脱铝八面沸石的研究I.制备及表征

以NaY沸石为原料,采用SiCl_4同晶取代脱铝技术,制得了硅铝比变化范围较宽的八面沸石,所得样品结晶度高且系列性好。用XRD测定沸石的晶相、晶胞参数α_0和峰相对强度,以IR测定沸石的骨架振动谱带。系统地研究了制备条件对脱铝产品性能的影响,并对取代过程的化学原理进行了探讨。     

脱铝八面沸石的研究——Ⅲ.稳定性

以NaY沸石为原料,用SiCl_4同晶取代法制备了不同硅铝比且具有高结晶度的八面沸石,进一步将样品交换成铵型。还制备了超稳Y样品及铝交换型八面沸石。研究结果表明,随骨架硅铝比提高,八面沸石的骨架稳定性、热稳定性及水热稳定性均得到很大改善。骨架外铝会使较低硅铝比样品的水热稳定性变差。钠型及铵型样品在不同硅铝比时,对稳定性有不同影响。在骨架硅铝比相近情况下,SiC1_4脱铝沸石(DNH_4Y)较水热法脱铝沸石(USY)有好得多的热稳定性,然而二者却具有相近的水热稳定性。     

脱铝八面沸石的研究II.羟基及其酸性

采用SiCl_4同晶取代NaY沸石,制备了硅铝比变化较宽且结晶度完好的八面沸石,进一步将样品交换为铵型,还制备了铝交换型八面沸石及越稳Y样品。红外研究发现,随硅铝比增加,八面沸石样品的两种典型羟基谱带频率发生规律性变化,且于3600及3666cm~(-1)附近相继出现新的羟基吸收谱带,其小笼羟基质子酸性逐渐增加,沸石体系B酸总量逐渐降低,而强B酸量则呈山峰形变化,骨架外铝对硅铝比较低的样品的酸性影响较大,在骨架硅铝比相近情况下,高温水热法脱铝样品(USY)较SiCl_4脱铝样品(DNH_4Y)的羟基谱带和酸性具有明显的差异。     

脱铝方法对富硅丝光沸石性质的影响

本文用酸浸取, 水蒸汽处理加酸浸取和(NH_4)_2SiF_6类质同晶取代三种不同方法制备了Si/Al比为6—15左右的富硅丝光沸石样品, 并且用多种实验手段测定了它们的相对结晶度, 羟基空穴摩尔分数, 晶胞参数, 红外反对称伸缩振动频率, 热稳定性和水热稳定性, 表面酸性和催化活性。实验结果表明脱铝方法对富硅丝光沸石的性质有很大的影响, 不同的脱铝方法得到的沸石样品在许多方面有显著的差别。文中对此进行了详细的描述, 并对产生这些差别的结构因素讲行了讨论。     

富硅超稳八面沸石研究：制备,表征,稳定性,羟基酸性及催化活性

用(NH_4)_2SiF_6二次合成法制备了Si/Al=4.2～7.1、结晶度大于94％的系列八面沸石(FSY样品),再于500℃水热处理得到相应的US-SY样品。XRD、DTA及IR研究发现US-SY样品较FSY样品有更高的热稳定性、骨架稳定性和酸强度,其裂解、歧化活性也优于FSY样品。     

丝光沸石的疏水化研究

采用不同的脱铝方法得到Ｓｉ／Ａｌ比为１５～１１２的丝光沸石，用ＩＲ方法测定了样品的脱铝空穴含量，并考察样品的热稳定性和疏水性，实验结果表明，脱铝后形成的大量末端硅羟基仍有亲水性，因而单纯酸脱铝疏水化效果有限，用水蒸汽处理或（ＮＨ４）２ＳｉＦ６补硅的方法使沸石表面硅羟基转变成≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡键，能显著地提高沸石疏水性。     

模板剂四乙基氢氧化铵的用量对合成的β沸石结构及脱胺的影响

研究四乙基氢氧化铵（TEA-OH）模板剂用量对合成的β沸石的结构及脱胺行为的影响。合成β沸石的模板剂的较佳用量(TEA+/Al)为2.10～1.68,合成的β沸石的相对结晶度均大于84%;β沸石中的铝含量(Al/Al+Si)及骨架铝含量(TdAl/TdAl+OhAl)随晶化混合液的TEA+/Al而变,存在最佳TEA+/Al点为1.9,此时合成的β沸石非骨架铝量最少,结构硅铝比最高;含TEA的β沸石脱胺过程为Hofmann降解反应,TGA测定的失重量、DSC测定的吸热量与β沸石中TEA含量密切相关.     

