气固相取代法制备Ti-β沸石Ⅰ.母体脱铝处理的影响

钛硅分子筛TS-1在有稀双氧水(30%)参与的多种有机化合物选择氧化反应中具有优异的催化性能,因而被认为是分子筛研究领域的一个里程碑[1].但由于其拓扑结构所限,TS-1孔道尺寸只有O.55 nm左右,动力学直径大于0.6 nm的有机物分子难以扩散进入其孔道内部.相继,人们报道了水热合成的Ti-β(0.7 nm×0.7 nm)[2～4]和Ti-MCM-41(2～50 nm)[5]等大孔径含钛分子筛.这些类型的含钛分子筛在催化选择氧化某些有机大分子的反应中表现出TS-1所无法比拟的催化活性.气固相取代法是制备含钛沸石的一种新颖的方法,由于其工艺简单、操作方便而受到人们的重视[6～9].本文以经过盐酸脱铝的β沸石为母体,在一定的气固相反应温度下和TiCl4蒸气接触制备Ti-β沸石,重点考察了母体的脱铝处理条件对钛进入沸石骨架的影响.     

一种简单组装纳米沸石粒子层的方法及其二次法成膜研究

使用一种简单、新颖的纳米沸石晶体自组装方法, 以γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AP-TMS)为偶联剂, 成功地实现了纳米A型沸石粒子在多孔不锈钢、陶瓷以及单晶硅表面的沉积组装, 获得了覆盖度高的续、均匀的沸石粒子层. 组装过程在合成釜内分为载体功能化和晶种化两步. 以该沸石粒子层为晶种二次法成膜, 形成了交织生长的连续、均匀的沸石膜, 并用含少量水的苯甲醛混合液评价了微型膜的渗透蒸发性能, 水-苯甲醛分离系数超过10 000以上. 考察了使用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AP-TMS)、γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CP-TMS)和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(SP-TMS)三种不同偶联剂时, 纳米A型沸石晶体在多孔不锈钢、陶瓷以及单晶硅表面的自组装效果. 研究发现, 使用CP-TMS作为偶联剂时, 只在不锈钢载体上形成较为连续的粒子层, 而使用SP-TMS作为偶联剂时, 在三种载体上纳米A型沸石粒子均不能沉积形成粒子层. 对偶联剂的作用和粒子组装机制进行了讨论和预测.     

杂原子Sn-β分子筛的脱铝补位两步法制备、表征及其催化环己酮Baeyer-Villiger氧化性能

采用酸处理Al-β脱铝以产生T"空位",再高温焙烧插入Sn,即脱铝补位两步法制备了杂原子Sn-β分子筛.考察了β沸石中T"空位"数量、母体硅铝比和焙烧温度等因素对Sn-β分子筛形成与性能的影响,并利用X射线衍射、红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电镜、X射线荧光光谱和电感耦合等离子体原子发射光谱等手段及环己酮Baeyer-Villiger(B-V)氧化反应,对催化剂进行了表征和评价.结果表明,脱铝补位两步法可以制备Sn-β分子筛,且Sn以四配位形式存在于分子筛骨架中,在对环己酮B-V氧化反应中表现出较高的催化活性.     

用亚微米级晶种涂层法合成NaA沸石膜及其结构表征

 在大孔α-Al2O3陶瓷管载体上,采用亚微米级晶种涂层法在澄清溶液体系中二次生长成膜,制备了NaA沸石膜. 采用TEM,SEM和XRD等手段对晶种、陶瓷载体及沸石膜的结构、晶体形貌和成膜情况进行了表征. 结果表明,合成晶种的晶粒呈立方体,颗粒小(约150 nm)而均匀,无杂晶,可作为晶种在载体上进行预涂. 载体的孔径大而不均匀,表面粗糙不平整,直接成膜则表面仅有较少的沸石晶粒沉积,不能连续成膜. 经亚微米级晶种涂层后,载体表面形成了一层均匀、光滑的晶种层(厚度为2～3 μm); 水热晶化成膜后,膜表面晶粒相互交织生长完好,无晶间隙,所得膜致密,连续,规整,清晰,无裂缺. 该法是一种制备沸石膜的好方法.     

