新型催化材料丝光沸石金属铬覆盖物

新型催化材料的研制一直是催化界努力探索的课题。1990年Davis等利用改进的水热法制备了Y型沸石Cu的覆盖物(Y/Cu),并预言这一新型材料有可能在催化、电化学和光化学等领域发挥重要的作用,但到目前为止,有关其应用方面的研究未见报道。 以往制备金属-沸石分子筛材料大多是采用离子交换法、浸渍法等。固-液、汽-液同晶置换法则将金属原子直接引入沸石阴离子骨架,形成杂原子分子筛。沸石金属覆盖     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FT-IR)、N2吸附-脱附,能谱(EDS)以及NH3-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。     

Y沸石和多级孔Y沸石封装CuPhen配合物催化性能的比较

选用常规Y沸石和经后处理法制备的多级孔Y沸石为主体,采用自由配体法将铜菲咯啉(CuPhen)配合物封装在不同Y沸石中,制备了CuPhen/Y复合催化材料。采用X射线衍射、TEM、紫外-可见光谱、N_2吸附-脱附、ICP和TG等手段对所制备复合催化材料的物化性质进行了较为详细的表征,并对封装在不同Y沸石主体中的铜配合物在不同尺寸大小反应底物中的催化氧化性能进行了比较研究。结果表明,在以双氧水为氧化剂的反应体系中,封装于多级孔Y沸石中的铜配合物在不同环烷烃氧化反应中的催化活性均高于封装在常规Y沸石中的催化活性,体现出多级孔Y沸石更为优越的主体性能。此外,同封装于常规Y沸石中的铜配合物一样,封装在多级孔Y沸石主体中的金属配合物催化剂也具有良好的稳定性。     

含镍Y沸石的硫化及加氢脱硫性能

本文制备了不同形态的含镍Y沸石, 研究了温度, 时间和H~2S浓度对含镍Y沸石硫化的影响, 发现负载型含镍Y沸石最易硫化, 离子交换型次之, 骨架型最难硫化。考察了沸石表面硫化物物种的热稳定性和水热稳定性。指出高温下沸石脱附的水蒸汽能使硫化物发生水解, 导致催化剂失硫。用XRD, IR和化学分析等方法对硫化的含镍沸石催化剂进行表征, 硫化后沸石表面形成的NiS~x有可能是属正交晶系的Ni~7S~6化合物。对噻吩加氢脱硫反应, 硫化的含骨架镍Y沸石无催化活性, 硫化的离子交换型含镍Y沸石活性比负载型含镍Y沸石高5-6倍左右, 因其酸性较强。催化剂表面酸性位和硫化镍活性位共存, 对噻吩加氢脱硫反应是有利的。     

Y沸石中不同状态铁离子的还原和催化性质

制备了Fe(Ⅲ)处于骨架四面体内、阳离子位及以氧化物形式分散在沸石表面的含铁Y沸石.用TPR方法测定样品的可还原性,发现不同形态的Fe(Ⅲ)其还原情况不同,在800℃以下均不能被还原成金属Fe.以异丙醇脱水和脱氢为探针,考察了样品的酸碱性,证实在沸石结构内引入不同形态的Fe(Ⅲ)可调变沸石的酸碱性.用乙苯脱氢和裂解反应考察了样品的脱氢活性.当样品表面金属离子和强酸位同时存在时,由于二者的协同作用,裂解反应有可能占主导地位.消除强酸位,增加碱性位,可显著提高脱氢的选择性.     

Y沸石的高温合成

采用甲基三乙氧基硅烷(MTS)为添加剂, 在高温(140 °C)条件下水热合成出具有六方片状形貌的Y型沸石. 相比于100 °C左右合成的Y型沸石, 高温合成的Y沸石具有更高的硅铝比值、更大的晶体宽厚比值以及对有机挥发物具有优异的吸附性能. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、²⁹Si固体核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、碳氢氮元素分析(CHN)、水接触角等表征, 证明了所合成的新型Y沸石具有甲基基团, 它们的存在增强了疏水性能, 提高了对有机挥发物的吸附能力.     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外（FT-IR）、N₂吸附-脱附,能谱（EDS）以及NH₃-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。     