NaY沸石草酸脱铝

ＮａＹ沸石用草酸溶液脱Ａｌ，随草酸用量增加，脱Ａｌ度增加，结晶度下降，但脱Ａｌ２０％仍能保持９５％以上的高结晶度，实验结果表明，脱Ａｌ量和Ｈ用量呈线性关系，斜率近似０．２５，Ｃ２Ｏ＾２－４有促进脱Ａｌ的作用，脱Ａｌ过程中沸石结晶度的保持３于脱Ａｌ体系的缓冲作用，由草酸的电了平衡和络合平衡构成的脱Ａｌ体系档提供最佳脱Ａｌ条件，脱Ａｌ的沸石产物带有羟基“窝”八面沸石骨架，加热３００℃以上可使羟基“窝”     

碱处理丝光沸石的表征及其催化合成乙基叔丁基醚的性能

 研究了碱处理对丝光沸石物相、酸性质和催化合成乙基叔丁基醚(ETBE)性能的影响,并采用XRD,NH3-TPD,吡啶吸附的IR,SEM和N2吸附等方法对其进行了表征. 结果表明,碱处理含有模板剂的丝光沸石的相对结晶度、酸量、比表面积和孔容都增大. 碱处理已脱除模板剂的丝光沸石的相对结晶度、酸量、比表面积和孔容都减小. 碱处理含有模板剂的丝光沸石催化合成ETBE的活性明显高于碱处理已脱除模板剂的丝光沸石,在80 ℃左右即可达到最高活性点,其催化异丁烯的最高转化率为58%,比未经碱处理样品上异丁烯的最高转化率高约13%.     

FER型沸石的合成、结构与吸附性质

在TMEDA(四甲基乙基二胺)-Na2O-SiO2-Al2O3-H2O体系(I),Na2O-K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCO3^--CO3^2^-体系(II)及Py(吡啶)-PrNH2(正丙胺)-HF-SiO2-H2O体系(III)中, 分别合成了纯相FER沸石及FER硅沸石。用粉末XRD, FT-IR, 29Si MAS NMR及TG/DTA等表征其结构性质, 并用超微量电子真空吸附天平测定这些沸石样品对正己烷, 甲醇和水的吸附等温线。结果表明: 各体系合成的样品虽然结晶度高, 呈现出FER沸石的典型结构特征, 但由于它们的组成和晶格微结构不同, 热稳定性与吸附性质有明显的差异。在(I)体系中合成的FER沸石层错缺陷少, 晶格完美, 正己烷与甲醇的吸附量可达到理论值, 结构破坏温度为1190℃。红外精细谱及29Si MAS NMR高分辨谱证明FER硅沸石具有十分完美的骨架结构。由于晶胞收缩, 它对正己烷与甲醇吸附量略低于理论值, 并呈现出高度的疏水性。它的结构破坏温度高于1300℃。在(II)体系中合成的FER型沸石结构缺陷多, 沸石孔中的钾离子不易被质子完全交换。它的正己烷与甲醇吸附量均较低, 而水的吸附量相对较高。吸附现象表明, 正己烷和甲醇都被吸附于FER沸石的十元环主孔道中, 分压较高时, 甲醇可通过八元环进入小笼, 而水的吸附性质则主要与各样品的Si-OH缺陷及骨架中的阳离子含量有关。     

小晶粒β沸石表观聚结作用及机理研究

采用聚沉剂对小晶粒β沸石胶体体系的表观聚结作用及其机理进行了研究。通过分析小晶粒β沸石在过滤体系中的存在状态，得到强碱性的胶态体系中小晶粒β沸石的胶团结构，并分析了反离子挤压Stern双电层时Zeta电势的变化，解释了小晶粒β沸石聚沉作用发生的原因。通过实验发现，当聚沉剂NS/小晶粒β沸石大于或等于30％（质量比）时，即发生常温聚沉，能大大提高过滤效率。聚沉后β沸石样品的相对结晶度有少许下降，同时能大幅度地降低样品的Na2O含量。经轻油微反评价其活性，说明聚沉后的β沸石仍是优良的烃类流化催化裂化（FCC）催化剂的活性添加组分。     

沸石转晶的研究(Ⅱ)——T型沸石中毛沸石与菱钾沸石间转换关系的研究

本文采用动态吸附法,定量测定了各种条件下样品中毛沸石与菱钾沸石的含量,并利用化学分析法测定了晶化过程中液相组份含量的变化,从而发现了毛沸石与菱钾沸石间的转换关系及合成它们的最佳条件.     

模板剂对ZSM—5分子筛的成孔作用

用不同模板剂合成出不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛。在560℃赶除模板剂,经饱合吸冰后,应用多晶X射线衍射测定各样品的结晶度和晶胞体积。实验结果表明,合成氧化铝含量相同的ZSM-5分子筛时,加入不同的模板剂所得分子筛的晶胞体积不等(或称孔体积不等)。据此可以推测,模板剂对合成分子筛的造孔起支撑和定位的作用。     

X型沸石K~+交换度对CH_4/N_2吸附分离性能的影响

以工业13X型沸石为原料,采用静态离子交换法制备KX型沸石,研究K~+交换度对X型沸石结晶度、孔结构、CH_4和N_2吸附分离性能以及吸附热等的影响。通过X射线衍射、骨架红外、77K下氮气吸附/脱附对KX型沸石进行表征。在298K、100kPa的条件下测定样品对CH_4和N_2的吸附等温线并对其进行Freundlich吸附式拟合和吸附热的计算。实验结果显示,随着K~+交换度的增加,样品的结晶度下降,比表面积和微孔体积下降。N_2的吸附量和吸附热随着K~+交换度的增加而减小;而CH_4的吸附量先升高后降低,当K~+交换度达到32%时,CH_4的吸附量上升至8.6cm3/g,此时CH_4/N_2的分离比最高达到3.1。     

