨架铝的对称性更好．     

PdSAPO-5分子筛在甲醇转化反应中的催化性能及机理

用连续－脉微反应色谱评价了不同ＳＡＰＯ－５分子筛及一步法合成的ＰｄＳＡＰＯ－５催化剂对甲醇制烯烃反应的催化性能，用ＴＰＤ－ＭＳ及＾１３Ｃ ＣＰ ＭＡＳ ＮＭＲ研究了其催化反应机理。结果表明，ＰｄＳＡＰＯ－５比ＳＡＰＯ－５和Ｐｄ／ＳＡＰＯ－５有更高的烯烃选择性，这是由于反应物凝胶中加入的钯对分子筛的酸具有调节作用；加入不同形式的钯源，其调节作用有较大的差别，并使分子筛上甲醇及生成的二甲醚的脱附温度不     

PdSAPO－5分子筛在甲醇转化反应中的催化性能及机理

用连续－脉冲激反应色谱评价了不同ＳＡＰＯ－５分子筛及一步法合成的ＰｄＳＡＰＯ－５催化剂对甲醇制烯烃（ＭＴＯ）反应的催化性能，用ＴＰＤ－ＭＳ及１３ＣＣＰＭＡＳＮＭＲ研究了其催化反应机理．结果表明，ＰｄＳＡＰＯ－５比ＳＡＰＯ－５和Ｐｄ／ＳＡＰＯ－５有更高的烯烃选择性，这是由于反应物凝胶中加入的钯对分子筛的酸性具有调节作用，加入不同形式的钯源，其调节作用有较大的差别，并使分子筛上甲醇及生成的二甲醇的脱附温度不同．此外，钯还充当了脱氢中心，可从二甲基已基氧离子中脱下一个氢原子，从而有利于乙烯的生成．ＮＭＲ结果表明，此类催化剂上的结炭存在多种形式．反应生成乙烯的甲氧基离子主要是二甲基乙基氧离子；甲醇在此类催化剂的部分钯粒子上脱氢生成ＣＨ２Ｏ．     

模板剂种类、浓度、硅源对SAPO-5分子筛结构性质的影响

研究了模板剂种类、浓度及硅源等因素对ＳＡＰＯ５分子筛结构、性质及酸催化性能的影响．结果表明，在合成ＳＡＰＯ５分子筛时，较合适的模板剂为三乙基胺或四乙基氢氧化铵．模板剂对分子筛结构的影响在于其空间效应，对酸性的影响在于其对硅反应性能和骨架硅含量的改变．不同硅源对分子筛骨架中的硅含量和酸性有较大的影响．得到较强酸性ＳＡＰＯ５分子筛催化剂的条件是：采用三乙胺模板剂和正硅酸乙酯．     

载钯硅磷酸铝分子筛催化剂的一步合成及其结构

将不同形式的钯源加入到硅磷酸铝子筛反应物凝胶中，用一步法直接合成了ＰｄＳＡＰＯ－５双功能催化剂，并对其进行了改性和表征。结果表明，ＳＡＰＯ－５可在较宽的ＰＨ值范围内合成，当钯以Ｈ２ＰｄＣｌ４加入时，并不影响ＳＡＰＯ－５分子筛的形成，溶液中的钯可完全均匀地分布在分子筛孔道中，而硅的分布状态略有改变     

正己烷在不同硅含量SAPO-5分子筛上的裂化反应特征

正己烷在不同硅含量ＳＡＰＯ┐５分子筛上的裂化反应特征高大维黄彦孙铁杨胥微（吉林大学化学系，长春１３００２３）关键词磷酸硅铝分子筛，正己烷，裂化反应，酸中心１９８２年Ｗｉｌｓｏｎ等［１］首次报道了ＡｌＰＯ４－ｎ系列分子筛的合成工作，１９８３年Ｂｅｎｎｅ...     

