程序升温脱附研究沸石的表面酸性Ⅱ.在不同Ca2+,NH4+离子交换度的Y型沸石上正丁胺的程序升温脱附峰谱

用正丁胺作为吸附质,考察了在不同交换度的NaCaY和NaNH_4Y沸石上的程序升温脱,附。正丁胺在NaY上的TPD图谱基本上和吡啶的相同,不同处是在350℃以上尚有一小峰包(峰Ⅲ)。NaY中Na~+离子经Ca~(2+)离子交换后,峰Ⅱ向低温处转移,而肩膀峰(峰Ⅰ)亦渐趋消失。在NH_4~+交换后的NaHY分子筛上,除峰Ⅱ、峰Ⅰ有与CaNaY相似的变化外,在高温区,峰Ⅲ前另出一峰Ⅳ,它随NH_4~+离子交换度的增加而增大,同时向高温区位移,至NH_4~+交换度为90％时,峰Ⅲ和峰Ⅳ重合。Ca~(2+)或NH_4~+交换的NaY分子筛,其正丁胺的TPD图谱都具同一特征,即在高温区出现一新峰,表明NaY经钙或类似的其他离子交换后产生新的酸性吸附中心。经色谱鉴定,脱附产物只有正丁胺,其总吸附量随交换度增加而递减,表明正丁胺在Na~+离子上的吸附较强。     

氨在HZSM-5沸石上的吸附与程序升温脱附

ZSM-5沸石是一种多用途、性能独特的催化剂.它的催化性能与其表面酸性有着密切关系.文献上报道过一些用微量量热,量热滴定,红外光谱等方法从不同侧面来研究ZSM-5沸石的酸性.近来Topsφe等的工作表明,氨的程脱是研究沸石酸性的一种有效工具.本文采用真空重量法吸附装置与程脱技术联用,对不同胺合成和不同预处理条件的HZSM-5佛石的酸性进行了研究.     

烃在HZSM-5沸石上的程序升温脱附

本文研究了烃在HZSM-5沸石上的程序升温脱附(TPD).正己烷、环己烷和苯的TPD谱只有一个陡峰,对和间二甲苯的TPD谱均呈现出双峰.实验测得脱附活化能的次序为:正己烷>对二甲苯>苯>环己烷.水汽处理对正己烷的TPD影响不大;但对二甲苯的TPD影响较大.随着吸附量的增大,二甲苯逐渐占据孔道深处的强活性位置.     

ZSM-5沸石骨架铝迁移规律的研究 Ⅱ.不同价态金属阳离子对ZSM-5沸石骨架铝迁移的影响

用XRD,MASNMR,IR及NH_3-TPD等技术考察了不同价态金属阳离子引入ZSM-5沸石阳离子位对水热条件下骨架铝迁移的阻抑作用以及表面酸性的变化。实验证明,ZSM-5沸石中部分H~+被金属阳离子M(M=Na~+,Ca~(2+)或La~(3+)取代后,在≥400℃水热条件下骨架铝仍有迁脱现象,致使表面总酸中心减少,其中强酸中心减少较多,和相同水热处理条件下HZSM-5沸石的变化规律一致,但MZSM-5较HZSM-5保留有较多的骨架铝及酸中心,且骨架铝的迁脱量和酸中心的减少有很好的平行关系,说明1、2或3价金属阳离子进入ZSM-5沸石阳离子位都具有阻抑骨架铝迁移的作用。等当量交换的MZSM-5沸石阻抑骨架铝迁移的能力为La~(3+)>Ca~(2+)>Na~+(>H~+)。     

程序升温热脱附法研究HZSM-5和HM分子筛的酸性质

程序升温热脱附法测定HZSM-5和HM分子筛吸附氨的程脱谱均有两个峰。HZSM-5的峰Ⅰ和峰Ⅱ的T_M分别为199和418℃,HM的为207和526℃,它们代表了两种强弱不同的吸附中心。通过分析脱附的氨量,计算了强弱两种吸附中心数,并与两种分子筛中所含的理论酸中心数作了比较,得到了与两个峰相应的酸中心性质的信息。 另外用电子计算机模拟热脱附曲线的方法,测定了HZSM-5和HM分子筛上氨的脱附活化能E_d与覆盖度θ的函数关系,提出用E_d和E_d～θ表征酸强度和酸强度分布。结果表明:HM的强酸中心的强度较HZSM-5强,而且酸强度分布更不均匀。但两种分子筛的弱酸中心的性质从能量上看很相似,也较强酸中心均匀。     

环已胺在沸石分子筛上的吸脱附行为研究

本文以程序升温脱附(TPD)为主要实验手段,对环己胺在5种不同沸石分子筛上的吸脱附行为进行了研究。结果表明,沸石分子筛对环己胺有着较强的吸附作用,不同的沸石分子筛对环己胺的吸附能力受其结构和表面酸性特征的影响而异。有效吸附部位为与沸石分子筛表面酸性有关的弱化学吸附位;环己胺从不同沸石分子筛表面脱附的动力学与晶内扩散有关,其表观脱附活化能分别为:63.6kJ/mol(5A),68.6kJ/mol(13X),20.1kJ/mol(菱沸石),46.9kJ/mol(NaY)和47.3KJ/mol(ZSM-5)。     

