以催化油浆为增孔剂的MCM-41介孔分子筛的合成

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源、硫酸铝为铝源，水热合成了以甲苯溶解的催化油浆为添加剂的MCM-41介孔分子筛，通过XRD、N2吸附脱附、TG-DTA、SEM等测试手段对合成样品进行了表征，重点研究了在甲苯/催化油浆=1∶1和2∶1（质量比）两个剂油比下分子筛结晶度、晶胞参数、BET表面积、平均孔径以及孔容等结构性质随催化油浆添加量的变化规律，并对合成机理进行了解释。结果表明，当剂油比为1∶1时，分子筛的结晶度和晶胞参数随催化油浆添加量的变化呈现先增加后减小趋势，当noil/nCTMAB=0.34时，其晶胞参数最大可以达到5.95 nm；当剂油比为2∶1时，随添加剂量的增加，分子筛结晶度降低，BET表面积成先增大后减小，而孔容和平均孔径呈逐渐增加趋势。当noil/nCTMAB＝0.15时，MCM-41的BET表面积可达1163.7m2·g-1，孔容可达到1.34cm3·g-1，平均孔径为4.34 nm。     

孔壁含有沸石次级结构单元的MCM-48的合成及催化研究

以双表面活性剂（双极性头表面活性剂和三乙醇胺）为模板，以含有沸石次级结构单元的溶胶为前驱体，在碱性条件下合成了新型介孔分子筛MCM 48。研究了沸石前驱体和三乙醇胺对产物MCM 48形成的影响，XRD和TEM表征结果表明，样品具有较高的结晶度和规则的孔径；FTIR和N2吸附表征结果表明，产物MCM 48的孔壁中含有沸石的次级结构单元，从而使得样品具有更大的比表面积。产物的重芳烃轻质化反应催化活性表明，实验样品对重芳烃的转化率比常规的MCM 48高，转化率约高出11%，进一步证明了实验样品的孔壁中含有沸石的结构单元。     

MCM-56分子筛催化苯与丙烯液相烷基化反应性能

在晶化釜内动态水热合成了MCM-56分子筛, 采用过氧化氢回流处理方法脱除模板剂, 获得了高比表面积分子筛MCM-56[MCM-56(H2O2)]. 采用XRD, N2气吸附-脱附, NH3-TPD和FTIR等对其结构和酸性进行表征, 考察了HMCM-56(H2O2)分子筛在苯与丙烯液相烷基化合成异丙苯中的催化性能. 研究结果表明, 过氧化氢回流处理能够有效去除模板剂. 与焙烧去除模板剂的HMCM-56(C)相比, HMCM-56(H2O2)分子筛的BET比表面积达到563 m2/g, 外表面积提高近2倍. 酸性表征说明, 与HMCM-56(C)相比, HMCM-56(H2O2)的总酸量较高而酸强度分布不变. 在苯与丙烯液相烷基化反应中, HMCM-56(H2O2)分子筛表现出更好的低温活性和更高的异丙苯选择性.     

用氟化氢－三乙胺复合模板剂合成SAPO－34分子筛

 采用X射线衍射、扫描电镜、氨吸附红外光谱及核磁共振等表征手段，研究了以氟化氢－三乙胺为复合模板剂合成的SAPO－34分子筛．结果表明，相对于用三乙胺模板剂合成的样品，用氟化氢－三乙胺复合模板剂合成的样品结晶度高，晶粒小，分子筛的酸量低，骨架中硅结构单一，比表面积和孔体积较大．以氟化氢－三乙胺复合模板剂合成的分子筛，在催化甲醇制低碳烯烃反应中结焦速率降低，生成乙烯及丙烯的选择性则略有提高．     

丙烯在ZSM-5沸石上齐聚反应的研究Ⅰ. 模板剂用量对丙烯齐聚反应的影响

考察了不同正丁胺(NBA)模板剂用量合成ZSM-5沸石的物化特性和催化性能.采用XRD、SEM、NH3-TPD和BET等手段对合成样品的物化特性进行了表征.结果表明,模板剂与SiO2摩尔比在0.67～0.22时合成的ZSM-5沸石结晶度高于90%;随着模板剂用量的减少,ZSM-5沸石的平均粒径减小,强酸量也存在相同的趋势.丙烯齐聚反应评价结果显示,模板剂用量对合成ZSM-5沸石的催化活性有显著影响,模板剂与SiO2摩尔比在0.67～0.45之间合成的沸石催化性能较好.     