草酸脱铝Y沸石的性质

草酸与草酸铵脱铝的Ｙ沸石，具有八面沸石结构和良好的结晶度。羟基红外光谱和吡啶吸附的红外光谱表明，在脱铝Ｙ沸石的骨架中存在着铝空位，这种缺铝Ｙ沸石中由３５５０ｃｍ＾－１表征的小笼羟基更具开放性，但稳定性较差，在升温过程中，它比３６４０ｃｍ＾－１表征的大笼羟基更易脱除。吡啶与ＣＯ双探针分子红外光谱的研究表明，升温脱羟基过程伴随着与Ｌｅｗｉｓ酸有关的非骨架铝的生成，低温Ｎ２吸附的结果显示，缺铝Ｙ沸石中还     

酸处理对斜发沸石结构影响的研究

采用不同浓度硝酸对斜发沸石（HEU）进行改性处理,结合元素分析（ICP-AES）、N₂物理吸附、X射线粉末衍射（XRD）、魔角旋转固体核磁（MAS NMR）等测试手段及DFT理论计算,研究了酸处理对斜发沸石结构的影响。结果表明,硝酸处理对不同平衡阳离子的HEU（Na-K-HEU、NH₄-HEU、H-HEU）具有不同的脱铝效果。酸处理后Na-K-HEU和NH₄-HEU的硅铝比、比表面积均显著升高。随硝酸浓度增大两个沸石样品的脱铝程度逐渐增加,同时骨架结构也逐渐破坏,硝酸浓度达到4 mol/L时其相对结晶度已低于50%。而H-HEU样品的骨架结构稳定,随硝酸浓度的增大铝含量轻微降低,硝酸浓度达到6 mol/L时相对结晶度仍高达94.8%。阳离子反交换实验结果证明,平衡阳离子的类型不是影响HEU骨架稳定性的主要因素。Na-K-HEU和经硝酸铵交换后的NH₄-HEU中铝都以骨架铝的形式存在,而在后者焙烧成为H-HEU时出现部分非骨架铝,伴随了骨架的稳定化过程。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅰ)—八面沸石导向剂结构的研究

本文首次采用固体宽谱Na~(23)核磁共振法与电子衍射技术,研完了八面沸石导向剂胶体粒子的结构与性能,揭示了八面沸石导向剂的导向作用本质。     

不同方法处理的脱铝Y沸石的结构特征研究

用~(29)Si MAS NMR、~(27)Al MAS NMR、XRD及IR等方法对4种不同脱铝方法处理的USY、SSY、US-SSY和DAY的微观结构进行了研究,结合脱铝方法讨论了骨架硅铝的分布以及非骨架硅铝和羟基空穴等的形成和含量不同的原因.发现不同脱铝方法可导致骨架上不同Si(nAl)单元的脱除.XRD结果表明,SSY经进一步高温水蒸汽处理得到的US-SSY的相对结晶度可高达97％.脱铝后,微孔保留愈多,二次孔越少,相对结晶度愈高.最后对~(29)Si MAS NMR、XRD和IR3种测定骨架单胞铝(N_(Al))_F的结果进行了比较.     

CoPc在八面沸石笼中的原位合成及性能研究

采用苯酐－尿素路线，对CoPc金属配合物在八面沸石超笼中原位合成进行了考察，并采用多种物化手段和催化反应对所制备的CoPcY进行了详细的表征。结果表明，该制备路线是一简便有效的合成路线，采用该路线可在八面沸石超笼中原位合成CoPc金属配合物并将之固定于八面沸石中。在该制备方法中合成温度、离子交换所采用的盐类型及催化剂对CoPc金属配合物在八面沸石超笼中的合成及所制备的CoPcY在环己烷氧化反应中的催化性能有很大的影响，其中180 ℃为最佳合成温度，氯化钴较适合作为交换的盐类。在八面沸石超笼中原位合成的CoPc金属配合物在温和的反应条件下对环己烷氧化具有良好催化活性，转化数TON最高可达5 000以上。     

碱金属丝光沸石的表征及对甲胺合成反应的性能

对不同碱金属含量和不同温度水汽处理的丝光沸石样品，用ＸＲＤ和ＩＲ进行了物性表征，对其中某些样品以甲醇与氟合成甲胺反应用连续反应一在线分析进行了考察．水汽处理后，沸石发生骨架脱铝并保持很高的结晶度，其Ｂ酸总酸量及强酸量均剧降；甲醇转化活性反而提高，二甲胺选择性也显著提高，三甲胺选择性降至很低．表明过多、过强的酸性中心于本反应无益．此外，沸石经水汽处理后发生多种变化，产生了良好的择形催化效应．