La浸渍改性的HZSM-5沸石上乙苯乙烯烷基化反应的研究

用IR-TPD,SEM,XPS,吸附动力学等手段研究了La浸渍前后HZSM-5沸石的表面酸性和孔性及其与催化乙苯乙烯烷基化反应性能间的关系。结果表明,二烷基苯在La浸渍改性的沸石孔内的扩散系数下降,异构体之间的扩散差别增大。La在浸渍覆盖沸石表面原有强酸中心的同时,诱导产生了次强B和L酸中心。新生的次强B酸中心量及其分布是影响烷基化反应活性和选择性的主要因素。新生的次强L酸中心也参与了烷基化反应。     

热重法研究甲醇在沸石催化剂上转化为低级烯烃过程中的积炭行为

在程序升温条件下,用热重法考察了三种不同孔道构形沸石催化剂在甲醇转化为低碳烯烃反应过程中的积炭行为,以及经磷、镁、锰和锌的化合物改质的 ZSM-5沸石催化剂在该反应过程中的抗积炭能力。结果表明:沸石的积炭倾向不仅与孔道结构有关,而且还与其强酸部位的酸度有关。对改质ZSM-5而言,除锌改质物外,其余的抗积炭能力都比氢型 ZSM-5有所提高,沸石的改质改善了催化剂的稳定性和选择性。     

Y型沸石的铝化及其性能研究

用(NH_4)_3AlF_6溶液对Y型沸石进行铝化,得到了不同硅铝比的铝化Y型沸石。XRD实验表明Al原子进入Y型沸石骨架,晶胞常数α_0增大,而且晶胞常数α_0的增大与铝化程度有一定的关系。铝化Y型沸石的吸附量略有降低。IR研究表明,骨架振动,表面羟基谱峰变化不明显。在铝化Y型沸石上存在B酸和L酸,其主要是B酸中心。     

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。     

碱液后处理对纳米ZSM-5沸石孔道和酸度的影响

采用XRD、N2物理吸附、NH3-TPD以及TEM、IR和NMR手段,系统研究了NaOH碱液后处理对低硅铝比纳米ZSM-5沸石(Si/Al摩尔比为14.5、晶粒度为20～50 nm)孔道和酸度的影响.结果表明,在碱液中,低硅铝比纳米ZSM-5沸石主要发生限域脱硅,而且低硅铝比纳米ZSM-5沸石的碱液脱硅难度大于高硅铝比沸石.但在适当的碱液处理条件下(碱硅比为0.19～0.35,温度为60～80℃,处理时间为2～5 h)可以在其晶体内产生大量介孔,增加比表面积和孔容;同时增加弱酸和中强酸的浓度,并提高L酸比例.L酸的大量增加主要是由于产生了裸露的骨架铝(≡Alδ+),这与文献的观点有所不同.     

改性对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响

采用浸渍法和离子交换法，制备出一系列改性β沸石催化剂，考察了改性剂对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响。结果表明：硼、锌、铝改性可以提高β沸石的L酸中心，磷、镧、铈改性后β沸石的B酸中心增加。催化剂的B酸和L酸中心与丙烯转化率和异丙醚选择性之间存在着一定的对应关系：B酸量增加有利于提高丙烯转化率，L酸量增加有利于提高异丙醚的选择性。合适的B／L酸比例是催化剂同时具有高活性和高异丙醚选择性的关键。     

改性Y沸石上苯与二异丙苯烷基转移反应活性及结炭失活的研究Ⅰ.沸石的钠含量和硅铝比对表面酸性的影响

用调节交换液ｐＨ值、高温水蒸气处理和不同浓度磷酸溶液等三种不同的改性方法对国产Ｙ型沸石进行了改性处理，运用ＴＰＤ、红外光谱、ＸＲＤ、原子吸收光谱测试了催化剂的物理性质，考察了不同改性方法对催化剂中的钠含量及骨架硅铝比的影响，以及由此造成对催化剂表面酸性质的影响。实验结果表明，这三种改性方法均能将沸石中深层次的钠交换下来。钠的减少主要产生的是Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸中心，而当Ｎａ２Ｏ含量低于０．２‰时，产生的又主要是强Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸中心。其中，高温水蒸气处理不仅影响钠的含量，而且影响硅铝比。催化剂酸性质是钠含量和硅铝比两个相反因素结合作用的结果。此外，实验结果还发现高温水蒸气处理一方面影响Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸量，一方面又能降低Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸强度。而磷酸改性只能同时改变各种强度的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸量，对酸强度则没有影响。     

低温水热处理对HZSM-5沸石结构和催化性能的影响

用XRD,IR,XPS,程序升温脱附(TPD)、低温氮吸附、TG积炭反应和常压脉冲与连续流动微反色谱装置研究了低温(573～823K)水热处理 HZSM-5沸石的结构和表面性质的变化,考察了沸石催化剂活性和稳定性的变化规律。结果表明,经低温水热处理后,HZSM-5沸石的结构没有大的改变,XPS结果表明在723K出现脱铝作用,在773K以上晶胞体积略有收缩,但未出现晶体对称性变化,NH_3-TPD和IR数据表明随水热处理温度提高,表面总酸减少,强酸中心呈线性下降,水热处理使表面B酸中心数大幅度减少,正己烷、庚烯和甲醇的转化反应表明673K处理的沸石具有最高催化活性,产物中芳烃和C_(5+)脂肪烃选择性均呈现最大值和最小值,沸石催化活性增大现象出现在沸石脱铝作用之前,此时表面B,L酸中心数接近相等,高于673K处理使催化剂稳定性显著增加。     

