PEO-LiClO4-ZSM5复合聚合物电解质 I. 电化学研究

首次以“择形”分子筛ZSM5为填料, 通过溶液浇铸法制得PEO-LiClO₄-ZSM5全固态复合聚合物电解质(CPE)膜. 交流阻抗实验表明ZSM5的引入可以显著地提高CPE的离子电导率. 利用交流阻抗-稳态电流相结合的方法对CPE的锂离子迁移数进行了测定, 结果表明掺入ZSM5后锂离子迁移数明显升高. ZSM5的含量为10%时, CPE同时具有最高离子电导率1.4×10^－5 S•cm^－1(25 ℃)和最大锂离子迁移数0.353. PEO-LiClO₄-ZSM5/Li电极界面稳定性实验表明PEO-LiClO₄-ZSM5复合聚合物电解质在全固态锂离子电池领域具有良好的应用前景.     

PEO-LiClO4-ZSM5复合聚合物电解质 I. 电化学研究

首次以“择形”分子筛ZSM5为填料, 通过溶液浇铸法制得PEO-LiClO₄-ZSM5全固态复合聚合物电解质(CPE)膜. 交流阻抗实验表明ZSM5的引入可以显著地提高CPE的离子电导率. 利用交流阻抗-稳态电流相结合的方法对CPE的锂离子迁移数进行了测定, 结果表明掺入ZSM5后锂离子迁移数明显升高. ZSM5的含量为10%时, CPE同时具有最高离子电导率1.4×10^－5 S•cm^－1(25 ℃)和最大锂离子迁移数0.353. PEO-LiClO₄-ZSM5/Li电极界面稳定性实验表明PEO-LiClO₄-ZSM5复合聚合物电解质在全固态锂离子电池领域具有良好的应用前景.     

ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的合成与催化裂化性能

 采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱和核磁共振等多种物化方法对合成的ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛进行了表征，证明这种材料具有以ZSM－5为核层、以AlPO4－5为壳层的双结构特征．考察了合成条件对ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）分子筛形貌的影响，发现ZSM－5分子筛的加入方式对产物的形貌有较大影响．重油裂化反应结果表明，ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的催化性能比ZSM－5和ZSM－5／AlPO4－5机械混合分子筛样品好，表现为原油转化率和低碳烯烃、汽油及柴油收率提高．     

ZSM-5沸石膜内孔结构的研究

以正丁胺 (NBA)为模板剂、利用水热法在α -Al2 O3载体管上成功地合成了ZSM - 5沸石膜。对合成的沸石粉末及沸石膜进行热重分析 ,结果表明ZSM - 5沸石粉末孔道中的模板剂在 390℃和 550℃下分解最快。对膜在不同的焙烧温度下 ,单组份气体N2 、H2 、n -C4 H10 、i-C4 H10 的渗透通量进行了测量 ,结果表明在焙烧过程中 ,膜内主要有两种不同的孔产生 ,低温下晶间孔内的水份和模板剂首先逸出 ,这些孔对气体的选择性不大 ,但它们所占比例也不大。高温下沸石膜的晶内孔相继打开 ,膜的渗透选择性也随之提高。 60 0℃以后 ,膜内孔基本全部打开 ,膜对气体的理想选择性也达到最大。     

以环己胺为模板剂的ZSM－35分子筛的合成及其催化性能

 采用环己胺为有机模板剂成功地合成出ZSM－35分子筛．反应釜的转速对ZSM－35的晶化过程有明显的影响．NH3－TPD结果显示ZSM－35的酸性分布与ZSM－5分子筛类似，但ZSM－35具有强于ZSM－5的酸性中心．酸碱浸泡试验及热分析结果表明ZSM－35具有良好的耐酸碱性和热稳定性．在连续流动的固定床反应装置上，将担载少量镍的ZSM－35分子筛催化剂用于催化裂化汽油的加氢异构化反应，结果表明，Ni／ZSM－35催化剂可降低汽油中的烯烃含量，增加异构烷烃和芳烃的含量，从而提高汽油的质量．     