Y沸石和多级孔Y沸石封装CuPhen配合物催化性能的比较

选用常规Y沸石和经后处理法制备的多级孔Y沸石为主体,采用自由配体法将铜菲咯啉（CuPhen）配合物封装在不同Y沸石中,制备了CuPhen/Y复合催化材料。采用X射线衍射、TEM、紫外-可见光谱、N₂吸附-脱附、ICP和TG等手段对所制备复合催化材料的物化性质进行了较为详细的表征,并对封装在不同Y沸石主体中的铜配合物在不同尺寸大小反应底物中的催化氧化性能进行了比较研究。结果表明,在以双氧水为氧化剂的反应体系中,封装于多级孔Y沸石中的铜配合物在不同环烷烃氧化反应中的催化活性均高于封装在常规Y沸石中的催化活性,体现出多级孔Y沸石更为优越的主体性能。此外,同封装于常规Y沸石中的铜配合物一样,封装在多级孔Y沸石主体中的金属配合物催化剂也具有良好的稳定性。     

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。     

微乳液法合成沸石/介孔二氧化硅复合微球

利用简单微乳液自组装体系, 制备了介孔二氧化硅与Y型或Ti-MWW沸石晶体复合形成的沸石/介孔二氧化硅微球(ZMMS). 硅源正硅酸四丁酯与阳离子型季铵盐表面活性剂形成稳定的O/W微乳液形成大颗粒, 沸石颗粒由于疏水作用而进入油相, 同时, 季铵盐表面活性剂和正硅酸四丁酯组装形成介孔材料. 优化合成条件可以有效控制复合微球的沸石/介孔二氧化硅质量比(0～2.3)和直径(186～965 μm). 两种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的介孔孔径分别为3.98 nm(Y型沸石)和3.75 nm (Ti-MWW型沸石). Ti-MWW沸石/介孔二氧化硅复合微球在液相催化环氧化反应中表现出良好的机械强度, 并且能够达到与Ti-MWW沸石原粉相当的催化活性.     

杂原子沸石的二次合成及其表征：Ⅱ.含Ti,Fe杂原子沸石

分别以NH_4Y及ZSM-5为原料,(NH_4)_2TiF_6、(NH_4)_3FeF_6为取代剂,进行液-固相类质同晶取代反应,并用XRD、IR、ESR、M(?)ssbauer谱等一系列方法进行了表征,结果发现:Ti进入了Y型及ZSM-S沸石骨架;Fe只进入了Y型沸石骨架,而没能进入ZSM-5沸石骨架,Fe、Ti杂原子进入沸石后,其晶胞参数增大,红外对称和反对称伸缩振动的频率向低频移动。     

正交试验法优化合成沸石对水中Cr(Ⅲ)的去除条件研究

以粉煤灰为原料,采用水热晶化一步法合成沸石,通过XRD和SEM对合成产品进行表征,L9(34)型正交试验研究Cr(Ⅲ)的优化去除条件,对沸石解吸及循环利用的可能性进行评价。结果表明,合成产品为规则的菱形或多面体形NaP1型沸石,直径约为6μm。正交试验表明水中沸石对Cr(Ⅲ)去除影响的主次顺序为Cr(Ⅲ)浓度、反应时间、溶液pH值和沸石加入量,较优水平组合为Cr(Ⅲ)浓度10mg/L、反应时间15min、溶液pH值2和沸石加入量1.5g/L,Cr(Ⅲ)的平均去除率为95.51%。可以使用蒸馏水和HCl洗脱沸石,达到沸石循环利用及洗脱液回用的目的。     

新型两亲性含钛β沸石的制备与表征

将Ti-β沸石经过正十八烷基三氯硅烷改性制得两亲性含钛β沸石，并通过 XRD，FT-IR，UV-vis和N_2吸附-脱附等手段对其进行了表征。同改性前样品相比， 制备出的两亲性含钛β沸石保持了原来的晶体结构，其BET比表面积和BJH孔容均稍 有下降。FT-IR和UV-vis结果说明该沸石骨架在存在四配位钛，从而有可能成为催 化烯烃环氧化反应的活性中心。由于外表面阔别分覆盖有憎水性的硅烷基团而其它 部分吃不开现亲水性，该两亲性含钛沸石分布于水/油两相界面处，因此该催化剂 可以应用于不添加共溶剂 的相界面催化反应。     

Y型沸石分子筛的水热法制备及表征——综合性研究型实验设计

介绍一个综合性研究型实验——Y型沸石分子筛的制备及表征。该实验以水热条件下溶胶-凝胶法合成分子筛为理论基础,采用导向剂法合成Y型沸石分子筛,并采用XRD、IR等手段对产物进行表征。该实验时间和步骤安排合理,可操作性强,可以在本科及研究生实验教学中推广。     