模板剂对SAPO─34分子筛性能的影响

分别以三乙胺、四乙基氢氧化铵以及二者的混合物为模板剂，采用水热法合成了三种ＳＡＰＯ－３４分子筛样品。用化学分析、ＸＲＤ、ＴＰＤ和ＩＲ方法研究了不同模板剂对ＳＡＰＯ－３４分子筛性能的影响。实验结果表明，四乙基氢氧化铵有利于硅进入分子筛骨架；三乙胺有利于生成较多的强酸中心；将三乙胺与四乙基氢氧化铵联用，能有效地调变所合成的ＳＡＰＯ－３４的酸中心分布，使其对甲醇转化制低碳烯烃具有较高的选择性。     

模板剂对SAPO—34分子筛性能的影响

分别以三乙胺、四乙基氢氧化铵以及二者的混合物为模板剂，采用水热法合成了三种ＳＡＰＯ－３４分子筛样品。用化学分析、ＸＲＤ、ＴＰＤ和ＩＲ方法研究了不同模板剂对ＳＡＰＯ－３４分子筛性能的影响。实验结果表明，四乙基氢氧化铵有利于硅进入分子筛骨架；三乙胺有利于生成较多的强酸中心；将三乙胺与四乙基氢氧化铵联用，能有效地调变所合成的ＳＡＰＯ－３４的酸中心分布，使其对甲醇转化制低碳烯烃具有较高的选择性。     

SAPO-34分子筛合成中的主客体电荷平衡与硅分布(英文)

SAPO-34分子筛的硅磷酸铝组成与菱沸石笼结构孔道促进了甲醇高效转化为乙烯、丙烯(MTO)的反应,以其为催化剂的工业过程不断取得进步.然而,MTO反应过程中SAPO-34分子筛的迅速失活成为困扰该过程的重要问题.研究发现,反应中形成的多环芳烃阻塞了SAPO-34分子筛晶粒表面的笼结构孔道,甲醇分子难以向晶体内部扩散,致使分子筛在其活性中心未曾充分利用之前便己失活.为此,纳米晶粒SAPO-34的合成引起了人们的广泛兴趣,通过提高分子筛晶体的利用率有限地延长了催化剂的MTO反应寿命.但反应后催化剂的结焦量明显增加,说明引起SAPO-34结焦的因素不因晶粒的减小而受到抑制.我们曾研究了无硅A1P04-34分子筛的MTO反应,发现初始活性良好的催化剂在未结焦的情况下却因为活性中心的缺失而失活.显然,SAPO-34的MTO反应活性及其结焦均与其酸性密切相关,而酸性取决于其结构中的硅含量与硅分布.我们通过单晶结构解析获得了二乙胺(DEA)与哌嗪(PIPZ)导向合成SAPO-34的晶体结构,并从文献获得了四乙基氢氧化铵(TEAOH)、三乙胺(TEA)、吗啉(MOR)为模板剂合成SAPO-34的晶体结构.按照SAPO-34结构中菱沸石笼内形成的模板剂阳离子的电荷数(R)对不同模板剂导向合成的SAPO-34加以分类:TEAOH,TEA(R~+);DEA,MOR(2R~+);PIPZ(2R~(2+)).它们不因SAPO-34合成条件的变化而改变.依据分子筛骨架负电荷与SAPO-34菱沸石笼内模板剂阳离子正电荷平衡的原则(主客体电荷平衡),模板剂的类型决定SAPO-34骨架负电荷数,即引入硅形成的酸中心密度;酸中心的强度则取决于合成体系中硅的加入量.由此可以给出不同类型模板剂导向合成SAPO-34骨架中的最低硅含量(形成隔离硅原子).R~+型模板剂SiO_2/Al_2O_3为0.11;2R~+型模板剂为0.22;2R~(2+)型模板剂为0.44.合成体系中硅加入量的增加,会在SAPO-34骨架中形成"硅岛"结构.然而,我们的研究表明,"硅岛"的形成同样受到主客体电荷平衡原则的制约.通过结构分析发现,一个独立的"五硅岛"至少为6个相邻的菱沸石笼所分享,而每个"五硅岛"仅能形成3个负电荷.以R~+型模板剂导向合成的SAPO-34为例,需要6个骨架负电荷来平衡6个菱沸石笼中的R~+电荷,因此,除了"五硅岛"的3个负电荷,还要在这些笼骨架上形成3个"孤立"硅原子.该类模板剂导向合成SAPO-34,形成"五硅岛"的最低SiO_2/Al_2O_3摩尔比(硅含量)为0.45.进一步分析可知,在相邻的7个菱沸石笼之间可以分别形成"八硅岛"、"十一硅岛",而"十四硅岛"只能形成于相邻的10个菱沸石笼之间.同理,每种"硅岛"的形成都要伴随相应数目的"孤立"硅原子共同来平衡菱沸石笼内的R~+电荷.对于以2R~+型模板剂导向合成的SAPO-34,仍然是6个相邻的菱沸石笼分享"五硅岛",但是,每个菱沸石笼内的正电荷阳离子数增加了一倍,为满足主客体电荷平衡,需要形成更多"孤立"硅原子.由此可见,随着菱沸石笼内模板剂电荷数的增加,骨架的负电荷密度增大,给SAPO-34带来了更多酸中心,无论硅以"孤立"硅原子形式分布,还是形成"硅岛".同时,"硅岛"伴随"孤立"硅原子的共同存在也使我们理解了~(29)Si MAS NMR中的一个独特现象:在硅含量很高时形成了"硅岛",可是却存在着很强的属于"孤立"硅原子的谱峰.     

