沸石表面有机金属化学ZSM-5外表面上

用气体分析及IR,NMR和元素分析等方法研究了真空系统中230和280℃下四丁基锗在ZSM-5沸石表面上的接枝反应,并对所得沸石的热稳定性和吸附性质进行了表征.与作者曾报道的在硅胶及丝光沸石上的反应类似,四丁基锗也能与ZSM-5沸石表面上的硅羟基发生缩合反应,在其外表面或孔口生成组成为(≡Si—O)     

沸石表面有机金属化学ZSM-5外表面上——Ge(n-C4H9)x基团的接枝及其性质研究

用气体分析及IR,NMR和元素分析等方法研究了真空系统中230℃和280℃下四丁基锗在ZSM-5沸石表面上的接枝反应,并对所得沸石的热稳定性和吸附性质进行了表征,与作者曾报道的硅胶及丝光沸石上的反应类似,四丁基锗也能与ZSM-5沸石表面上的硅羟基发生缩合反应,在其外表面或孔口生成组成为(=Si-O)xGe(n-C4H9)4-x(x=2~3)的表面有机锗化合物,在２３０℃接枝丁基锗基团不影响沸石的结构和表面积,仅改变它的孔口大小,在改性后的沸石上,Ｎ２的吸附性质没有改变,而不同分子尺寸的烃,加正已烷,２-甲基戊烷,２,３-二甲基丁烷却呈现出完全不同于起始ＺＳＭ-５沸石的择形吸附效应.     

以粉煤灰为原料制备ZSM-5沸石分子筛及其储氢性能

近年来，随着国内燃煤发电量的持续增长，作为燃煤电厂最主要的固体废弃物，粉煤灰的排放量也随着燃煤消耗的增长而急剧增加，引发了严峻的社会和环境问题。粉煤灰中的铝和硅元素含量很高，具有极高的提取价值。本文先对粉煤灰进行酸处理，除去粉煤灰中碱金属元素，提高硅铝比，之后采用水热合成法直接合成了高结晶度的ZSM-5沸石分子筛，此外还在水热合成时加入一定比例正硅酸乙酯（TEOS）后制备高硅铝比ZSM-5沸石分子筛，对二者在结构、结晶度和储氢性能方面进行了研究。结果表明，加TEOS后的ZSM-5的储氢性能比没有加TEOS的储氢量高，储氢量从0.584%增加到0.846%。     

多级孔ZSM-5分子筛: 丰富的外表面酸中心和良好的二甲苯异构化催化性能

多级孔沸石分子筛的结构性质及其催化性能是近年来分子筛研究的热点.本文采用蒸汽辅助晶化的方法制备了多级孔ZSM-5沸石分子筛,采用NH₃程序升温脱附和原位吸附红外光谱等方法研究了其表面酸性质,用邻二甲苯异构化反应考察了其催化性能.结果表明,多级孔结构分子筛的结晶度和总酸量有所下降,但Lewis酸中心却有所增加.进一步研究发现,多级孔结构分子筛的外表面酸中心数量远高于常规分子筛,从而证实了多级孔结构可以将更多的酸中心暴露到外表面;而外表面酸中心数量的增多和扩散传质的改善是多级孔ZSM-5分子筛在邻二甲苯异构化反应中具有更高催化活性和对二甲苯产率的重要原因.     

