镧改性的CuHY分子筛中铜离子的分布及其对吸附脱硫性能的影响

在氮气气氛下采用等体积浸渍法制备了载Cu的HY和LaHY分子筛.用x射线衍射(XRD)、N2吸附、氨程序升温脱附和X射线光电子能谱对分子筛进行了表征.通过多晶XRD确定了Cu2+离子在Y型分子筛笼内的结构与分布,并测定了分子筛在含二苯并噻吩(DBT)的模拟柴油中的吸附脱硫性能.结果表明,前驱体CuCl2中的大部分Cu物种与HY和LaHY分子筛进行了离子交换.对于La3+改性的CuHY分子筛(CuLaHY),进入分子筛超笼中的Cu2+离子与骨架氧和水分子配位,牢固地定位于Y型分子筛超笼的SⅡ及SⅢ位;对于CuHY分子筛,超笼中的Cu2+离子只接近于SⅡ及SⅢ位.极少部分CuCl分子高度分散在分子筛笼内,没有定位.处于超笼中SⅡ及SⅢ位的Cu2+离子对模拟柴油中的DBT分子具有吸附作用,是吸附脱硫的活性中心.CuLaHY分子筛的吸附脱硫性能优于CuHY分子筛.当模拟柴油中含有萘时,萘与DBT分子会产生竞争吸附.     

CuHY分子筛中铜离子的分布与吸附脱硫性能

采用等体积浸渍法制备具有不同Cu担载量的CuHY 分子筛吸附剂. 用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)技术对分子筛吸附剂进行了表征, 并测定了CuHY 分子筛吸附剂在含二苯并噻吩(DBT)模拟柴油中的吸附脱硫性能; 通过多晶XRD确定了Cu2+在Cu8HY 分子筛笼内的结构与分布. 实验结果表明, 分子筛的骨架结构没有发生改变, 部分Cu2+进入Y型分子筛笼内, 分子筛样品强酸中心有所减少, 中强酸中心有所增加; 进入Y型分子筛笼内的Cu2+, 一部分处于β 笼的SI' 位, 另一部分位于分子筛超笼中的SIII位上, 并与笼内的水分子配位. 处于超笼中的SⅢ位Cu2+对模拟柴油中的DBT分子具有吸附作用, 是吸附脱硫的中心. 而当模拟柴油中存在萘时, 与DBT分子会产生竞争吸附.     

CuNaY分子筛的有效吸附位与其脱硫性能的关联性研究

以液相离子交换法制备了一系列不同Cu负载量的Cu Na Y分子筛;采用XRD及N2吸附-脱附表征分子筛的微观结构和织构性质,采用动态吸附法考察其对噻吩模拟油的吸附脱硫性能,结合NH_3-TPD和Py-FTIR方法对CuNaY分子筛的酸量和有效Cu~+物种进行定量分析,研究了CuNaY分子筛的表面酸性和铜物种形态结构对其吸附脱硫性能的影响机制。结果表明,通过改变铜负载量可有效调控改性Y分子筛的表面酸性以及铜物种化学形态;适量铜物种的引入可以最大限度的形成有效吸附位,从而获得最优吸附脱硫性能,而过量的Cu物种会在Y分子筛笼内形成多核铜物种结构,导致有效吸附位点的减少,影响其对噻吩的吸附能力。     

CuCl_2和HY分子筛的表面反应及Cu/Y分子筛的制备及其催化甲醇氧化羰基化（英文）

以CuCl2为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl2与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu+物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心.X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu+和少量吸附的CuCl形式存在.与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl2为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高.     

CuNaY分子筛的有效吸附位与其脱硫性能的关联性研究

以液相离子交换法制备了一系列不同Cu负载量的CuNaY分子筛;采用XRD及N₂吸附-脱附表征分子筛的微观结构和织构性质,采用动态吸附法考察其对噻吩模拟油的吸附脱硫性能,结合NH₃-TPD和Py-FTIR方法对CuNaY分子筛的酸量和有效Cu⁺物种进行定量分析,研究了CuNaY分子筛的表面酸性和铜物种形态结构对其吸附脱硫性能的影响机制。结果表明,通过改变铜负载量可有效调控改性Y分子筛的表面酸性以及铜物种化学形态;适量铜物种的引入可以最大限度的形成有效吸附位,从而获得最优吸附脱硫性能,而过量的Cu物种会在Y分子筛笼内形成多核铜物种结构,导致有效吸附位点的减少,影响其对噻吩的吸附能力。     

