ZSM-35沸石对水和苯的吸附及其孔结构

用高真空重量法测定了20—200℃范围内,ZSM-35佛石对水和苯的吸附等温线。讨论了Langmuir,BET理论和微孔体积填充理论对ZSM-35—H_2O体系的适用性,提出了用Pickett三参数方程描述沸石—蒸气体系吸附平衡,确定沸石表面积及用W_0=10~(-4)·S·n＇·t式计算沸石微孔体积的方法。在ZSM-35—H_2O体系具有特征曲线温度不变性的基础上,给出了该体系吸附平衡方程θ=exp[-(A/3800)~(1.1)],并由此外推计算了吸附等温线和确定了沸石的孔体积。结果表明,ZSM-35沸石的比表面积为375m~2/g,微孔体积为0.158ml/g。     

若干吸附理论对在ZSM-5沸石上吸附的适用性

测定了饱和烃和不饱和烃分子在一价阳离子交换型ZSM-5沸石分子筛上的吸附等温线。探讨了微孔体积填充理论、Wilkins方程和Langmuir吸附理论对以上吸附体系的适用性;测得的吸附等温线用最小二乘法和解线性方程组借助电子计算机进行拟合得出相应的回归方程。实验结果表明,Langmuir吸附理论能较好地描述环己烷在氢型和碱金属阳离子交换型ZSM-5沸石上的吸附体系,计算出的极限吸附量a_o值与实验值相符,但对其他体系未得满意结果:二常数的Wilkins方程可用于求算吸附体系的初始吸附热,并能较好地描述等温线的低压部分;与以上各理论比较,微孔体积填充理论能更满意地表征我们所研究的吸附体系,籍以计算了极限吸附量a_o,分布级数n和特征吸附功E值三个物理常数,并为一价阳离子交换型ZSM-5沸石上对苯和环己烷等分子的吸附作用主要是色散力作用提供有力依据。     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。     

ZSM-5沸石分子筛的吸附性能

对ZSM-5沸石分子筛的吸附性能进行了研究。测定了环己烷、正己烷、苯和水分子在ZSM-5沸石上的吸附等温线;发现室温下环己烷分子的吸附受到阳离子的空间障碍作用。计算了ZSM-5佛石单胞中的吸附分子数、等量吸附热、微分吸附功和微分吸附熵等值。吸附热曲线表明ZSM-5沸石分子筛的表面是不均匀的。     

无有机胺体系中高硅ZSM-5沸石的一步合成

在无有机胺模板剂和不加晶种体系中,采用较低晶化温度(130℃),在水热体系中一步合成了形貌均一的板块状高硅ZSM-5沸石(n_(SiO_2)/n_(Al_2O_390)。系统地考察了合成体系中原料的物质的量之比对合成ZSM-5沸石的影响。通过X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),低温氮气吸附/脱附和固体核磁共振(~(29)Si MAS NMR)等技术手段对合成的ZSM-5沸石进行了物化表征。结果表明,当原料的物质的量之比n_(C_2H_5OH)/n_(SiO_2)=2.8、n_(Na_2O)/n_(SiO_2)=0.14和n_(SiO_2)/n_(Al_2O_3)=150时,可合成具有高结晶度的ZSM-5纯相沸石。比表面积和微孔孔容分别为409 m~2·g~(-1)和0.14 cm~3·g~(-1),其骨架n_(SiO_2)/n_(Al_2O_3)达到96.4。     

苯在HZ5M-5沸石上的吸附—Wilkins方程式的应用

测定了苯在HZSM-5沸石上的高温吸附等温线。用Wilkins方程式对苯—HZSM-5吸附体系进行了处理,结果表明该方程式在我们所用的实验条件下能很好地适用,用推导出的理论等温方程式绘得的理论吸附等温线与实验等温线几乎完全相吻合。计算出的初始吸附热与实验值也符合得很好。     

ESCA研究改性ZSM-5沸石的表面酸性

用ESCA研究了改性ZSM-5沸石的表面酸性。ZSM-5沸石经高温水汽、酸处理后,20-25％的Al可从骨架移去,并经500℃焙烧,沸石的本体(Si/Al)_b值和表面(Si/Al)_8值都有提高,后者远比前者小,说明本体Al向沸石表面迁移。吡啶吸附的结果表明,高温水汽、酸处理对(N/UC)_8无甚影响,但(N/Al)_8值有较明显的增加。随沸石本体和表面Al含量的减少,(n-BuNH/Al)_b和(N/Aleff)_8值增加。处理次数和水汽处理温度增加,位于 401.5 eV附近的N_(18(2))吸附吡啶峰不但向低的结合能方向位移,而且产生N_18(1)(弱化学吸附和物理吸附)峰,N_(18(2))两峰发生叠合和再分裂。量热滴定和电位滴定结果也表明,随着处理次数和水汽处理温度的增加,使ZSM-5的酸强度分布改变,最高酸强度逐步下降,质子酸度也明显减少。     

