13X分子筛上硫化促进剂的动态行为研究

采用TPD技术对13X分子筛的表面酸性及3种硫化促进剂在其表面上的动态行为进行了研究。结果表明,13X分子筛具有吸附能量高低不等的多种表面酸性吸附部位。对于吸附型缓释交联剂,有效的表面吸附部位为弱化学吸附位.表观脱附动力学计算结果表明,不同的硫化促进剂从13X分子筛表面有效部位脱出时,其动力学特征亦不同,但均与晶内扩散有关,表观脱附活化能(kJ/mol)分别为51.5(二乙胺)、68.6(环己胺)和78.3(乙二胺)。     

H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究

基于76T簇模型,采用量子力学和分子力学联合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法研究了H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程.结果表明,环己烯首先吸附在分子筛酸性位上,与酸性质子共同脱除一个H2分子后,在分子筛骨架氧上生成烷氧配合物中间体;然后再脱质子得到环己二烯,同时酸性位复原;再经历脱氢和脱质子历程,最后得到产物苯,并吸附在复原的分子筛酸性位上.计算得到脱氢的活化能依次为279.64和260.21kJ/mol,脱质子的活化能依次为74.64和59.14kJ/mol.所有脱氢反应都是吸热过程,生成表面烷氧活性中间体,随后的脱质子反应能垒较低,而且是放热过程.此外,比较了环己烯在分子筛酸性位上的三个竞争反应,即脱氢、质子化和氢交换反应的活化能垒,证明环己烯优先发生脱氢反应.     

红外光谱法测定CO在Ni/AL2O3催化剂上的吸附热和脱附活化能

本文介绍了用红外光谱(IR)和程序升温脱附原位红外(TPD-IR)技术测定吸附热(Q_a)和脱附活化能(E_d)的实验方法,并测定了CO在Ni/Al_2O_3催化剂上弱吸附线式态的吸附热和强吸附线式态的脱附活化能。结果表明弱吸附线式态的吸附热约为21kJ/mol,强吸附线式态的脱附活化能在10%Ni/Al_2O_3上约为84kJ/mol,在20%Ni/Al_2O_3上约为100kJ/mol。对本方法及实验结果进行了讨论。     

丝光型Si-Fe沸石表面酸碱性的研究

本文藉助红外光谱(IR)、程序升温脱附—质谱(TPD—MS)等手段研究了丝光型Si—Fe沸石分子筛表面的酸碱性质。结果表明:丝光沸石骨架中的铝原子被铁原子取代以后,其表面酸性大为减弱,但其碱性相对增强,Si—Fe沸石分子筛大部分表面羟基的酸性很弱,仍有一定量的L酸中心存在于沸石的表面上。     

Hβ分子筛表面改性对香叶基丙酮香料吸附力的影响

应用H_2还原法对Hβ分子筛进行表面还原改性,并应用XRD、红外光谱和Boehm测定法对材料进行表征,应用程序升温脱附技术(TPD)测定香叶基丙酮在改性前后Hβ分子筛上的脱附曲线,讨论了Hβ分子筛表面化学性质对其吸附香叶基丙酮的吸附和脱附性能的影响。研究结果表明,对Hβ分子筛进行H_2还原表面改性,可保持其原始的晶体结构不变,同时又能在保持其表面总酸性基团浓度基本不变的前提下,大幅降低其表面的强酸性基团的浓度。TPD实验显示,原始的Hβ分子筛表面存在两种吸附香叶基丙酮的活性位,经H_2还原表面处理后所得到的改性Hβ分子筛其表面仅存在对香叶基丙酮吸附力较弱的吸附活性位,从而有效地提高香叶基丙酮的脱附性能。     