高硅Y沸石的合成研究进展

Y沸石的合成及在流化催化裂化中的应用在现代石油化学工业中具有里程碑意义. Y沸石的骨架硅铝比直接影响材料的热/水热稳定性及催化性能. 提高Y沸石的骨架硅铝比、 合理减少酸中心密度、 提高酸强度, 进而改善催化裂化反应性能一直是学术界和工业界关注的重要课题. 目前工业使用的高硅Y沸石均是通过复杂的后处理方法获得的. 与复杂的后处理方法相比, 直接合成高硅Y沸石是更理想的方式, 但其难度大, 为分子筛领域具有挑战性的课题. 本文系统总结了高硅Y沸石的直接合成研究进展, 分别对无机合成体系和有机模板剂合成体系进行综合评述, 并介绍了Y沸石的晶化机理研究进展.     

ZSM-5型分子筛的表面酸性与催化活性

合成了一批不同硅铝比的HZSM－5沸石分子筛，并用CO62 ,Fe^3 离子对其进行改性，测定了它们在醛氨缩合反应合成吡啶中的活性和选择性。对照它们的NH3－TPD，吡啶吸附红外光谱，研究了催化剂的表面酸性与醛氨缩合催化活性的关系。研究表明，硅铝比较小时，HZSM－5的酸中心较多，但过多的酸中心会引发其它的裂解反应和缩合反应，从而降低催化剂的活性和选择性；当硅铝比为120左右时，催化活性达到最大，吡啶碱产率达60％；若继续增大硅铝比，则无足够的酸中心进行反应，用Co^2 ,Fe^3 离子对HZSM进行改性，其B酸中心变化不明显，L酸中心减少，对氨气的吸附能力有所下降，从而保证了适当的酸中心暴露，有利于反应，采用CoZSM-5催化剂，吡啶碱产率可达78％。     

HZSM—35沸石表面酸性对二甲苯异构化反应的影响

本文研究了HZSM-35沸石催化剂的酸性对二甲苯异构化反应的影响。实验结果表明,在HZSM-35沸石表面存在着B酸和L酸中心,二甲苯异构化反应主要在较弱的B酸上进行。证实了不同晶化时间合成的HZSM-35沸石具有不同的酸性。以X射线衍射光谱、差热分析谱图,红外光谱关联不同晶化时间沸石的酸性与二甲苯异构化反应的活性和选择性的关系。找到了用HZMS-35沸石作催化剂进行二甲苯异构化较适宜的硅铝比、晶化时间、残钠量、脱氨温度和时间。     

Hβ沸石表面酸性质的研究

 采用四乙基氢氧化铵为模板剂,分别以铝酸钠和拟薄水铝石为铝源合成了β沸石,经硝酸铵溶液离子交换、柠檬酸处理及高温焙烧后制得Hβ沸石.采用NH3-TPD, 吡啶吸附态IR, 29Si NMR及27Al NMR技术研究了Hβ沸石的酸性位及脱铝与补铝过程. 结果表明,经柠檬酸处理后Hβ沸石酸强度减弱,总酸量增加,弱酸量增加的幅度大于强酸量增加的幅度,B酸量增加,L酸变化不明显. 柠檬酸处理具有脱铝与补铝的双重功能,脱铝可能主要发生在Si(2Al)位,补铝可能主要发生在Si(0Al)D位. Hβ沸石的酸性及酸度与β沸石的合成条件、离子交换条件及酸处理条件密切相关,在一定的Si/Al比(10~15)范围内, Hβ沸石的酸度决定于骨架硅的铝配位数及其分布.     

铝化β沸石的硅铝分布及表面酸性质

研究了铝酸钠溶液处理对β沸石硅铝分布及表面酸性质的影响。通过XRD，NH3－TPD，Pyridine-IR及NMR表征了经NaAlO2溶液处理后的Hβ沸石的表面酸性质。结果表明，Hβ沸石的总酸量增加，B酸量和L酸量亦增加。NaAlO2溶液处理对β沸石具有补铝功能，补铝机理为Al(OH4)^-阴离子在Si(0Al)A位发生同晶取代。甲苯歧化与C9芳烃烷基转移反应的催化性能考察结果表明，NaAlO2溶液处理可以提高β沸石催化剂的芳烃转化率和（B＋X）选择性。     

