形貌、晶粒大小不同的ZSM-5分子筛的表征及催化性能的研究

对3种不同形貌、晶粒大小的ZSM—5分子筛催化剂进行了表征和催化性能的研究．用XRD、SEM和NH3—TPD等方法对ZSM—5分子筛进行表征，结果表明小品粒分子筛的结晶度优于大晶粒分子筛，其酸性随着晶粒的减小而增强．对于MTG反应，ZSM—5分子筛酸性、晶粒大小和晶体形貌等因素对其催化活性产生显著影响．小晶粒的ZSM—5分子筛更有利于C5 和C9 的生成，而大晶粒的ZSM—5分子筛对对二甲苯的选择性高．TG结果表明ZSM—5分子筛上积炭覆盖酸性中心是导致催化失活的主要因素．     

环己烯水合制备环己醇的研究 I．分子筛结构及晶粒大小的影响

考察了三种不同结构的分子筛（ZSM－5，MCM－22及-β）以及不同晶粒大小的ZSM－5分子筛对环己烯水合反应的催化活性。结果表明，具有12元环孔道体系的β分子筛对环己烯的转化率（9．6％）最高，但对环己醇的选择性（35．4％）最差。MCM－22分子筛的活性很低，其环己烯转化率只有0．8％。而孔口为10元环结构的ZSM－5分子筛则具有较高的活性环己烯转化率7．5％）和产物选择性（99．2％），因此是较好的水合催化剂。ZSM－5分子筛的晶粒大小对其环己烯水合反应活性有明显的影响，分子筛晶粒越细，则水合反应活性越高，其原因大于晶粒变细增大了分子筛的外比表面积，从而增加了接近孔口处的活性中心的数量。     

ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的合成与催化裂化性能

 采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱和核磁共振等多种物化方法对合成的ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛进行了表征，证明这种材料具有以ZSM－5为核层、以AlPO4－5为壳层的双结构特征．考察了合成条件对ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）分子筛形貌的影响，发现ZSM－5分子筛的加入方式对产物的形貌有较大影响．重油裂化反应结果表明，ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的催化性能比ZSM－5和ZSM－5／AlPO4－5机械混合分子筛样品好，表现为原油转化率和低碳烯烃、汽油及柴油收率提高．     

几种分子筛的转晶和混晶的控制及单一晶体的优化合成

 以六亚甲基亚胺作模板剂，在配料比一定的情况下，详细考察了反应温度和反应时间对MCM－22，ZSM－5，ZSM－35和丝光沸石分子筛成晶的影响．结果表明，MCM－22的最佳合成温度在低温区，ZSM－35易在提高反应温度或延长反应时间时形成，而作为中间相的ZSM－5和丝光沸石则在反应温度与反应时间合理匹配时才能以单一相生成．同时，探讨了晶种的加入对产物晶相的影响．在特定的温度和时间区间，能够合成出比例可控的ZSM－35＋MCM－22混晶，ZSM－5＋ZSM－35混晶和ZSM－35＋丝光沸石混晶，并从分子筛孔道和结构单元的特点出发，就转晶发生对温度和时间的依赖性作了解释．     

改性纳米ZSM－5催化剂脱除汽油中烯烃的性能

 在考察ZSM－5沸石晶粒大小对脱除汽油中烯烃的影响的基础上，用纳米ZSM－5沸石作为活性组分负载Co－Mo氧化物制备了改性纳米ZSM－5沸石催化剂，并用XRF，NH3－TPD和TEM等方法对催化剂进行了表征．以脱除DCC汽油中的烯烃为探针反应，临氢条件下，在固定床反应器上对催化剂脱除烯烃的性能进行了评价，考察了反应温度、压力、质量空速和氢／油比对催化剂脱除烯烃性能的影响．结果表明，由于纳米ZSM－5沸石具有晶粒小、微孔短、扩散路程短以及表面酸中心数量多等特点，因而表现出较高的催化活性和较强的抗积碳性能．在V（H2）／V（oil）＝300，WHSV＝3h－1，p（H2）＝3．0MPa和θ＝350℃的适宜条件下，DCC汽油中烯烃的含量由60．7％下降到40％左右，芳烃和烷烃的含量增加；在脱除烯烃的同时可维持汽油的辛烷值不降低．催化剂连续运行1000h以上，其脱除烯烃的性能稳定．     

甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上的脱氢聚合反应

对不同Mo含量的Mo／HZSM－5催化剂的结构进行了表征，并对这些催化剂的甲烷非氧气氛下的转化反应进行了考察．催化剂的BET比表面积及酸性随Mo含量的增加而降低，当Mo含量大于5％时，Mo对ZSM－5分子筛的晶型有影响，并出现MoO3物相．甲烷在700℃时可高选择性地生成苯和乙烯，最佳Mo含量大约为2％．纯的MoO3或HZSM－5上该反应几乎不进行，因此，可能是分散的钼氧离子和分子筛的酸中心是甲烷转化的活性中心，只有二者的协同作用才能促进甲烷的转化．反应后催化剂中的钼物种被还原了．催化剂上的积炭可能是催化剂失活的主要原因之一，烧炭后催化剂活性基本恢复．     