大晶粒ZSM-5分子筛的合成及其催化性能的研究

ZSM-5分子筛对许多正碳离于反应有优异的择形催化性能。近年来的研究表明,ZSM-5沸石的晶粒大小对其催化活性、选择性和稳定性有显著影响。如对甲苯歧化、甲苯与甲醇的甲基化反应,大晶粒ZSM-5分子筛对生成对二甲苯有较高的选择性。对于二甲笨液相异构化反应,小晶粒ZSM-5沸石具有较高的催化活性和选择性。我们用“直接法”合成了大晶粒(34×116μ)ZSM-5沸石分子筛,比较了不同晶粒大小ZSM-5分子筛催化剂在一些反应中的催化性能。大晶粒ZSM-5分子筛系不用有机胺,直接用水玻璃、硫酸铝、硫酸为原料合成的。用光学显微镜、扫描电镜观察所得分子筛的晶粒外形和大小,取5—6个有代表性的晶粒计算其平均尺寸。用BET重量法测定分子筛对正己烷、环己烷和水的吸附量。用X—射线衍射分析样品的物相。在160—200℃温度范围内考察了晶化温度对晶粒大小的影响,所得结果如表1。     

合成高硅铝比的ZSM-5沸石的新过程

ZSM-5沸石是美国Mobil公司最早在(TAA)__2O—Na_2—Al_2O_3—SiO_2—H_2O体系中合成的,其SiO_2/Al_2O_3比可在相当大的范围内变化。1977年美国联合碳化物公司从上述体系不加铝合成了纯硅沸石,称做“Silicalite”,具有与ZSM-5沸石相同的骨架结构,被认为是ZSM-5沸石系列的最后一个成员.由于它基本上不含铝和基本上没有阳离子位置,所以显示有高度的亲有机物和疏水特征,能够将有机物从水中分离出来.     

M（Ⅲ）X（Ⅴ）O4型微孔晶体研究：GaPO4—Cn系列的合成与结构

在(0.5～3)R·Ga_2O_3·(1.0～1.5)P_2O_5·(25～100)H_2O体系内,通过150～200℃、1～20天水热晶化合成了12种磷酸镓微孔晶体GaPO_4-C_n(n=1～12)。该晶体经400～500℃下脱模板剂(R)后,对水、乙醇、正己烷、环己烷有不同程度的吸附,对水的吸附等温线具有分子筛的吸附特征,报道了GaPO_4-C_3,-C_4,-C_7的单晶结构分析结果,并结合前人工作对此类新型微孔晶体结构与合成规律的特点进行了探讨。     

沸石表面有机金属化学ZSM-5外表面上

用气体分析及IR,NMR和元素分析等方法研究了真空系统中230和280℃下四丁基锗在ZSM-5沸石表面上的接枝反应,并对所得沸石的热稳定性和吸附性质进行了表征.与作者曾报道的在硅胶及丝光沸石上的反应类似,四丁基锗也能与ZSM-5沸石表面上的硅羟基发生缩合反应,在其外表面或孔口生成组成为(≡Si—O)     

大晶粒ZSM-5沸石的合成及其性能

本文对合成均匀大晶粒ZSM-5沸石(20×40μ)的影响因素进行了探讨,并对照小晶粒ZSM-5沸石(<5μ)的物化性质以及甲苯歧化、丙烯芳烃化和乙烯转化反应进行了对比考察。发现添加Sb_2O_3改性后的大品粒ZSM-5沸石较小晶粒ZSM-5沸石有优越的择形选择性和稳定性。根据两种晶粒沸石对同类物质的吸附容量以及Sb_2O_3和沸石间的互相作用的差异,对上述反应性能进行了初步阐明。     

高硅Y沸石的研制及性能——Ⅱ.沸石孔结构及吸附性能

LiNaY沸石经SiCl₄气相同晶脱铝补硅后制得系列高硅铝比、高结晶度的Y沸石,用低温氮吸附法,求得样品对N₂的吸附—脱附等温线,从而计算其比表面和孔体积,并采用BJH模型计算孔径分布。用真空重量法测定了四种C₆化合物(正己烷,2,3-二甲基丁烷、苯、环己烷)的吸附等温线,探讨吸附量与吸附物的性能(极性、几何构型)、吸附量与吸附剂脱铝深度的关系。从而得到,经SiCl₄同晶取代后Y沸石的孔结构和表面性质与脱铝深度的关系。     

CXN天然沸石的研究Ⅰ.离子交换与结构性质表征

采用离子交换和焙烧等方法,对我国CXN天然沸石(STI型)进行改性.应用化学分析,粉末XRD,TG/DTA,~(27)Al MAS NMR,~(29)Si MAS NMR,低温N_2吸附等方法表征相关的结构、离子交换等性质.CXN沸石的晶胞组成Na_(0.2)Mg_(0.1)Ca_(8.4)[Al_(17.2)Si_(54.8)O_(144)]·65H_2O,属富钙型.经离子交换脱出Ca~(2 )后的沸石在焙烧过程中伴随有骨架脱铝,骨架的热稳定性已由原样的500℃以下提高到700℃以上.交换改性后的沸石,呈现反映该沸石微孔特性的Ⅰ型氮吸附等温线.     