介孔ZSM-5沸石微球催化剂上萘的苄基化反应

以有机硅烷化的二氧化硅为硅源,制备了由纳米粒子聚集而成的、具有晶间和晶内介孔的微球状ZSM-5(MMZ-5)沸石.通过吡啶(Py)和2,6-二叔丁基吡啶(DTBPy)在介孔沸石表面吸附的原位红外测试,对其酸性进行了表征.与微孔ZSM-5沸石相比,MMZ-5沸石上的Lewis酸位和总酸位增加,特别是探针大分子DTBPy(动力学直径约为1.05 nm)可及的Br?nsted酸位显著提高.萘在MMZ-5沸石上的苄基化催化结果表明,反应发生在拥有大量活性位的沸石外表面,大的沸石外表面为该催化反应提供了作用空间,从而提高了沸石活性位的有效利用率,使MMZ-5沸石上萘的苄基化反应活性显著提高,能够生成大分子产物一苄基萘和二苄基萘;其中,一苄基萘的选择性约为79%,且随着反应时间的延长,MMZ-5沸石大的晶内介孔(3-5 nm)为反应提供了有效反应空间,促进一苄基萘向二苄基萘转化.异构体α-一苄基萘和β-一苄基萘的摩尔比值约为83:17,该值不随着温度和转化率的变化而改变.     

水热处理对HZSM-5沸石表面性质及催化性能的影响

采用程序升温脱附(TPD)、真空重量吸附、ESCA和正己烷的裂化反应研究了水热处理对ZSM-5沸石表面性质及催化性能的影响。不同Si/Al比的ZSM-5沸石均有两类不同酸强度的TPD峰。随着水热处理温度升高,较强酸峰Ⅱ比较弱酸峰Ⅰ下降快,同时单位晶胞的酸性中心数、表面积、表面硅铝比和环己烷的吸附量均下降,正己烷裂化活性上随之下降。水热处理前,不同Si/Al比的ZSM-5沸石晶胞中酸中心数相差甚大,730℃水热处理后,它们的酸中心数接近相同,其较强酸峰Ⅱ消失。     

新型复合ZSM—5沸石／石棉的合成及其性能

以石棉为部分硅源与水玻璃、硫酸铝、有机胺、水等在160℃下用水热法合成出一种ZSM-5沸石嵌生在石棉纤维基质上的氢型复合ZSM-5沸石/石棉,并对其物相、外貌、组成、吸附及表面酸、碱性等性能作了测试。发现氢型复合ZSM-5沸石/石棉与HZSM-5沸石不同,它的表面同时存有酸、碱两类中心。     

介孔ZSM-5沸石微球催化剂上萘的苄基化反应

以有机硅烷化的二氧化硅为硅源,制备了由纳米粒子聚集而成的、具有晶间和晶内介孔的微球状ZSM-5（MMZ-5）沸石. 通过吡啶（Py）和2,6-二叔丁基吡啶（DTBPy）在介孔沸石表面吸附的原位红外测试,对其酸性进行了表征. 与微孔ZSM-5 沸石相比,MMZ-5 沸石上的Lewis 酸位和总酸位增加,特别是探针大分子DTBPy（动力学直径约为1.05 nm）可及的Brönsted 酸位显著提高. 萘在MMZ-5沸石上的苄基化催化结果表明,反应发生在拥有大量活性位的沸石外表面,大的沸石外表面为该催化反应提供了作用空间,从而提高了沸石活性位的有效利用率,使MMZ-5 沸石上萘的苄基化反应活性显著提高,能够生成大分子产物一苄基萘和二苄基萘;其中,一苄基萘的选择性约为79%,且随着反应时间的延长,MMZ-5 沸石大的晶内介孔（3-5 nm）为反应提供了有效反应空间,促进一苄基萘向二苄基萘转化. 异构体α-一苄基萘和β-一苄基萘的摩尔比值约为83：17,该值不随着温度和转化率的变化而改变.     