Mg的添加对Mo／ZSM－5催化剂催化甲烷芳构化性能的影响

 通过XRD，N2吸附和吡啶FT－IR等方法考察了Mg的添加对Mo／ZSM－5催化剂物化性质的影响．吡啶FT－IR结果表明，Mo－Mg／ZSM－5催化剂上Lewis酸中心与Br¨onsted酸中心的比值随着Mg添加量的增加而增大．在甲烷芳构化反应中，虽然催化剂上的积碳量随着Mg含量的增加而减少，但只有6％Mo－0．75％Mg／ZSM－5催化剂表现出比6％Mo／ZSM－5催化剂更好的稳定性，6％Mo－2％Mg／ZSM－5和6％Mo－3％Mg／ZSM－5两个催化剂的稳定性均比6％Mo／ZSM－5催化剂差．根据催化剂稳定性与酸性的关系提出，在有足够Br¨onsted酸中心存在的前提下，可以通过调变Lewis酸中心和Br¨onsted酸中心的比值来提高催化剂的稳定性．     

甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上的脱氢聚合反应

对不同Mo含量的Mo／HZSM－5催化剂的结构进行了表征，并对这些催化剂的甲烷非氧气氛下的转化反应进行了考察．催化剂的BET比表面积及酸性随Mo含量的增加而降低，当Mo含量大于5％时，Mo对ZSM－5分子筛的晶型有影响，并出现MoO3物相．甲烷在700℃时可高选择性地生成苯和乙烯，最佳Mo含量大约为2％．纯的MoO3或HZSM－5上该反应几乎不进行，因此，可能是分散的钼氧离子和分子筛的酸中心是甲烷转化的活性中心，只有二者的协同作用才能促进甲烷的转化．反应后催化剂中的钼物种被还原了．催化剂上的积炭可能是催化剂失活的主要原因之一，烧炭后催化剂活性基本恢复．     

含铜MFI分子筛的H2-TPT和O2-TPD研究

 采用H2－TPR和O2－TPD手段考察了不同金属离子交换的ZSM－5分子筛催化剂上的氢还原性能和氧脱附性能．发现Cu－ZSM－5催化剂的储氧能力及氧脱附性能优于Co－ZSM－5和Fe－ZSM－5催化剂;储氧能力强、低温下氧脱附性能好的催化剂,对NO分解反应的催化活性就高．铜离子是反应的活性中心．添加Ag和Ce可使Cu－ZSM－5催化剂上氧的脱附温度大大降低．Cu－ZSM－5／堇青石整体式催化剂上Cu的存在形式与单纯的Cu－ZSM－5有差异,整体式催化剂上的一价铜数量少,但较稳定．     

高硅ZSM-5分子筛和二次合成Ti-ZSM-5分子筛的结构

运用度角旋转（MAS）和交叉极化（CP）等核磁共振波谱和红外光谱技术，分别对采用不同模板剂制备的高硅ZSM－5分子筛和以此为母体，经气固同晶取代法得到Ti－ZSM－5分子筛的结构特性进行了研究．结果表明：在水热法合成高硅ZSM-5分子筛过程中，模板剂明显制约着所制得的分子筛的结构特性．通过选用合适的模板剂，可直接获得具有正交晶系结构的高硅ZSM－5分子筛．在随后的气固相同晶取代过程中，钛原子通过占据分子筛骨架中的缺陷位进入骨架，形成具有一定Ti／Si比例的钛硅分子筛（Ti－ZSM－5）。骨架结构中缺陷位的含量直接影响分子筛的载钛量。     

Sustainable Synthesis of Core-Shell Structured ZSM-5@Silicalite-1 Zeolite

Core-shell structured ZSM-5@Silicalite-1 zeolite could effectively hinder the deactivation of catalyst surface. Currently, organic structure directing agents(OSDAs) are necessary in the conventional route for the synthesis of this core-shell zeolite under hydrothermal conditions, which is costly and environmental-unfriendly. In this research, a synthesis of the core-shell structured ZSM-5@Silicalite-1 zeolite with a strategy of alcohol filling and zeolite seeding without any organic template or solvent is exhibited. The obtained products are well characterized by X-ray powder diffractometer(XRD), scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), N₂ sorption isotherms, solid magic angle spinning(MAS) NMR, temperature-programmed-desorption of ammonia(NH₃-TPD), and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) techniques, in order to confirm the core-shell structure. More importantly, the core-shell structured ZSM-5@Silicalite-1 zeolite exhibits a long lifetime and a high p-xylene selectivity in the alkylation of toluene with methanol, compared with the conventional ZSM-5 catalyst.     