ZSM-5沸石骨架铝迁移规律的研究 Ⅲ.ZSM-5沸石骨架铝迁移的可逆性

考察了水热条件下HZSM-5沸石骨架铝的迁出,气-固或液-固反应条件下外界铝进入骨架的影响因素及表面性质的变化。发现在相同的条件下,随ZSM-5沸石硅铝比的增加,铝迁入骨架的比率增大;经水热处理后较相同数量级硅铝比的未经处理的沸石的铝迁入骨架速率快,结合骨架铝迁移的机理对此现象进行了讨论。在400℃气-固反应时,进入沸石骨架的铝量达400—600℃总量的75—80％,和在400℃水热处理时骨架铝的迁脱量相当(80％),这部分铝主要对应于强酸中心位,说明沸石骨架中对应于酸中心较强而稳定性较弱的铝易迁出也易迁入,表明酸性中心是可逆的。     

脱铝丝光沸石的吸附性能研究

丝光沸石是优良的吸附剂和工业生产对二甲苯的实用催化剂。脱铝是使丝光沸石改性的有效方法。Chen报道了脱铝丝光沸石对环己烷的吸附量在硅铝比为15～50范围内随硅铝比增加而减少,而在50～90范围内变化很小。张红浪等用高温水蒸气处理结合酸洗的方法脱铝,得到不同硅铝比的丝光沸石,并研究了脱铝对其结构、酸性和催化性能的影响。本     

ZrO_2负载量对ZrO_2-脱铝沸石在生物质油催化裂化中的性能影响

用浸渍法制备了ZrO_2负载量不同的ZrO_2-脱铝沸石作为生物质油催化裂化反应催化剂,并用XRD、SEM、TPD和FT-IR等对复合氧化物的晶相结构、酸种类、酸量等进行了表征。结果表明,ZrO_2-脱铝沸石表面存在B和L酸中心,并以B酸为主,随着负载量增多,其B酸中心增加,酸强度增强,对生物质油都有催化裂化的反应活性,其中10%ZrO_2-脱铝沸石表现出较好的裂化反应活性,小分子裂化产物分布较多,较强的酸中心,能促进裂化反应和含氧有机物的脱羰、脱羧,脱氧率较好,但结焦程度亦增大。     

含氟复合模板剂体系对Hβ沸石酸性的影响

 采用XRD,NH3-TPD,FT-IR和MAS NMR等表征技术和甲醇脱水探针反应研究了含氟复合模板剂体系对Hβ沸石酸性的影响. 与单四乙基溴化铵模板剂体系相比,含氟复合模板剂中的氟离子使铝更易于进入β沸石骨架,提高了沸石的总酸量、B酸/L酸比及强酸/弱酸比,使沸石表现出强的B酸酸性.     

脱铝丝光沸石的酸性及其催化性能研究

用高温水蒸汽处理及酸洗的两步法,制备了硅铝比为15.8—186的脱铝丝光沸石(DHM)由NH_3的TPD和吸附吡啶红外光谱研究了各种DHM的酸中心数、酸强度以及B和L酸中心随丝光沸石脱铝的变化规律。用脉冲微反技术研究了芳烃在DHM上的反应活性和选择性,并将酸性与催化性能同沸石的微观结构进行了关联,发现随着脱铝,酸性逐渐变弱,与骨架铝T(1)关联的酸中心强度最强,与T(2)关联的其次,与T(4)关联的较弱,与T(2)和T(4)相关的酸中心分别是甲苯歧化和二甲苯异构化的活性中心,某些芳烃反应所需的酸强度顺序为甲苯脱烷基>甲苯歧化>二甲苯歧化>二甲苯异构化。     

合成云母蒙脱石的交联及其性能的研究

分别用十三铝低聚物和丙胺基三乙氧基硅烷与合成云母蒙脱石交联,制得了柱高分别为0.83和0.86 nm的交联云母蒙脱石Al-CLM和Si-CLM。按Si-O键长估算,硅柱可能由SiO_2的三聚物构成。IR、DTA研究结果表明,在交联蒙脱石焙烧时,因交联而使八面体层中羟基易于脱除。云母蒙脱石交联物的酸性与柱的性质有关。硅交联物的强酸点减少,弱酸点增多,B酸所占份额增加。铝交联物强酸点增加,弱酸点减少,L酸所占份额增大。裂解活性主要与催化剂强酸中心有关。活性衰减速率似受强L酸影响更多。     

Y沸石的酸性

用^29Si MAS NMR(MAS为Magie Angle Spinning), 统计计算,NH3-TPD 等方法对(NH4)2·SiF6去铝补硅得到的高硅Y型沸石的酸位分布情况进行了研究, 并与典型酸催化反应数据相关联, 证实了Y型沸石的酸位强度取决于A1原子的周围环境, 即与次邻位A1原子数目n-NNN(NNN为Next Nearst Neighbor)有关, 沸石的强酸性来自次邻位无A1原子的AIO^-4四面体。 NH3-TPD法测量的沸石酸量和酸强度数据与^29Si MAS NMR 实验结果和统计计算得到的不同n-NNN A1位的分布是一致的。 随着A1含量减少, Y型沸石表面的总酸量是单调下降的。但强酸量却是先增加后下降, 在A1/(A1+Si)为0.15左右出现极大值。不同硅铝比的Y型沸石对典型的强酸性和弱酸性催化反应的活性变化规律亦与酸性相吻合。