蒸汽辅助结晶法合成多级孔整体型ZSM-5分子筛（英文）

多级孔分子筛由于其高的比表面积、良好的传质性能和可调控的孔径等特性,引起了广大科研工作者的研究兴趣.近年来,通过选择性脱除骨架硅或铝,成功合成了多级孔沸石分子筛材料.但是由于骨架原子的脱除使分子筛的结晶度降低,进而使其催化效率降低.通过硬模板法(如炭黑、介孔硅球、气凝胶等),也用于合成多级孔沸石分子筛.然而,这种方法制备过程较为复杂,且成本较高.因此,亟需发展新的多级孔分子筛的制备方法.此外,在工业应用中,沸石分子筛催化剂通常需要做成整体柱状或片形以消除固定床反应器的床层压降.合成整体型沸石分子筛的传统方法是在沸石分子筛成型过程中添加SiO_2和Al_2O_3等无机粘结剂.虽然该方法简单易行,但沸石分子筛的孔道结构容易被破坏,而且无机粘结剂的存在使分子筛活性中心的密度减少.为了解决这些问题,合成整体型多级孔沸石分子筛,不仅具有较强的机械稳定性,适应于工业,而且其多级孔道有利于分子的扩散,从而具有较高的催化活性.针对上述问题,我们以海绵作为模板,通过蒸汽辅助结晶(steam-assisted crystallization,SAC)方法,制备具有多级孔道的整体型ZSM-5分子筛.通过X射线衍射(XRD)、氮吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、固态核磁共振和氨气的程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对分子筛进行了结构与性质表征.XRD和固态核磁共振的结果表明,成功合成了不同Si/Al的ZSM-5分子筛.SEM和TEM结果进一步确定了合成的整体型多级孔ZSM-5分子筛(记作M-ZSM-n,n代表Si/Al的摩尔比),由于分子筛颗粒的堆积形成的介孔,海绵模板提供的固体骨架形成的大孔,分子筛本身的微孔,共同构成了微孔-介孔-大孔的整体型ZSM-5分子筛.透射电子显微镜上配备的X射线能谱仪(EDS)结果表明,分子筛中的Si和Al元素能够均匀的分布.氮吸附脱附证明所得整体型分子筛具有明显的介孔结构.NH3-TPD结果表明,不同Si/Al的整体型多级孔ZSM-5分子筛具有不同强度的酸性,其酸性强度:ZSM-5(60)M-ZSM-90M-ZSM-40M-ZSM-60.苯甲醇和己酸的液相反应进一步验证了这一结论,而且合成的整体型多级孔ZSM-5分子筛比传统的ZSM-5分子筛(记作ZSM-5(60))表现出更优异的催化活性.     

蒸汽辅助结晶法合成多级孔整体型ZSM-5分子筛

多级孔分子筛由于其高的比表面积、良好的传质性能和可调控的孔径等特性,引起了广大科研工作者的研究兴趣.近年来,通过选择性脱除骨架硅或铝,成功合成了多级孔沸石分子筛材料.但是由于骨架原子的脱除使分子筛的结晶度降低,进而使其催化效率降低.通过硬模板法(如炭黑、介孔硅球、气凝胶等),也用于合成多级孔沸石分子筛.然而,这种方法制备过程较为复杂,且成本较高.因此,亟需发展新的多级孔分子筛的制备方法.此外,在工业应用中,沸石分子筛催化剂通常需要做成整体柱状或片形以消除固定床反应器的床层压降.合成整体型沸石分子筛的传统方法是在沸石分子筛成型过程中添加SiO2和Al2O3等无机粘结剂.虽然该方法简单易行,但沸石分子筛的孔道结构容易被破坏,而且无机粘结剂的存在使分子筛活性中心的密度减少.为了解决这些问题,合成整体型多级孔沸石分子筛,不仅具有较强的机械稳定性,适应于工业,而且其多级孔道有利于分子的扩散,从而具有较高的催化活性.针对上述问题,我们以海绵作为模板,通过蒸汽辅助结晶(steam-assisted crystallization,SAC)方法,制备具有多级孔道的整体型ZSM-5分子筛.通过X射线衍射(XRD)、氮吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、固态核磁共振和氨气的程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对分子筛进行了结构与性质表征.XRD和固态核磁共振的结果表明,成功合成了不同Si/Al的ZSM-5分子筛.SEM和TEM结果进一步确定了合成的整体型多级孔ZSM-5分子筛(记作M-ZSM-n,n代表Si/Al的摩尔比),由于分子筛颗粒的堆积形成的介孔,海绵模板提供的固体骨架形成的大孔,分子筛本身的微孔,共同构成了微孔-介孔-大孔的整体型ZSM-5分子筛.透射电子显微镜上配备的X射线能谱仪(EDS)结果表明,分子筛中的Si和Al元素能够均匀的分布.氮吸附脱附证明所得整体型分子筛具有明显的介孔结构.NH3-TPD结果表明,不同Si/Al的整体型多级孔ZSM-5分子筛具有不同强度的酸性,其酸性强度:ZSM-5(60)相似文献   