Ru(Schiff-base)/Y复合材料对苯加氢反应的催化性能研究

一种新的低温苯加氢催化剂Ru(Schiff-base)金属配合物, 通过自由配体法封装于Y型沸石的孔腔中。使用XRD、N2吸附、FT-IR、DRS、DTA对催化剂进行表征。结果表明, 复合催化剂中希夫碱(Schiff-base)配体改变了中心离子的电子结构，使其更容易与反应物分子形成配位过渡态，络合活化的反应物分子更容易转化为产物。与离子交换法制备的母体Ru/Y相比，对纯苯的催化加氢性能明显提高。希夫碱配体的几何尺寸对复合材料的催化性能也有很大影响。     

沸石分子筛表面烷基锡接枝反应的研究

介绍表面金属有机化学方法改性沸石分子筛的研究概况，简要总结了近年来国内外对某些重要的分子筛（如，Y型沸石，镓磷沸石，丝光沸石，MCM－41）表面接枝烷基锡的研究成果，参考文献32篇。     

含钛USY沸石的制备与表征

采用钛酸丁酯/无水乙醇溶液与USY沸石浸渍及采用氟钛酸铵溶液与USY沸石二次合成等方法,制备了一系列含钛USY沸石。通过XRD,FT-Raman光谱,正庚烷吸附等温线,UV-DRS及FT-IR光谱等手段的表征,表明在所制备的含钛USY沸石样品中,当Ti含量较小(≤4.8%TiO~2)时,Ti是以高分散状态分布在沸石表面。不同制备方法所得含钛USY沸石样品中,Ti的状态是各不相同的。UV-DRS和FT-IR证实,以二次合成法制备的含钛USY沸石样品中,Ti主要处于沸石骨架位;而以钛酸丁酯/无水乙醇溶液浸渍法制备的样品,Ti是以单齿(monofunctional)和双齿(bifunctional)形式与沸石的表面羟基相结合。     

有机-无机骨架杂化酸碱双功能高硅Y型沸石的制备和结构表征

以甲胺水溶液为改性剂, 高硅Y型沸石可在常温下吸附甲胺(MA)制备有机-无机杂化酸碱双功能高硅Y型沸石材料. X 射线粉末衍射(XRD), 固体²⁹Si魔角核磁共振(¹³C及²⁹Si MAS NMR)表征表明甲胺分子与高硅Y型沸石骨架相互作用导致沸石结构发生变化, 骨架上生成新的Si—N键及Si—OH. 以热重分析(TG/DTG), NH₃, CO₂程序升温脱附(NH₃-TPD和CO₂-TPD)研究杂化Y型沸石的酸碱性质及其经不同温度焙烧后的变化, 结果表明, 杂化后沸石的酸/碱量, 尤其是后者明显增大, 其原因是骨架上生成了新的Si—OH及Si—N键.     

含钛USY沸石的制备与表征

采用钛酸丁酯/无水乙醇溶液与USY沸石浸渍及采用氟钛酸铵溶液与USY沸石二次合成等方法,制备了一系列含钛USY沸石。通过XRD,FT-Raman光谱,正庚烷吸附等温线,UV-DRS及FT-IR光谱等手段的表征,表明在所制备的含钛USY沸石样品中,当Ti含量较小(≤4.8%TiO~2)时,Ti是以高分散状态分布在沸石表面。不同制备方法所得含钛USY沸石样品中,Ti的状态是各不相同的。UV-DRS和FT-IR证实,以二次合成法制备的含钛USY沸石样品中,Ti主要处于沸石骨架位;而以钛酸丁酯/无水乙醇溶液浸渍法制备的样品,Ti是以单齿(monofunctional)和双齿(bifunctional)形式与沸石的表面羟基相结合。     

超稳Y沸石制备技术对沸石铝分布的影响 Ⅱ.均匀铝分布的超稳Y沸石的制备

对水热处理后得到的USY沸石作进一步的酸处理以及采用改进的氟硅酸盐溶液骨架富硅工艺,分别得到了经XPS剖面分析证实为铝分布均匀的超稳Y沸石HAY-Ⅰ和HAY-Ⅱ。IR分析表明,在酸处理过程中从USY沸石中去掉的那部分非骨架铝类与3690cm~(-1)处羟基有关,仍残留在HAY-Ⅰ沸石中的那部分非骨架铝类与3670cm~(-1)和3600cm~(-1)处羟基有关。XRD和化学分析表明HAY-Ⅰ沸石仍含有约50％的非骨架铝类,而HAY-Ⅱ沸石则基本上不含非骨架铝类,HAY-Ⅱ沸石还显示更高的结晶保留度。DTA分析表明,HAY-Ⅰ和HAY-Ⅱ两种沸石的热稳定性均高于USY沸石。