小晶粒ZSM-5沸石的绿色、经济性合成（英文）

通过添加少量silicalite-1做为活性晶种在较宽的SiO_2/Al_2O_3比范围内制备得到了小晶粒ZSM-5沸石,对所得样品进行X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),N_2吸附-脱附,氨程序升温脱附(NH3-TPD)以及吡啶吸附红外(Py-IR)表征。研究结果表明活性晶种能有效导向生成ZSM-5沸石,避免杂晶形成并可减小所得沸石的晶粒尺寸;所得ZSM-5在低硅铝比(SiO_2/Al_2O_3 ratio=30)时呈纳米颗粒聚集体形貌,具有多级孔道结构性质;在较高硅铝比时(SiO_2/Al_2O_3 ratio=60–120)呈小晶粒形貌,颗粒尺寸大约200 nm。值得注意的是由胶态晶种引入的少量TPAOH不完全堵塞沸石的微孔孔道,因此所得所有沸石均无需提前焙烧除去模板剂即可进行离子交换得到具有酸性的H型ZSM-5沸石,所得酸性H型ZSM-5沸石具有和常规方法得到的相同SiO_2/Al_2O_3比的ZSM-5相似的酸类型、强度和酸量,在催化甲醇转化制备烯烃时呈现出相似的甲醇转化率和烯烃选择性。与常规ZSM-5制备方法比较,该方法能够大大减少模板剂的使用量,避免了样品离子交换前的焙烧,方法绿色清洁、成本低廉,具有很好的潜在的工业应用前景。     

自甲醇制取烃类催化剂的研制 Ⅳ.ZSM-5沸石催化剂的寿命试验

在微型反应器中研究了甲醇—汽油法所用ZSM-5沸石催化剂的再生性。反应温度在370℃—450℃的范围内,ZSM-5(A)型(H-5014)和ZSM-5(B)型(H-5021)两种催化剂都具有较好的再生性。在小型固定床等温反应器中,在压力5gk/cm~2,温度390℃,空速2h~(-1)(体积)的条件下,进行催化剂的寿命试验。对ZSM-5(A)型(AC82-2)和ZSM-5(B)型(BC82-1)两种催化剂分别进行了5个和8个周期的反应,累计反应时间都超过了1000小时,平均每克催化剂处理甲醇分别为3150.7克和2447.1克。催化剂的活性,选择性和稳定性仍保持良好。     

CXN天然沸石的研究2: 吸附性质

采用N~2,NH~3,CO~2,乙烯,丙烯,水,甲醇,乙醇,丙醇等作为吸附剂,研究了由我国CXN天然沸石改性制得的H-STI和Na-STI沸石的吸附性质,H-STI和Na-STI沸石的BET表面积及微孔孔体积约为420m^2/g和0.20m^3/g。根据NH~3和CO~2在H-STI沸石上的吸附等温线计算得到它们的吸附热分别为44.8和26.5kJ/mol。乙烯,丙烯,甲醇,乙醇,丙醇等在Na-STI沸石上的吸附等温线表明该沸石对有机分子的吸附具有链长选择性。在低分压下水相对于甲醇的吸附量表明沸石具有一定的疏水性质。     

CXN天然沸石的研究2: 吸附性质

采用N~2,NH~3,CO~2,乙烯,丙烯,水,甲醇,乙醇,丙醇等作为吸附剂,研究了由我国CXN天然沸石改性制得的H-STI和Na-STI沸石的吸附性质,H-STI和Na-STI沸石的BET表面积及微孔孔体积约为420m^2/g和0.20m^3/g。根据NH~3和CO~2在H-STI沸石上的吸附等温线计算得到它们的吸附热分别为44.8和26.5kJ/mol。乙烯,丙烯,甲醇,乙醇,丙醇等在Na-STI沸石上的吸附等温线表明该沸石对有机分子的吸附具有链长选择性。在低分压下水相对于甲醇的吸附量表明沸石具有一定的疏水性质。     

沸石表面有机金属化学ZSM-5外表面上——Ge(n-C4H9)x基团的接枝及其性质研究

用气体分析及IR,NMR和元素分析等方法研究了真空系统中230℃和280℃下四丁基锗在ZSM-5沸石表面上的接枝反应,并对所得沸石的热稳定性和吸附性质进行了表征,与作者曾报道的硅胶及丝光沸石上的反应类似,四丁基锗也能与ZSM-5沸石表面上的硅羟基发生缩合反应,在其外表面或孔口生成组成为(=Si-O)xGe(n-C4H9)4-x(x=2~3)的表面有机锗化合物,在２３０℃接枝丁基锗基团不影响沸石的结构和表面积,仅改变它的孔口大小,在改性后的沸石上,Ｎ２的吸附性质没有改变,而不同分子尺寸的烃,加正已烷,２-甲基戊烷,２,３-二甲基丁烷却呈现出完全不同于起始ＺＳＭ-５沸石的择形吸附效应.