含有乙醚的无胺无氟反应物体系中高硅丝光沸石的合成

本文研究含有乙醚的Na2O-Al2O3-SiO2-H2O反应物中高硅丝光沸石在413-453K下的水热合成。乙醚的存在能有效促进丝光沸石的结晶过程,且有助于提高产物结晶度和硅铝比。反应物胶体中硅铝比与碱度对产物的生成有关键作用。合成原料使用不同铝源,体系结晶规律相近,但产物的形貌和硅铝比有差异。在优化的反应条件下合成的高硅丝光沸石硅铝比达30左右。低温氮吸附与27Al魔角旋转核磁谱表征证实该沸石骨架结构完美,孔道开放畅通,其水热稳定性优于低硅丝光沸石。     

高中油型加氢裂化催化剂用Y型沸石的改性研究

采用络合-水热-酸联合处理的方法对Y沸石进行了改性,改性后的沸石用于制备高中油型加氢裂化催化剂,并考察了沸石改性对高中油型加氢裂化催化剂反应效果的影响。氮吸附、XRD、TEM和吡啶吸附 脱附红外光谱法等表征结果表明,酸处理可以有效脱除分子筛中的非骨架铝,增加改性Y沸石的比表面积和二次孔的孔容,并起到优化酸中心的目的。反应评价结果表明,Y沸石经酸处理改性后,由于比表面积、二次孔孔容的增加和酸性的优化,所制得的催化剂可明显提高高中油型加氢裂化加氢裂化的中油收率。     

不同沸石分子筛对乙基叔丁基醚合成反应的催化性能

 研究了液相、加压条件下，不同沸石分子筛对低温合成乙基叔丁基醚（ETBE）的催化性能．发现Hβ沸石的催化活性与A－35树脂催化剂的相当，远远高于其他沸石分子筛催化剂．醇／烯比对Hβ分子筛催化剂及A－35催化剂上ETBE的合成影响比较大．但是Hβ沸石分子筛上ETB E的选择性基本不受醇／烯比的影响，而醇／烯比对树脂催化剂上ETBE的选择性影响相对较大．加入粘合剂后，Hβ沸石分子筛催化剂的活性有所下降，但是加入致孔剂后，其活性有所提高．加入5％聚乙二醇4000后，在温度高于65℃时，Hβ沸石的催化活性已经与A－35的相当，在某些温度下，甚至高于A－35树脂催化剂的活性．     

用TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究Ⅱ.SAPO-34分子筛的表面酸性和催化性能

 以吗啉(C4H9NO)为主要模板剂,以少量四乙基氢氧化铵(TEAOH)为辅助模板剂合成了SAPO -34分子筛,并用氨吸附红外、核磁共振和氮吸附等手段对合成的SAPO-34分子筛进行了表 征. 结果表明,与单独以吗啉为模板剂合成的样品相比,用复合模板剂合成的分子筛样品的比 表面积和孔体积均有所增大; 由于在分子筛骨架中形成了“硅岛”,使其B酸量有所增加 ,对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能有所改善.     