用TG-DTG技术研究不同硅铝比和改质ZSM-5沸石的酸性及其催化性能

ZSM-5沸石对某些催化反应具有择形作用,而且可通过改质调变其酸性和孔道大小以适应不同催化反应的要求.ZSM-5的催化活性主要取决于其表面酸性.近年来国内外对沸石的酸性,酸性与反应活性和选择性的关系进行了很多研究.测定固体催化剂的表面酸性有指示剂法、光谱法、碱性气体吸附法和量热法等.目前以采用碱性气体吸附法和程序升温脱附技术最为普遍.因为它能在接近催化反应条件下进行测量,但缺点是定量准确性差,特别是在吸附质有分解的情况下.为克服这一缺点,本文采用碱性气体吸附,用热重(TG)和微商热重(DTG)技术,首先在氢型ZSM-5沸石上进行了尝试,考察了硅铝比对表面酸性的影响.然后对甲醇转化为低级烯烃用的ZSM-5催化剂和以磷、镁改     

亚硝胺在沸石催化剂上的程序升温表面反应

 采用程序升温表面反应技术研究了二甲基亚硝胺,吡咯烷亚硝胺和环六亚甲基亚硝胺在NaY,NaZSM－5和HZSM－5等沸石及MCM－41中孔分子筛上的脱附及分解．结果表明,沸石对亚硝胺有独特的吸附和催化分解作用．同时,研究了沸石孔结构及表面酸性对亚硝胺分解反应的影响．     

HZSM-5 分子筛上乙烯芳构化过程中 C4 至 C6 中间体的反应机理

 应用量子力学和分子力学联合的 ONIOM2 (B3LYP/6-31G(d,p):UFF) 方法, 采用包含分子筛孔道结构的 78T 簇模型, 对 HZSM-5 分子筛上乙烯芳构化过程中 C4 至 C6 中间体的反应历程进行了研究, 探讨了分子筛的酸催化机理和择形催化作用. 结果表明, 作为乙烯二聚产物的表面正丁基烷氧络合物 (C4) 直接与乙烯作用得到正己基烷氧络合物 (C6), 在分子筛孔穴尺寸的限制下, 很难实现碳链的折叠环化. 按照间歇反应历程, 丁基烷氧络合物先发生 C–O 键断裂, 脱质子生成 1-丁烯, 然后在酸性位上再与乙烯加成, 在分子筛表面生成 3-甲基戊基烷氧络合物. 该烷氧络合物脱除质子给分子筛, 同时环化生成甲基环戊烷, 后者再与分子筛酸性质子共同脱除氢分子, 生成不稳定的碳正离子中间体, 然后重构成环己烷正离子. 丁基烷氧络合物脱质子的活化能为 158.42 kJ/mol; 1-丁烯与乙烯加成反应的活化能为 130.71 kJ/mol; 3-甲基戊基烷氧络合物脱氢环化生成甲基环戊烷的活化能为 122.06 kJ/mol. 由于孔穴的限域作用, 五员环的甲基环戊烷是重要的中间体.     