MER型沸石骨架和骨架外阳离子的分子模拟

针对MER型沸石骨架和骨架外阳离子进行分子模拟研究。采用密度泛函理论(DFT)计算MER型沸石骨架中Al替代Si的替代能,确定了沸石骨架中Al替代Si的位置顺序,其优先位置为T_2;确定了骨架最小Si/Al为1.67。在此基础上,应用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法模拟MER型沸石骨架外阳离子的位置,并用DFT计算其结合能。结果表明,骨架外K~+、Na~+及NH_4~+有3种吸附位置,K~+优先占据弯曲的八元环;吸附位置中,K~+与NH_4~+优先吸附在Ⅱ位,其次是Ⅰ位,最后是Ⅲ位;在低Si/Al时,Na~+优先吸附在Ⅱ位和Ⅰ位,随Si/Al增加,Na~+优先吸附在Ⅲ位;从结合能的角度,沸石对K~+的吸附能力最强,其次是Na~+,最后是NH_4~+;Ⅲ位阳离子最容易交换,其次是Ⅰ位,最难交换的是Ⅱ位;阳离子与骨架的结合能越大,MER型沸石骨架外阳离子与骨架原子O和Al的平均距离越小。     

锌在ZnZSM-5沸石中的形态及其催化作用

采用NH_3－TPD和吡啶吸附红外光谱法，研究了不同含Zn量ZnHZSM-5沸石中Zn的存在状态．结果表明，用浸渍方式将Zn引入到HZSM-5沸石后，在NH_3－TPD谱上产生两个新的NH_3脱附峰．峰位分别在原HZSM－5沸石的低温峰与高温峰之间和比高温峰较高温区处，其相应的吸附中心分别以L_1、L_2表示．L_1可能与ZnHZSM－5沸石上ZnO物种相对应; L_2与吡啶吸附红外光谱的L_(1616)吸收带有关，可能与ZnHZSM-5上的ZnOH~＋物种相对应．丙烷芳构化反应结果表明，芳烃收率随L_2的脱附NH_3量的增加有一最宜值，而活性的稳定性则随之降低。     

CaNaY和HZSM-5沸石的组成对酸性中心数和活性的影响

用脉冲微型反应色谱研究了正己烷在不同交换度的CaNaY沸石及不同SiO_2/Al_2O_3比的HZSM-5沸石上的裂解反应及其吡啶中毒效应,测出了它们的速率常数和反应视治化能。CaNaY沸石的酸性中心数和活性部是随着 Ca~(2 )交换度的增加而增加,当Ca~(2 )交换度达60%左右时,出现一转折点,从这一点起酸性中心数们活性递增速率更快。Ca~(2 )虽然优先进入SI位,但在每个晶胞中也有两个易于被吡啶接近的酸中心。HZSM-5沸石的酸性中心数和裂解活性随着SiO_2/A_2O_3比的增加而急剧下降,直到SiO_2/Al_2O_3比到80以上时,才逐渐趋于平稳。酸性中心数和活性随硅铝比而下降的规律,正好同每个晶胞中铝原子数随硅铝比提高而下降的规律一致。     

热分解NH4Y型沸石的酸性

用量热滴定法、电位滴定法、脉冲色谱法等技术测定了各种热分解NH_4Y型沸石的总酸度、质子酸度、最高酸强度以及催化裂解反应活性,并对上述沸石的吸附吡啶进行了DTA—TG和N(1s)电子能谱的研究。结果表明,沸石的弱结合Al(16—17Al/U.C.)移去后,其总酸度略有下降,酸强度稍有增加,异丙苯裂解活性未发现明显变化。随着脱Al量的递增,吸附吡啶量降低。XPS图显示出,未脱Al的NH_4Y型沸石和脱Al沸石经焙烧后的差别,近乎是在“很薄”的表面层范围内。表面Al(OH)_(3-x)~(x+)阳离子不是沸石酸性和催化活性的决定因素,热分解NH_4Y型沸石的酸性主要来源于其骨架质子。     

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。     

氢型丝光沸石吸附芳烃的程序升温脱附及反应的研究

本文用动态程序升温脱附的方法,研究了甲苯等芳烃在氢型丝光佛石(HM)上表面反应的活性中心,并从脱附谱得到了有用的信息。脱附谱中共有四个峰,每个峰均对应于不同的化学过程。色谱分析的结果说明,第Ⅰ峰为脱烷基反应的活性中心,第Ⅱ峰为歧化和异构化的活性中心。因此从实验结果可以比较直观地观察到活性中心的种类,初步得到了有关HM对甲苯歧化、脱烷基等反应的活性、选择性及稳定性的信息。     