Cu(Ⅰ)NH4Y吸附剂的制备及其乙烯/乙烷吸附分离性能

本研究采用液相离子交换法,用不同浓度的CuCl2对NH₄Y分子筛进行离子交换制得系列CuNH₄Y-x分子筛吸附剂,并通过固定床吸附穿透实验及一系列表征手段探究了Cu的价态和负载量对乙烯/乙烷吸附分离性能的影响。吸附穿透实验结果表明,Cu(Ⅰ)NH₄Y0.10的乙烯吸附量明显高于Cu(Ⅱ)NH₄Y0.10,且Cu(Ⅰ)NH₄Y系列吸附剂的乙烯吸附量随着Cu负载量的增加呈现先增加后减小的趋势。H₂-TPR和HRTEM表明,当Cu的负载量较低时,高度分散落位于Y分子筛超笼中的Cu(Ⅰ)物种是乙烯有效吸附位点。然而,当Cu的负载量较高时,部分Cu物种发生团聚,造成对乙烯吸附能力的减弱。DFT密度泛函理论计算表明相比于Cu(Ⅱ)NH₄Y吸附剂,乙烯更容易吸附在Cu(Ⅰ)NH₄Y吸附剂上。该研究结果可为乙烯分离用高效Cu离子改性分子筛吸附剂的开发提供重要理论依据与指导。     

介孔硅铝酸盐吸附剂的柴油吸附脱硫研究

制备了一种微孔和介孔复合的硅铝酸盐吸附剂（MAS）,研究了其柴油吸附脱硫性能.利用Y型分子筛的前驱体合成了MAS,考察了合成过程中表面活性剂浓度、晶化时间和焙烧温度等参数对吸附剂脱硫效果的影响.利用过渡金属离子对吸附剂进行了改性,并在固定床中进行了柴油吸附脱硫研究.结果表明,不同吸附剂对柴油的脱硫效果是MAS〉MCM-41〉NaY,金属离子Cu＋、Ag＋改性都能提高吸附剂的脱硫性能,Cu＋的效果更好.     

四环素在CuY分子筛上的吸附行为研究

采用离子交换法制备了不同交换量的CuY分子筛吸附剂。分别使用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其进行表征,并研究了其对四环素的吸附性能。XRD结果表明,交换上的Cu2+不影响Y分子筛的晶型和骨架结构。四环素在CuY分子筛上吸附动力学符合伪二级动力学模型。吸附实验结果表明:四环素在CuY分子筛的吸附明显强于Y分子筛,并且其吸附量随着Cu2+交换量增加以及温度的升高而增大;溶液的pH值对CuY分子筛吸附四环素的影响较大,其吸附大小顺序为中性>碱性>酸性。     

CuCl2和HY分子筛的表面反应及Cu/Y分子筛的制备及其催化甲醇氧化羰基化

以CuCl₂为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl₂与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu⁺物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心。X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu⁺和少量吸附的CuCl形式存在。与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl₂为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高。     

BaX分子筛的阳离子分布及其吸附分离对二甲苯的机理

 BaX分子筛是用于从C8芳烃中分离高纯度对二甲苯的吸附剂. 应用多晶XRD技术,通过电子密度函数法和Rietveld法,对吸附速率和分离度不同的两个BaX分子筛样品进行了结构的测定,并通过结构分析探讨了BaX分子筛的吸附机理. 结果表明,不同工艺制备的BaX分子筛中Ba2+离子的定位略有不同. BaX分子筛中Ba2+离子主要分布在SⅠ′ 和SⅡ位置上,定位于SⅠ′ 位的Ba2+离子稳定了分子筛的骨架; 而定位于超笼的SⅡ位置的Ba2+离子,当其接近占满并且每个Ba2+极化两个配位水时,可在超笼中产生一个对称性为D2群的吸附力场,这是BaX分子筛吸附分离对二甲苯的必要条件. 若Ba2+离子在SⅡ位置的占有率下降或在超笼中存在着SⅡ位置以外的低占有率的阳离子,则破坏了上述吸附力场的对称性,削弱了分子筛的选择吸附能力.     

Cu(I)Y分子筛的固态离子交换制备及其表征

应用ＩＲ、ＭＳ和ＥＰＲ表征ＣｕＣｌ和ＮＨ４Ｙ固态离子交换过程以及制备Ｃｕ（Ｉ）Ｙ的一些特性。固态离子交换程度依赖于反应温度。和还原Ｃｕ（ＩＩ）Ｙ的方法，固态离子交换是更为有效的制备纯Ｃｕ（Ｉ）Ｙ的方法。     

CuCl改性Y型分子筛的CO吸附性能研究

利用自发单层分散原理,讨论了在NaY,NH4Y,CuY分子筛上CuCl分散改性情况,并对所得到的改性分子筛进行了CO吸附性能研究。实验结果表明,在低CuCl担载量时,CuCl可在这三种载体表面达到原子水平分散,其分散容量分别为0.58g/gNaY,0.68g/gNH4Y和0.41g/gCuY。由于CO与Cu^+可生配位化合物,经CuCl改性的Y型分子筛对CO显示出较高吸附性能。其中,0.6gCuCl/gNH4Y分子筛表现出最高的CO吸附容量,在室温、常压下可达123mL/gNH4Y.     