AlSi-ZSM-48沸石分子筛的合成及其催化性能

 考察了以廉价的1，6－己二胺为模板剂合成AlSi－ZSM－48沸石分子筛的条件及其在醚化碳四烯烃裂解生成丙烯和乙烯反应中的催化性能．结果表明，合成体系的碱度和盐类的加入对AlSi－ZSM－48沸石的合成影响极大，n（OH－）／n（Si）大于0．15时得不到AlSi－ZSM－48沸石，盐类如NaF和NaCl等的加入会抑制AlSi－ZSM－48的生成，而更利于ZSM－5等杂晶的产生．在醚化碳四烯烃的裂解反应中，AlSi－ZSM－48表现出优越的催化性能，可以得到高收率的丙烯和乙烯，两种烯烃的总收率可达40％以上     

高硅分子筛ZSM-22的动态合成及表征

 以1，6－己二胺（DAH）为模板剂，采用水热条件下的动态合成方法，合成出结晶度良好的ZSM－22晶体．研究表明，合成的关键是避免ZSM－5分子筛的生长，当n（Si）／n（Al）＝25～65，n（H2O）／n（SiO2）＝16．3～40．3，n（DAH）／n（Si）＝0．1～0．6和T＝428～448K时，都能稳定合成出ZSM－22分子筛．采用TEM，XRD，TG－DTA和NH3－TPD等方法，对ZSM－22晶体的形貌，生长动力学，模板剂的作用以及硅铝比对分子筛酸性的影响等进行了较详细的研究．实验结果和理论计算证实，1，6－己二胺分子以首尾相连的方式，线性排列并完全充满ZSM－22的十元环孔道，同时起到结构导向和骨架电荷平衡的作用．     

DeNOx催化剂FeZSM－5／RaneyFe的制备

 用原位晶化法合成了FeZSM－5／RFe（RFeRaneyFe）催化剂．合成液的组成为5Na2O·100SiO2·10TPABr·7000H2O，pH＞11．5．合成液中不含Al，ZSM－5分子筛的骨架Al只来源于RaneyFe的表面．此法提高了ZSM－5分子筛中骨架Al的稳定性和分子筛上Fe离子的负载量．FeZSM－5／RFe用作DeNOx催化剂时具有较高的活性和水热稳定性．     

PEO-LiClO_4-ZSM5复合聚合物电解质II.ZSM-5对离子电导率的影响

通过XRD ,DSC ,FT IR和SEM等方法对PEO LiClO4 ZSM5复合电解质进行了研究 ,结果表明ZSM 5可以有效地降低PEO LiClO4 ZSM5复合电解质中PEO的结晶度和玻璃化温度 ,从而提高其低温区域的离子电导率 .温度高于PEO的结晶熔融温度后 ,复合电解质离子电导率的提高则是由于在ZSM 5表面形成了有利于Li离子迁移的导电通道所引起的 .较高的离子电导率和较宽的电化学稳定窗口表明PEO LiClO4 ZSM5复合电解质在全固态锂离子二次电池领域具有良好的应用前景 .     

几种分子筛的转晶和混晶的控制及单一晶体的优化合成

 以六亚甲基亚胺作模板剂，在配料比一定的情况下，详细考察了反应温度和反应时间对MCM－22，ZSM－5，ZSM－35和丝光沸石分子筛成晶的影响．结果表明，MCM－22的最佳合成温度在低温区，ZSM－35易在提高反应温度或延长反应时间时形成，而作为中间相的ZSM－5和丝光沸石则在反应温度与反应时间合理匹配时才能以单一相生成．同时，探讨了晶种的加入对产物晶相的影响．在特定的温度和时间区间，能够合成出比例可控的ZSM－35＋MCM－22混晶，ZSM－5＋ZSM－35混晶和ZSM－35＋丝光沸石混晶，并从分子筛孔道和结构单元的特点出发，就转晶发生对温度和时间的依赖性作了解释．     

ZSM-5的水热改性及其在合成气经二甲醚制汽油中的应用

对合成气经二甲醚制汽油两段等压反应系统中的ZSM-5分子筛催化剂进行原位水热处理,研究了不同温度下水蒸气处理ZSM-5分子筛的结构、表面酸性及催化反应性能。XRD、XRF、BET、NH₃-TPD 和 TPO等表征手段表明,水热处理温度为400℃时会使ZSM-5分子筛大部分非骨架铝脱除,酸中心数量减少,比表面积增加,提高了催化剂的活性及产物选择性。     