程序升温脱附研究CoH-FBZ上NOx的吸附

富氧条件下具有FAU和BEA两种拓扑结构的CoH-FBZ选择催化CH4还原NO，显示出较CoH Y和CoH Beta机械混合催化剂更好的催化活性。应用吸附和程序升温脱附(TPD)方法研究了NO和NO+O2与催化剂表面间的相互作用。结果表明，载体的拓扑结构直接影响N、O物种在催化剂表面的稳定性。NO与O2在CoH-FBZ表面形成的吸附态 NOy及NO在CoH-FBZ表面形成的吸附态相对更稳定。CoH-FBZ的NO+O2-TPD脱附曲线在630K和660K形成两个NO2脱附峰，表明在CoH-FBZ表面形成了新的 NOy吸附中心，即可能有新的Co位产生，该新Co位与沸石催化剂CoH-FBZ中新强酸位协同作用，使CoH-FBZ表现出新的CH4-SCR催化特性。     

Cd2+交换的NaX型沸石中阳离子的固态核磁共振研究

了解沸石中阳离子在活化过程中的行为是研究沸石催化机理的基础。本文考察了NaCdX沸石体系在各种状态下阳离子的核磁性质。直接证实了在脱水过程中Na~+从S_1位向超笼迁移。讨论了不同交换度的作品中Cd~(2+)对Na~(2+)运动性及受束缚强弱的影响。归属了~(23)NaNMR吸收的化学位移与Na~+受沸石骨架氧的束缚程度的关系。还考察了吸附各种不同分子对Na~+核磁行为的影响。     

氧在银催化剂上的吸附型式Ⅱ.氧化银-α-A12O3上氧的程序升温脱附

本文报道了氧化态银—α-Al_20_3催化剂上氧的程序升温脱附特性和吸附型式的实验结果。XPS表面分析表明经氧或含氧混合气处理之后的表面银以Ag_2O状态存在。程脱(TPD)图谱表明:当室温抽空净化表面时,有两个明显的程脱峰,其T_M值各在155和365℃左右。随抽空温度的增高,低温程脱峰逐渐发生位移,甚至消失。还对比考察了各种抽空温度下氧再吸附对程脱特性的影响。此外,还考察了预处理气氛对程脱峰的影响,并用加入乙烯使其与吸附氧发生反应的方法观察了相当于吸附型式的氧程脱峰的变化。根据实验结果讨论了氧在氧化银催化剂上的程脱峰、吸附型式和表面吸附中心之间的关系,以及可能的吸附机理。     

沸石分子筛上程序升温脱附谱的Monte Carlo模拟研究Ⅱ．不同晶粒的沸石分子筛

沸石分子筛上程序升温脱附谱的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟研究＊Ⅱ．不同晶粒的沸石分子筛王建国李永旺陈诵英彭少逸（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）关键词沸石分子筛，程序升温脱附，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟沸石分子筛被广泛用作吸附剂和催化剂的根...     

丝光沸石酸性组元对二甲苯临氢异构化的影响

用微型积分反应器研究了丝光沸石酸性组元的硅铝比和Na~ 交换度对二甲苯临氢异构化催化剂活性和选择性的影响。并用计算机逐步回归方法将这种影响进行了定量关联。采用吡啶和2,6—二甲基吡啶逐次毒化沸石表面的Br(?)ensted 酸和Lewis 酸中心的方法,测定了一组Na~ 交换度不同的催化剂的表面酸量及其对异构化的表观反应级数。初步探讨了沸石酸性组元——催化性能——酸性性质之间的关系。     

环戊烷和环己烷在silicalite-1分子筛上的热脱附行为

采用智能质量分析仪(IGA)及TG/DTG法研究了环戊烷和环己烷在硅沸石silicalite-1上的热脱附行为。当环戊烷在silicalite-1上吸附量小于4 m/uc时，TG/DTG曲线表明环戊烷在silicalite-1上存在一个脱附过程。吸附量大于4 m/uc，TG曲线显示热脱附过程明显分为两个阶段，DTG曲线中出现两个明显的脱附峰，彼此分离。环己烷在silicalite-1上只存在一种脱附过程，DTG曲线只出现一个脱附峰。从环戊烷和环己烷的热脱附曲线中也可看出，随着吸附量的增加脱附峰温逐渐向高温方向偏移。     

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．     

X型沸石K~+交换度对CH_4/N_2吸附分离性能的影响

以工业13X型沸石为原料,采用静态离子交换法制备KX型沸石,研究K~+交换度对X型沸石结晶度、孔结构、CH_4和N_2吸附分离性能以及吸附热等的影响。通过X射线衍射、骨架红外、77K下氮气吸附/脱附对KX型沸石进行表征。在298K、100kPa的条件下测定样品对CH_4和N_2的吸附等温线并对其进行Freundlich吸附式拟合和吸附热的计算。实验结果显示,随着K~+交换度的增加,样品的结晶度下降,比表面积和微孔体积下降。N_2的吸附量和吸附热随着K~+交换度的增加而减小;而CH_4的吸附量先升高后降低,当K~+交换度达到32%时,CH_4的吸附量上升至8.6cm3/g,此时CH_4/N_2的分离比最高达到3.1。