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。     

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     

铜磷铝分子筛的合成及其对苯液相氧化制苯酚的催化性能

 以水热法合成了铜磷铝分子筛(Cu-AlPO4-5),并用XRD,ICP,SEM,FT-IR,NH3-TPD,H2-TPR,ESR和N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征. 结果表明,所合成的Cu-AlPO4-5分子筛具有AFI拓扑结构,结晶度高,无结晶态杂质; Cu2+进入到分子筛的骨架结构中,并使其Lewis酸和Brnsted酸中心数量增加,弱酸性中心大大增强,强酸性中心消失; 样品中的Cu存在多种形式,以骨架Cu物种为主,还存在 泄羌芡釩uO和双核Cu物种,部分样品具有缺陷结构. Cu-AlPO4-5分子筛中存在着骨架Cu和缺陷结构两种可能的活性中心,对苯液相氧化具有良好的催化性能,苯酚选择性可达96%,收率可达6.9%.     

Hexane Cracking over Steamed Phosphated Zeolite H‐ZSM‐5: Promotional Effect on Catalyst Performance and Stability

The nature behind the promotional effect of phosphorus on the catalytic performance and hydrothermal stability of zeolite H‐ZSM‐5 has been studied using a combination of ²⁷Al and ³¹P MAS NMR spectroscopy, soft X‐ray absorption tomography and n‐hexane catalytic cracking, complemented with NH₃ temperature‐programmed desorption and N₂ physisorption. Phosphated H‐ZSM‐5 retains more acid sites and catalytic cracking activity after steam treatment than its non‐phosphated counterpart, while the selectivity towards propylene is improved. It was established that the stabilization effect is twofold. First, the local framework silico‐aluminophosphate (SAPO) interfaces, which form after phosphatation, are not affected by steam and hold aluminum atoms fixed in the zeolite lattice, preserving the pore structure of zeolite H‐ZSM‐5. Second, the four‐coordinate framework aluminum can be forced into a reversible sixfold coordination by phosphate. These species remain stationary in the framework under hydrothermal conditions as well. Removal of physically coordinated phosphate after steam‐treatment leads to an increase in the number of strong acid sites and increased catalytic activity. We propose that the improved selectivity towards propylene during catalytic cracking can be attributed to local SAPO interfaces located at channel intersections, where they act as impediments in the formation of bulky carbenium ions and therefore suppress the bimolecular cracking mechanism.     