Preparation and characterization of nanosized ZSM-5 zeolite using kaolin and investigation of kaolin content, crystallization time and temperature changes on the size and crystallinity of products

Nano sized ZSM-5 zeolite samples were synthesized successively from kaolin clay as alumina source having a large amount of quartz (39%) and silicic acid as silica source by hydrothermal treatment with NaOH in the presence of tetrapropylammonium hydroxide as a template. Then the effect of kaolin content, crystallization temperature and time on the size and crystallinity of the products were investigated. The prepared samples were characterized using XRD, SEM, EDS and FT-IR techniques. The results showed that the synthesized ZSM-5 zeolite samples were almost pure and their crystallization was almost complete. The average particle size, as determined by Debye-Scherrer equation, was in the range of 20-42 nm. Increasing kaolin content on crystal size was more effective than increase in crystallization temperature and time. Additional evidences for the nano sized ZSM-5 zeolite were the asymmetric stretch vibration band at 1225 cm^-1 in the FT-IR spectra and TEM images. The scanning electron micrographs of the synthesized zeolites showed that they are spherical shape crystals.     

沸石合成过程中的溶剂效应

沸石合成过程中的溶剂效应窦涛，冯芳霞，王晓钟，萧墉壮，曹景慧（太原工业大学精细化工研究所，太原０３００２４）刘建宇钟炳（山西省化工设计院，太原０３００２４）（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）关键词ＺＳＭ－５，ＺＳＭ－３５，方钠石，溶剂...     

Synthesis and Catalytic Properties of ZSM-5 Zeolite with Alkyl-polyamine Triethylene-tetramine as Directing Agent

With alkyl-polyamine triethylene-tetramine as the structure-directing agent,aluminosilicate zeolite ZSM-5(MFI) crystals were synthesized and characterized by XRD,SEM,FTIR,and TG-DTA. The results indicate that the organic amine has a certain influence on the crystal shape and size. The alkaline condition was in favor of the crystallization of ZSM-5 zeolite in the triethylene-tetramine system. The catalytic activity of as-synthesized crystals was examined for the aqueous hydroxylation of phenol with hydrogen ...     

高岭土原位无溶剂法合成小粒径ZSM-5分子筛

结合原位水热法和无溶剂法的优点,在不添加有机模板剂和溶剂的基础上,以高岭土为原料通过晶种诱导绿色高效地合成出ZSM-5分子筛。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、透射电镜和NH3程序升温脱附(TPD-NH3)等技术对ZSM-5分子筛进行表征。表征结果与原位水热法合成的ZSM-5分子筛相比,原位无溶剂法合成ZSM-5分子筛的结晶度较高、晶体粒径较小、酸强度略高、孔结构相似。     

多级结构ZSM-5沸石分子筛的合成及其Mo基催化剂在甲烷无氧脱氢芳构化中的应用

以经盐酸预处理的碳纳米管为第二模板,在不添加其它有机溶剂的情况下,仅通过控制晶化条件,即采用变温水热晶化法合成具有多级结构的ZSM-5分子筛.通过x射线衍射、红外光谱测试、透射电镜和N2吸附对合成的分子筛进行了表征,结果表明,该合成分子筛呈近球形,是由纳米棒自组装形成的具有多级结构的亚微米球.该分子筛改性后用于甲烷无氧脱氢芳构化反应,显示出良好的催化性能,甲烷转化率最初达到19%,反应至24 h时甲烷转化率仍保持在10%左右,并且保持了较高的芳香物选择性(达到50%以上).     

混合胺体系中 MCM-49/ZSM-35 复合分子筛的晶化过程

 采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱等技术, 研究了 MCM-49/ZSM-35 复合分子筛在 Na2O-SiO2-Al2O3-CHA (环己胺)-HMI (六亚甲基亚胺)-H2O 合成体系中, 先在低温 80 ?C 老化 4 h, 再经 160 ?C 晶化不同时间的演变过程. 结果表明, 在该混合胺体系中, 首先生成 MCM-49 分子筛, 随着晶化时间的延长, 形成 ZSM-35 含量逐渐增加的 MCM-49/ZSM-35 复合分子筛, 最后生成纯 ZSM-35 分子筛; ZSM-35 的生成是以 MCM-49 分子筛的消耗为代价的.     

Anionic emulsion-directed synthesis of zeolite ZSM-5 with tunable morphology and Si/Al ratio

Zeolite ZSM-5 was synthesized for the first time in an anionic emulsion system composed of sodium dodecylbenzene sulfonate, pentanol, cyclohexane and zeolite synthesis mixture, and subsequently characterized by XRD, SEM, FTIR, TG and N₂ adsorption techniques. It is found that altering emulsion composition and adding electrolyte can effectively change the morphologies and/or Si/Al ratios of the ZSM-5 samples. Besides the commonly seen coffin morphology, ZSM-5 particles with rare elliptic cylinder, column and ellipsoid morphologies are also obtained. Depending on the weight ratios of anionic surfactant and zeolite reaction mixture, the framework Si/Al ratios of ZSM-5 samples vary slightly. Investigations on the crystallization process further show the emulsion system can induce rapid crystallization by virtue of shortening the induction time. The ways that the emulsion system affects zeolite crystallization, framework Si/Al ratio and particle morphology are tentatively discussed.