Application of quasi-equilibrated thermodesorption of hexane and cyclohexane for characterization of porosity of zeolites and ordered mesoporous silicas

Quasi equilibrated temperature programmed desorption and adsorption (QE-TPDA) of hexane and cyclohexane was applied for characterization of zeolites 5A, ZSM-5, 13X, Y, NaMOR and ordered mesoporous silicas MCM-41, MCM-41/TMB, SBA-15 and HMS. Similar QE-TPDA profiles of hexane and cyclohexane with a single desorption maximum were observed for the wide pore zeolites. No adsorption of cyclohexane for zeolite 5A and a single desorption maximum for ZSM-5 were found, while two-step desorption profiles of hexane were observed for these zeolites. Similar values of the adsorption enthalpy and entropy of hexane and cyclohexane were obtained by fitting the Langmuir model functions for the zeolites X and Y. For NaMOR and ZSM-5 larger differences in these parameters were found. A single desorption peak found at low temperatures in the QE-TPDA profiles of hexane and cyclohexane for the studied silicas was attributed to the multilayered adsorption on their mesopore surface. The adsorption isobars calculated from the thermodesorption profiles were fitted with the BET function. This way values of the specific surface area and the adsorption heat were calculated. Additionally values of the initial heat of adsorption were found by fitting the Henry’s law to the high-temperature sections of the linearized isobars. The largest deviations from the BET and Henry functions and the largest values of the adsorption heats found for SBA-15 indicated the greatest heterogeneity of the adsorption sites on its surface.     

不同来源的钛硅沸石的孔结构,酸性和催化性能

用气固相类质同晶取代和水热方法合成了Ｔｉ－ＺＳＭ－５和ＴＳ－１沸石，对它们的组成、孔结构、酸性和催化活性进行了比较。以季铵盐为模板剂水热合成的无铝ＴＳ－１沸石骨架Ｔｉ含量高，表面无强酸位，且随骨架Ｔｉ含量增加，沸石晶内由缺陷造成的二次孔数量增多。类质同晶取代的Ｔｉ－ＺＳＭ－５沸石骨架Ｔｉ含量有限，样品内尚保留部分骨架Ａｌ，沸石表面强弱酸位同时存在。增加沸石骨架Ｔｉ含量和晶内二次孔对提高苯酚过氧化氢     

Removal and recovery of nitriles from gaseous streams: An IR study of acetonitrile adsorption on and desorption from inorganic solids

The adsorption and the desorption of acetonitrile over several different inorganic solids (such as silicas, aluminas, modified aluminas, silica-aluminas, metal oxides, protonic zeolites, alkali-metal zeolites, and clays) have been investigated by IR spectroscopy. Different kinds of interactions (weak to strong hydrogen-bonding, coordination on Lewis acid sites, different kinds of surface chemical reactions) have been observed. The temperature needed for acetonitrile desorption from these solids has also been determined. Silicas and alkali metal zeolites have been found to allow molecular adsorption without reactivity and to allow desorption in mild conditions.     

甲胺在择形分子筛催化剂上的选择性合成

考察了同晶置换改性丝光沸石和金属表面活性改性ＨＺＳＭ－５对甲醇胺化反应的催化性能，发现两种改性方法都可以降低三甲胺（ＴＭＡ）选择性，提高一甲胺（ＭＭＡ）与二甲胺（ＤＭＡ）的选择性，两种方法都是通过分子筛外表面改性以实现择形性调变的，同晶置换改性可使丝光沸石的强酸性发生显著变化，而强Ｂ酸中心是丝光沸石催化胺化反应的活性中心。     