Y沸石的酸性

用^29Si MAS NMR(MAS为Magie Angle Spinning), 统计计算,NH3-TPD 等方法对(NH4)2·SiF6去铝补硅得到的高硅Y型沸石的酸位分布情况进行了研究, 并与典型酸催化反应数据相关联, 证实了Y型沸石的酸位强度取决于A1原子的周围环境, 即与次邻位A1原子数目n-NNN(NNN为Next Nearst Neighbor)有关, 沸石的强酸性来自次邻位无A1原子的AIO^-4四面体。 NH3-TPD法测量的沸石酸量和酸强度数据与^29Si MAS NMR 实验结果和统计计算得到的不同n-NNN A1位的分布是一致的。 随着A1含量减少, Y型沸石表面的总酸量是单调下降的。但强酸量却是先增加后下降, 在A1/(A1+Si)为0.15左右出现极大值。不同硅铝比的Y型沸石对典型的强酸性和弱酸性催化反应的活性变化规律亦与酸性相吻合。     

Phase Transformation of Hydrothermally Stressed Adsorbents

Inorganic materials of zeolite type, silica gel or related materials are used as adsorbents in air conditioning machines. The cooling effect is obtained by evaporation of water thereby the adsorbent acts as pump system. After itôs saturation, the storage must be regenerated by heating. The hydrothermal stress may generate decomposition of their structure accompanied by a loss of sorption capacity. This work describes the hydrothermal stability of AlPO‐5, SAPO‐34, and silica gel in comparison with a newly developed dealuminated Y zeolite DAY. DAY (Si/Al = 3.1) and AlPO‐5 zeolites are hydrothermally stable over a wide temperature range even under harsh condition of maximum water loading of their pore system. DAY exhibits a higher water sorption capacity but becomes amorphous with increasing temperature, whereas AlPO‐5 transforms into a tridymite analogous crystalline phase with an intermediate state at 140 °C. But, both phase transformation processes are not relevant for the application of the compounds in low‐temperature driven heat pumps due to less hydrothermal stressing there. SAPO‐34 decomposes already under mild hydrothermal conditions. In analogy to AlPO‐5 it forms the tridymite analogous structure at high temperature. The silica gel looses the sorption capacity systematically because of the healing of its structure by condensation of free silanol groups, whereby Q² and Q³ groups change into Q⁴ groups.     

Organic‐Free Synthesis of Silicoaluminophosphate Molecular Sieves

Silicoaluminophosphate (SAPO) molecular sieves are an important class of microporous materials and are useful for industrial catalysis and separations. They have been synthesized exclusively by the use of expensive and environmentally unfriendly organic structure‐directing agents. Now the synthesis of SAPO molecular sieves is reported with MER, EDI, GIS, and ANA topologies under wholly inorganic conditions. Multinuclear MAS NMR analyses demonstrate the presence of Si, Al, and P atoms in their frameworks. These SAPO materials all have unusually high framework charge densities (0.25–0.46), owing to the small size of alkali metal cations used as an inorganic structure‐directing agent. A continuous Si increase in the synthesis gel for MER‐type SAPO molecular sieves led to the formation of framework Si(0Al) units, decreasing the number of extra‐framework cations per unit cell and thus making the resulting solid useful for CO₂ adsorption.     

Synthesis of MgAPO-5 molecular sieves and their kinetic behavior for n-hexane cracking

Five magnesium substituted aluminophosphate molecular sieves (denoted as MgAPO-5 (a–e), AFI topology) with different magnesium contents were synthesized hydrothermally and characterized by XRD, ICP-AES, IR, and NH₃-TPD techniques. The characterization data show that the isomorphous substitution of magnesium for aluminum in the pure AFI framework results in MgAPO-5 (a–e) with weak and strong acid sites and that the number of strong acid sites linearly increases with increasing magnesium content (correlation coefficient: 0.9960). n-Hexane catalytic cracking over MgAPO-5 (a–e) was investigated at low conversions (≤5%) in a microflow fixed bed reactor. Under controlled conditions, the reaction was first order in both the n-hexane concentration and the magnesium content. The analysis of the kinetic parameters and the product selectivities suggests that the cracking transformation is effected by strong Mg(II)-related acid sites rather than weak ones and predominantly undergoes the monomolecular protolytic mechanism, which is consistently explained by a proposed kinetic model.