Ti-HMS和TS-1分子筛结构和催化性能的对比研究

 采用长链十二烷基胺为模板剂,成功合成出含钛中孔分子筛Ti-HMS, 并针对其晶化过程、结构特征以及催化性能与修正经典法制备的微孔分子筛TS-1进行了对比. 结果表明,中孔分子筛Ti-HMS的晶化机理不同于微孔分子筛TS-1的晶化机理. 随着晶化温度的提高, Ti-HMS分子筛的相对结晶度降低,且晶化过程中母液的pH值变化不大. TEM照片显示, Ti-HMS分子筛的孔壁整体上呈无定形,在局部区域可能存在晶态或者类晶态物种. 与TS-1分子筛相比, Ti-HMS分子筛的活性中心(骨架钛)处在畸变的四面体环境中. 中孔分子筛Ti-HMS可以满足大分子硫化物(如苯并噻吩)氧化反应的要求; 对于小分子硫化物(如噻吩)的氧化反应,微孔分子筛TS-1催化剂效果更好.     

微通道反应器内"就地"合成沸石膜催化层及其性能

采用简单、新颖的沸石粒子引入方法,将NaX沸石晶种引入不锈钢微反应器的微通道内,并用流动法"就地"直接在微通道内通过沸石生长形成NaX沸石膜层,经铯离子交换处理成为CsNaX催化层,用苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应评价了该催化层的催化性能.结果表明,微通道内形成的沸石膜层连续,均匀,具有良好的催化功能.微反应器内缩合反应的结果明显优于传统反应器.     

以阳离子聚合物为介孔模板合成多级孔 TS-1

分别以阳离子聚季铵盐-7和聚季铵盐-6为介孔模板,通过水热法合成了多级孔TS-1沸石,采用X射线衍射、紫外可见光谱、扫描电镜、透射电镜及N2吸附-脱附等手段对所得样品进行了表征,并考察了其催化苯并噻吩及噻吩氧化反应性能.结果表明,聚季铵盐-7的加入对多级孔TS-1的晶化、钛物种的配位状态及晶粒形貌的影响不大;而随着聚季...     

澄清溶液体系二次生长法NaA型沸石膜的生长机制及膜厚的控制合成

用晶种涂层二次生长成膜法研究了在含水量不同的澄清溶液合成体系中NaA型沸石膜的生长及沸石膜厚度的控制合成.用SEM,TEM和XRD表征手段分析了沸石膜的形成过程和微结构.在载体表面不涂晶种而直接合成则不易形成连续沸石膜;用晶种涂层二次法可以很容易形成均匀的连续膜.合成液中水量的高低强烈影响沸石膜的生长速率、形成结构和膜的厚度.在高水量(水硅摩尔比为2000)的合成体系中沸石生长速率慢,膜主要通过晶种层中的晶粒长大,交织成膜,且膜只有一层结构;而在低水量(水硅摩尔比为750)的合成体系中沸石生长速率快,膜则通过晶种层表面晶粒向外生长、交织成膜,而膜具有两层结构.通过调变合成液的水量可有效地控制沸石膜层的厚度,并能制得非常均匀、连续的膜.     

NiO或NiSO4改性的纳米HZSM-5催化剂的加氢脱硫活性

研究了纳米HZSM-5及其用不同镍化合物改性的催化剂的脱硫活性. 结果表明,对全馏分催化裂化汽油脱硫, NiSO4改性比NiO改性的催化剂有更好的脱硫活性稳定性. 通过催化剂吸附吡啶前后的傅里叶变换红外光谱、氨程序升温脱附和微分热重分析等表征结果发现, NiSO4中的SO2-4与催化剂中的Al2O3之间存在着较强的相互作用;这种相互作用可以产生类似于超强酸的酸性质,大大提高了催化剂路易斯酸中心的数量和强度,从而提高了催化剂催化脱硫活性的稳定性.     

不同介质中热处理TS-1的表征及催化性能

 分别以水汽和空气为介质对TS－1进行热处理，并采用XRF，XRD，FT－IR，UV－Vis，27AlMASNMR，29SiMASNMR，31PMASNMR和NH3－TPD等手段对TS－1热处理后骨架结构变化及B酸中心和酸量变化进行了分析．以丙烯环氧化反应为探针，考察了酸中心变化对TS－1催化性能的影响．结果表明，TS－1中的微量铝随着热处理温度的升高而减少，导致B酸中心数量及总酸量减少，环氧丙烷选择性提高，以水汽为介质热处理时脱铝更明显．热处理温度达到750℃时，TS－1分子筛中的硅氧四面体发生变化，不同的介质对骨架钛产生不同的影响．