分级孔沸石材料的合成、表征及其催化应用*

本文主要阐述了分级孔沸石材料的合成、表征及其催化应用的最新进展。基于分级孔的产生机制,系统地评述了分级孔沸石材料合成方法,包括水热处理、化学处理、酸浸法、碱浸法以及模板剂法,重点对模板剂合成法进行了分类阐述,进而对分级孔沸石材料的结构鉴定、织构性能、水热稳定性及酸性测定相关的表征方法进行了综述;最后结合实例说明了分级孔沸石材料在催化反应中的应用前景。     

Toughness enhancement of cellulose nanocomposites by alkali treatment of the reinforcing cellulose nanofibers

Nanocomposites were produced with NaOH aqueous solution-treated microfibrillated cellulose (MFC) and phenolic resin, and the mechanical properties were compared with their microcomposite counterparts based on pulp fiber. Tensile tests showed that strong alkali-treated MFC nanocomposites with resin content around 20 wt.% achieved strain at fracture values two times higher than those of untreated MFC nanocomposites and five times higher than those of untreated pulp microcomposites. The improvement in work of fracture of alkali-treated MFC nanocomposites was attributed to the ductility of the nanofibers caused by transformations in the amorphous regions along the cellulose microfibrils.     

DFC-1氢型丝光沸石的吸附热与甲苯歧化催化活性的研究

在工业生产条件下对催化剂和催化作用的动态研究已经引起重视。吸附热能反映催化剂表面能量状况和吸附分子间的相互作用,是表征催化剂表面性质的重要参量。对于国产甲苯歧化催化剂DFC-1氢型丝光沸石(简称HMDFC-1)的吸附热和催化活性之间关系的报道还不多。在用吸附差热方法考察HMDFC-1的表面酸性时发现,在动态条件下HMDFC-1存在着对NH_3可逆和不可逆两种吸附,而对吡啶则只有不可逆吸附。本文利用脉冲色谱法分别测定了苯、甲苯、二甲苯在HMDFC-1上以及在被NH_3中毒的HM吸附热,和甲苯在被吡啶中毒的HMDFC-1上的吸附热,并以吸附热的差别区别了两类DFC-1上的酸中心,找出了催化活性随甲苯吸附热的变化曲线。     

以微孔β沸石为硅铝源合成强酸性介孔分子筛

以微孔β沸石为硅铝源,通过碱处理和以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,合成了具有较强酸性的六方结构介孔分子筛材料B-MCM-41,并采用XRD、N₂吸附脱附、FT-IR、²7Al MAS NMR、HRTEM和水热处理等手段对其进行了结构表征,采用NH₃-TPD对其进行了酸性表征。实验结果表明,B-MCM-41具有明显强于常规介孔分子筛的酸性,且在C⁺₁0混合芳烃加氢脱烷基化反应中表现出了良好的催化性能。这主要是由于碱溶液将β沸石降解为沸石结构单元,在表面活性剂作用下五元环次级结构单元被引入了介孔铝硅酸盐B-MCM-41的结构。     

无第二模板剂法合成多级结构ZSM-5分子筛微球及其在甲烷无氧芳构化反应中的应用

在无第二模板剂的条件下,采用简单的水热晶化法,通过控制条件合成出具有多级结构的ZSM-5(ZSM-5-HW)分子筛,并运用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和N2吸附-脱附等技术对合成的分子筛进行了表征.结果表明,所得样品是由棒状晶体组装而成的具有介孔结构的分子筛微球.用等体积浸渍法制备了Mo/HZSM-5-HW催化剂并用于CH4无氧芳构化反应,表现出较高的催化活性和稳定性.在实验条件下,CH4初始转化率为18.5%,而苯收率最高可达9.5%;反应24h后,两者仍然分别保持在10.2%和5.5%左右.     

Kinetics of gas phase synthesis of ethyl-tert-butyl ether (ETBE) on Wells–Dawson catalyst

Mechanism and kinetics of gas phase synthesis of ethyl-tert-butyl ether (ETBE) over Wells–Dawson heteropolyacid H₆P₂W₁₈O₆₂ in an anhydrous system have been discussed. The rates of ETBE synthesis were measured in a differential reactor for ethanol–isobutene system, far from the limitation by chemical equilibrium. In the pressure range studied, kinetic measurements show that isobutene has an enhancing effect on the reaction while ethanol has an inhibitory one.

Catalytic and sorption experiments allowed to formulate the mechanism of ETBE synthesis which assumed isobutene adsorption and oligomerization at the surface of heteropolyacid crystallites and the formation of carbocation using protons supplied from the bulk of catalyst. Kinetic equations were deduced indicating that it is the concentration of protons forming inter-anionic bonds between heteropolyacid anions which determines the catalytic activity of heteropolyacid.     