ZSM-5分子筛酸性质对甲醛合成三聚甲醛催化性能的影响

ZSM-5分子筛是合成三聚甲醛的有效催化剂。本工作通过XRF、XRD、SEM、NH₃-TPD、Py-FTIR和²⁷Al MAS NMR等手段对一系列不同SiO₂/Al₂O₃物质的量比的ZSM-5分子筛催化剂进行了表征,研究了ZSM-5分子筛中Brønsted酸中心和Lewis酸中心对其甲醛合成三聚甲醛催化性能的影响。结果表明,SiO₂/Al₂O₃物质的量比为250的ZSM-5分子筛具有合适的Brønsted酸中心用于催化甲醛缩聚为三聚甲醛的反应,同时其Lewis酸中心量极少,可有效抑制Cannizzaro或Tishchenko等副反应,提高三聚甲醛的选择性,因而具有最佳的合成三聚甲醛催化性能。寿命实验评价结果显示,SiO₂/Al₂O₃物质的量比为250的ZSM-5分子筛具有良好的催化稳定性,单程寿命长达114 h,并且可通过550℃焙烧再生恢复其催化活性。     

低温加氢裂解脱除高硅ZSM-5分子筛内TPAOH模板剂

分子筛膜的合成和应用是近年来的研究热点, 特别是具有独特孔道结构的MFI 型分子筛膜. 但由于膜内有机模板剂在高温脱除时会导致膜产生缺陷, 进而影响分子筛膜的应用. 所以分子筛膜及分子筛晶体中有机模板剂的低温脱除工艺一直是研究者们致力解决的问题之一. 本文系统考察了高硅ZSM-5分子筛晶体内有机模板剂(四丙基氢氧化铵, TPAOH)在H₂/N₂气氛下的低温裂解脱除规律, 采用低温加氢裂解工艺, 在350 ℃以下可有效脱除分子筛晶体孔道内的有机模板剂. 通过对裂解后分子筛晶体的比表面积(BET)、热失重(TG)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和拉曼光谱表征证实, 相比于空气和氮气气氛, 含氢还原性气氛更有利于模板剂的低温脱除, 脱除率随温度的升高而增加; 280 ℃时, 加氢裂解后晶体的BET比表面积已达到252 m²·g^-1, 仍有少量有机残余物; 350 ℃时, 加氢裂解后晶体的BET比表面积可达到399 m²·g^-1, 仅有微量无机碳残余物. 此外, 低温加氢裂解后的分子筛表面相对洁净, 且氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)结果表明低温加氢裂解后的ZSM-5 分子筛晶体具有相对较多的酸性位.     

生物质合成气一步法合成LPG的实验研究

由生物质气化合成液体燃料(甲醇、二甲醇和低碳烃类),是理想的碳中性绿色燃料,将其用作城市交通和民用燃料,已经引起全世界的广泛关注.[1,2]     

Synthesis and Characterization of ZSM-5/β Co-Crystalline Zeolite

ZSM-5/β co-crystalline zeolites with different content of ZSM-5 have been synthesized by adding different amount of ZSM-5 to the synthetic system of β zeolite with NaAlO2, silica sol as the source of aluminum and silica, respectively, and TEA as the template under controlled condition of the synthesis. The ZSM-5/β co-crystalline zeolite was studied by XRD, SEM, BET and NH3-TPD. The reaction activity of toluene alkylation was investigated with a mixture of toluene-methanol as the feedstock in a pulse micro-reactor over the ZSM-5/β co-crystalline zeolite. It is found that ZSM-5/β co-crystalline zeolite has two kinds of zeolite structure including ZSM-5 and β zeolite, not in the form of a physical mixture. The pore structure of ZSM-5/β co-crystalline zeolites is different from that for β zeolite, ZSM-5 and their physical mixture. In addition, the peaks of both high and low temperature desorption of ammonia over the ZSM-5/β co-crystalline zeolite shift 23 ℃ to lower temperatures and the acid amount of its strong acid is 3% more than the physical mixture. So the ZSM-5/β co-crystalline zeolite produces the highest content of xylene, which is 10.4% higher than the physical mixture. And the ZSM-5/β co-crystalline zeolite has better selectivity for toluene alkylation and weaker de-methylation than β zeolite, ZSM-5 and their physical mixture.     