分子筛在乙醇脱水氨化反应中的一些催化行为

研究了常压、300～400℃温度范围内在分子筛作用下乙醇和氨的脱水胺化反应,用IR和TPD技术表征其表面酸性。发现分子筛窗口和孔道减小时,二乙胺和三乙胺生成量下降,氢型和碱金属阳离子交换的ZSM-5具有明显的择形作用。乙醇转化率与分子筛表面酸量有关。分子筛上的L酸中心可能是脱水氨化反应的主要活性中心。分子筛上的B酸中心似乎对副反应更有利。     

Availability and interconnectivity of pores in mesostructured ZSM-5 zeolites by the adsorption and diffusion of mesitylene

Probing the mesopore architecture in mesoporous zeolites is of importance for large scale applications of the materials. In this work, the adsorption and diffusion of mesitylene with larger molecule size in mesoporous ZSM-5 zeolites were carried out, in order to acquaint the availability and interconnectivity of mesopores in zeolite crystals. The comparisons of the shape of adsorption isotherms and the mesopore volume calculated from mesitylene and N₂ adsorption in mesoporous ZSM-5 zeolites with different mesoporosities can be used to discriminate two cases of mesopores: accessible mesopores connected to external surface of the zeolite crystals and non-accessible meso-voids that are occluded in the microporous matrix. Furthermore, the effective diffusivity and activation energy of mesitylene in mesoporous ZSM-5 extracted from ZLC desorption curves as a function of mesopore volume calculated from mesitylene adsorption reveal the enhancement of mesopore interconnectivity to molecule diffusion in zeolite crystals.     

ZSM-5分子筛转化乙醇为乙醚的研究

用原位红外技术、程序升温热脱附和X射线光电子能谱研究了乙醇和乙醚在HZSM-5和PZSM-5上的吸附及表面状态, 并与催化乙醇为乙醚的活性和选择性相关联. 结果表明, 乙醇与质子酸中心作用形成吸附态乙醇, 该吸附态乙醇与气相乙醇反应生成吸附态乙醚, 然后从表面脱附. 磷的掺入能有效抑制积炭发生.     

Ti－Si沸石表面吸附物种的TPSR－TPD研究

氯丙烯在不同催化剂表面上吸附的ＴＰＤ结果表明：在ＴＳ－１上有三重脱附峰，而在ＴｉＯ２／Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ上仅有单峰。Ｈ_２Ｏ_２或分子Ｏ_２在催化剂表面吸附后，在脱附物种中可用质谱检测到原子Ｏ（１６）物种；说明Ｈ_Ｏ_２或分子Ｏ_２在样品表面存在解离吸附；并发现解离分子Ｏ_２的活性很低。ＴＳ－１能同时吸附氯丙烯和Ｈ_２Ｏ_２，而在ＳｉＯ_２／Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ表面的吸附却与吸附顺序有关。环氧化活性顺序如下：ＴＳ－１（ＴＰＡＯＨ）＞ＴＳ－１（ＴＰＡＢｒ＋ＮａＯＨ）＞ＴｉＯ_２／Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ。ＴＳ－１沸石的高氧化活性可能与Ｈ_２Ｏ_２吸附后表面原子Ｏ（１６）的形成有关。     

沸石分子筛上程序升温脱附谱的Monte Carlo模拟研究 Ⅰ．模型的建立

沸石分子筛因其特殊的孔道结构而致使其ＴＰＤ谱图的分析比其它催化剂更为困难，目前尚无一种切实可行的理论分析方法。本文发展了一种较为简单的模拟分子筛上ＴＰＤ谱图的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法，模拟结果表明，在同一组脱附动力学参数下，沸石分子筛上的峰形和峰位置与其它催化剂都有明显的差异，并且峰温的差别与脱附活化能和指前因子有关。同时表明，对于普通催化剂可以根据峰最大时的覆盖度θ＿Ｍ来判断脱附级数，而对于沸石分子筛，θ＿Ｍ却随Ｅ＿ｄ线性变化。