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     

Synthesis of small crystal polycrystalline mordenite membrane

Mordenite membrane was prepared on -Al₂O₃ tube by in situ hydrothermal synthesis with tetraethylammonium bromide (TEABr) as template agent. By the application of aging process of the parent solution, the size of mordenite crystals could be remarkably reduced from 20–30 (without aging) to 4–5 μm. The small crystal mordenite membrane had higher performance of pure gas permeation than big crystal mordenite membrane. The ideal selectivity of H₂/N₂ was 9.80, much higher than 3.82 of big crystals mordenite membrane. The membrane displayed high water-permselective performance in pervaporation (PV) test toward water/organic liquid mixtures. The highest separation factors achieved toward water/methanol, water/ethanol, water/n-propanol and water/i-propanol were 2600 (X_W=50%, T=323 K), 5500 (X_W=50%, T=343 K), 6000 (X_W=15%, T=343 K) and 6800 (X_W=50%, T=343 K), respectively.     

Nitrogen‐doped mesoporous carbon materials for oxidative dehydrogenation of propane

The CN‐15‐x series materials with different doses of SBA‐15 template and the CN‐y‐2.0 series materials with different hard templates were prepared by the hard template method with hexamethylenetetramine as the carbon and nitrogen source. The obtained mesoporous carbon materials were characterized by X‐ray diffraction (XRD), N₂ adsorption–desorption, transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS). The catalytic performance of propane oxidative dehydrogenation was determined. The characterization results indicate that the catalytic activity of CN‐15‐2.0 with a bipartite hexagonal ordered structure was higher than those of the other materials. The conversion of propane was 22.98%, and the selectivity toward propylene was 41.70%.     

乙烯在丝光沸石和改性丝光沸石孔道内的吸附行为

采用频率响应(FR)法研究乙烯在丝光沸石和经CuO和Cs+离子改性的丝光沸石上的吸附机理. 分别测得和解析了252和273 K、压力在26.6-3990 Pa范围内的FR谱图, 发现乙烯在丝光沸石上吸附的速控步骤是传质过程, 同时存在两个不同的吸附过程. 这两个过程分别归属于乙烯在质子酸吸附中心上的吸附(低频吸附)和Na+吸附位上的吸附(高频吸附), 252 K时两个吸附位的吸附值分别是0.692和0.828 mmol·g-1. CuO分子进入分子筛孔道后, 位于质子酸吸附位之间不但使得低频吸附位值增加而且还覆盖了Na+吸附位, 体系中以化学吸附过程为主; Cs+离子的引入使得高频吸附位值增加但中和了质子酸吸附位, 体系中以物理吸附过程为主. CuO的最佳用量是5%. 将FR法与吸附等温线及Langmuir模型相结合能够深入研究乙烯在分子筛上的平行吸附过程.     

Preparation of novel Ni-Ir/r-Al2O3 catalyst via high-frequency cold plasma direct reduction process

The novel Ni-Ir/γ-Al2O3 catalyst was prepared by high-frequency cold plasma direct reduction method (NIA-P) under ambient conditions without thermal treatment, and the conventional sample was prepared by impregnation, thermal calcination, and then by H2 reduction method (NIA-CR). The effects of reduction methods on catalysts for ammonia decomposition were studied, and the catalysts were characterized by XRD, N2 adsorption, XPS, and H2-TPD. It was found that the plasma-reduced NIA-P sample showed a better catalytic performance, over which ammonia conversion was 68.9%, at T = 450 ℃, P = 1 atm, and GHSV = 30, 000 h−1. It was 31.7% higher than that of the conventional NIA-CR sample. XRD results showed that the crystallite size decreased for the sample with plasma reduction, and the dispersion of active components was improved. There were more active components on the surface of the NIA-P sample from the XPS results. This effect resulted in the higher activity for decomposition of ammonia. Meanwhile, the plasma process significantly decreased the time of preparing catalyst.