ZSM-5/ZSM-57复合分子筛催化剂上混合C4烃的催化转化反应

以ZSM-5/ZSM-57复合分子筛为催化剂, 考察了其对混合C4烃催化转化的反应性能. 采用氨程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅立叶变换红外(FT-IR)光谱技术表征复合分子筛的酸性质. 结果表明, 当复合分子筛中ZSM-5的含量较低时, 比ZSM-5具有更高的催化活性及乙烯和丙烯选择性, 这是因为此时复合分子筛酸强度较高、酸量较多, 且小孔ZSM-57有利于乙烯和丙烯的择形反应. 而当复合分子筛中ZSM-5的含量较高时, 具有较高的苯和甲苯选择性, 其原因可能是其孔结构及共晶生长时的结构匹配性对芳构化反应有利.     

ZSM-5／MOR复合分子筛催化剂对混合C4烃转化反应的催化性能

以ZSM-5/丝光沸石(MOR)复合分子筛为催化剂,对混合C4烃的催化转化反应进行了评价,并采用程序升温脱附和原位红外光谱技术对ZSM-5/MOR的酸性进行了表征. 结果表明,与ZSM-5相比, MOR具有很低的催化活性,但ZSM-5/MOR复合分子筛具有较高的催化活性,随着ZSM-5/MOR复合分子筛中ZSM-5含量的增加, C4烃转化率稍有升高;在C4烃转化率大致相同的情况下,乙烯和丙烯的总选择性比较接近,但苯和甲苯的总收率却快速升高. 随着ZSM-5/MOR复合分子筛中ZSM-5含量的增加,弱酸和中强酸的酸量逐渐减少,强酸的酸量有所增加. 由于ZSM-5/MOR复合分子筛中MOR对ZSM-5起到分散作用而产生更多的L酸中心,且此L酸中心处于分子筛的外表面而具有较高的能量,导致苯和甲苯的总收率升高.     

杂原子分子筛(ⅩⅤ)-含镓ZSM-5型沸石的合成、结构及其性能的研究

以水玻璃、三氯化镓、1,6-己二胺和水为原料,合成了SiO₂/Ga₂O₃为60-38间的含镓ZSM-5型沸石.X-射线谱图表明含镓ZSM-5型沸石与硅铝ZSM-5型沸石相似,电子探针的分析结果表明镓原子进入了沸石骨架。     

ZSM-5分子筛结晶度及晶粒大小的影响因素

以硅溶胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,用晶种法制备ZSM-5分子筛.考察了物料混合方式、陈化时间、晶化时间、晶化温度、碱度和水量等对ZSM-5分子筛相对结晶度和晶粒大小的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析等对所合成样品进行了表征.结果表明:在一定的高碱度条件下形成高浓度的硅铝酸盐凝胶,才能合成出晶化良好的样品,ZSM-5分子筛是按固相机理形成的;合成ZSM-5分子筛的相对结晶度和平均颗粒度均随晶化温度的升高及硅铝酸盐凝胶浓度的增加而增大,在室温陈化24 h、180℃晶化12～24 h时相对结晶度最高,平均颗粒度基本上与陈化时间无关.     

以天然矿物为全部硅铝源低成本绿色合成ZSM-5分子筛的研究

ZSM-5分子筛被广泛地应用于催化、吸附分离、离子交换和绿色化工等领域,但目前其合成主要是以无机化学品为硅铝源,从源头来看是非绿色化的过程.我们以热活化的硅藻土和亚熔盐活化的累托土为全部硅铝源,通过调变两种矿物的加入比例调变合成体系的硅铝比,在水热合成体系中制备ZSM-5分子筛.系统地考察模板剂用量、碱度、投料硅铝比、晶化时间等合成条件对产物结构和性质的影响,并对在最优条件下合成的ZSM-5分子筛的物化性质进行了详细地表征,结果表明：以天然矿物为全部硅铝源可以合成出具有较高结晶度、晶粒尺寸约为4 μm的六面体挛晶形貌的ZSM-5分子筛,该分子筛比商业ZSM-5分子筛具有更高的水热稳定性和更优的加氢异构性能.