改性Y型分子筛对硫醇硫醚的吸附脱除研究

通过液相离子交换法制备了Cu(I)Y、Ni Y、Ce Y分子筛,以XRD、低温N2吸附-脱附、NH3-TPD、吡啶红外Py-FTIR等方法对其进行物性表征。利用固定床技术、WK-2D微库伦仪及硫化学发光检测GC-SCD色谱评价了改性分子筛对于硫含量300μg/g模拟油(含硫化合物二丙硫醚、环己硫醇和1-庚硫醇与壬烷配制)及HDS汽油的吸附脱硫性能。结果表明,吸附剂对模拟油和HDS燃料油品中硫醇硫醚具有吸附效果,且改性后的分子筛在吸附脱硫过程中,强的B酸对于吸附脱硫有负作用,会使油品中硫醇硫醚发生催化反应,聚合的大分子硫化物遮盖及阻塞吸附活性位点,从而使吸附剂不能够完全地吸附硫化物,造成吸附硫容较小,而弱L酸无催化活性对吸附脱硫有正面影响。     

二次合成Y型杂原子分子筛的吸附脱硫研究

采用液-固相同晶取代反应制备骨架含Ga的Y型分子筛(AlY),研究其吸附脱除硫质量分数为500×10^-6模拟燃料中的硫化物。AlY处理含噻吩、四氢噻吩(THT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)的模拟燃料时的吸附容量分别为7.0、17.4、14.5、16.9、6.9 和5.8mg(S)/g吸附剂。采用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似方法(GGA)计算各分子中硫原子上的电荷数,噻吩、四氢噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)中硫原子上电荷数分别为-0.159、-0.298、-0.214、-0.211、-0.193、-0.188。四氢噻吩和4,6-DMDBT中硫原子上的电子密度大于噻吩中硫原子上的电子密度,这就使得四氢噻吩和4,6-DMDBT中的硫原子与吸附位间的作用会明显大于噻吩中的硫原子与吸附位间的作用。采用AlY处理催化裂化汽油时的脱硫率可达68%。     

新型CuCl／Hβ沸石羰基化催化剂的制备与原位红外光谱表征

采用固态离子交换法在沸石中直接引进Ｃｕ（Ⅰ）活性中心,ＣｕＣｌ分子在Ｈβ沸石中与Ｈ＾＋交换和在沸石内表面单层分散两个过程同时发生,负载阈值为２１．２％（ＣｕＣｌ％）,调节ＣｕＣｌ和Ｈβ的配比,可得到从桥羟基被部分交换到所有羟基被完全交换的ＣｕＣｌ／Ｈβ从化剂。     

La交换NaY分子筛中的离子定位和迁移规律

以NaY分子筛为原料,采用二次交换二次焙烧工艺,制得了LaNH₄Y-1,LaY-1,LaNH₄Y-2和LaY-2四种分子筛样品.采用粉末X射线衍射结合Rietveld结构精修确定了La离子在分子筛中的分布.结果表明,在离子交换过程中,La离子首先定位于分子筛超笼里;经焙烧脱水后,La离子迁移到分子筛方钠石笼并定位在SI′位置.T-O-T键角的变化表明,LaNH₄Y-1表现出最大的骨架扭曲性和结构不稳定性.La离子定位在SI′位置与O3配位,增加了T-O3的键长,表明稀土离子不仅通过控制骨架脱铝抑制晶胞收缩,还可能通过影响T-O3键长使晶胞增大.在REY分子筛中,稀土的主要作用是稳定分子筛结构,从而调节其酸性和催化活性.采用红外光谱和NH₃程序升温脱附考察了La离子和NH₄⁺对分子筛酸性的影响,并总结了稀土离子稳定Y型分子筛的机理.     

The local environment of Cu+ in Cu-Y zeolite and its relationship to the synthesis of dimethyl carbonate

Cu-exchanged Y zeolite was investigated in order to determine the location of the copper cations relative to the zeolite framework and to determine which Cu cations are active for the oxidative carbonylation of methanol to dimethyl carbonate (DMC). Cu-Y zeolite was prepared by vapor-phase exchange of H-Y with CuCl. The oxidation state, local coordination, and bond distances of Al and Cu were determined using Al K-edge and Cu K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS). Complimentary information was obtained by H2 temperature-programmed reduction and by in-situ infrared spectroscopy. Cu-Y has a Cu/Al ratio of unity and very little occluded CuCl. The average Al-O and Al-Cu bond distances are 1.67 angstroms and 2.79 angstroms, respectively, and the average Cu-O and Cu-Si(Al) bond distances are 1.99 angstroms and 3.13 angstroms, respectively. All of the Cu exchanged is present as Cu+ in sites I', II, and III'. Cu-Y is active for the oxidative carbonylation of methanol, and at low reactant contact time produces DMC as the primary product. With increasing reactant contact time, DMC formation decreases in preference to the formation of dimethoxy methane (DMM) and methylformate (MF). The formation of DMM and MF is attributed to the hydrogenation of DMC and the hydrogenolysis of DMM, respectively. Observation of the catalyst under reaction conditions reveals that most of the copper cations remain as Cu+, but some oxidation of Cu+ to Cu2+ does occur. It is also concluded that only those copper cations present in site II and III' positions are accessible to the reactants, and hence are catalytically active. The dominant adsorbed species on the surface are methoxy groups, and adsorbed CO is present as a minority species. The relationship of these observations to the kinetics of DMC synthesis is discussed.