非水ZSM-48负载铁钾催化剂在CO+H_2反应中的性能研究

本文将非水体系合成的ZSM-48沸石负载铁钾催化剂用于由合成气制备低碳烯烃的反应中。分别用XRD,SEM、TPR对ZSM-48沸石和K-Fe/ZSM-48催化剂进行了表征。程序升温还原(TPR)技术表明,钾加入改变了ZSM-48催化剂的还原性质。ZSM-48硅铝比、晶体形貌和铁、钾含量对催化反应具有不同程度的影响。适当选择沸石形貌等因素,合成产品中C_2—C_4烯烃选择性可达54%,烯烷比为5.O。     

碱液后处理对纳米ZSM-5沸石孔道和酸度的影响

采用XRD、N2物理吸附、NH3-TPD以及TEM、IR和NMR手段,系统研究了NaOH碱液后处理对低硅铝比纳米ZSM-5沸石(Si/Al摩尔比为14.5、晶粒度为20～50 nm)孔道和酸度的影响.结果表明,在碱液中,低硅铝比纳米ZSM-5沸石主要发生限域脱硅,而且低硅铝比纳米ZSM-5沸石的碱液脱硅难度大于高硅铝比沸石.但在适当的碱液处理条件下(碱硅比为0.19～0.35,温度为60～80℃,处理时间为2～5 h)可以在其晶体内产生大量介孔,增加比表面积和孔容;同时增加弱酸和中强酸的浓度,并提高L酸比例.L酸的大量增加主要是由于产生了裸露的骨架铝(≡Alδ+),这与文献的观点有所不同.     

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.     

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.     

Untersuchungen zur heterogen-katalysierten Ringalkylierung von Toluen mit Methanol an modifizierten ZSM-5-Zeolithen

Studies of the Heterogeneous Catalytical Ring Alkylation of Toluene with Methanol on Modified Zeolites ZSM-5 Various ways for controlling the catalytic activity, the shape selectivity, and the deactivation behaviour of modified zeolites ZSM-5 has been shown by the example of the heterogeneous catalytical conversion of toluene with methanol. The preferred formation of the industrially interesting para-xylene is possible by use of ZSM-5-zeolites composed of large crystals, by dealumination of the external surface after hydrothermal treatment, by poisoning of external active centres after impregnation with inorganic salts as well as by isomorphic incorporation of boron for silicon and/or aluminium in the zeolite framework.     

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.     

HF改性的Pt/ZSM-5催化剂在苯和甲醇烷基化反应中的应用

以HF改性的Pt/ZSM-5为催化剂,研究了其在苯和甲醇烷基化反应的应用,并用XRD、NH₃-TPD、BET等表征方法研究了改性前后催化剂酸性和孔结构变化。 结果表明,经HF改性后,Pt/ZSM-5催化剂的酸性增强、酸量增加,苯和甲醇烷基化反应性能明显提升。 3%HF-0.2%Pt/ZSM-5催化剂催化苯和甲醇烷基化反应时,甲苯和二甲苯选择性达到92.20%。 但是,HF负载量大于6%时,HF脱除的部分骨架硅和骨架铝会堆积在催化剂孔道内部,限制了反应物和产物的扩散,造成其催化性能下降。 通过计算得到了HF改性的Pt/ZSM-5催化剂上苯和甲醇烷基化反应的活化能为118 kJ/mol。     

Synthesis, characterization, and adsorption properties of nanocrystalline ZSM-5

Nanocrystalline ZSM-5 with a Si/Al ratio of 20 was synthesized using clear solutions and a hydrothermal synthesis procedure. The resulting ZSM-5 materials were characterized by powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), nitrogen adsorption isotherms, solid-state nuclear magnetic resonance, and toluene adsorption. A commercial ZSM-5 sample was similarly characterized for comparison with the synthesized materials. The particle sizes of the synthesized ZSM-5 samples were calculated using the measured external surface areas and were determined to be 15 and 60 nm. SEM images indicated that the ZSM-5 samples consist of agglomerated and possibly intergrown particles. Toluene adsorption measurements showed that the ZSM-5 sample with a particle size of 15 nm adsorbed approximately 50% more toluene than the other ZSM-5 samples, most likely due to the adsorption of toluene on the external surface. For the toluene adsorbed on the internal zeolite surface, approximately one toluene molecule was adsorbed per channel intersection for each of the ZSM-5 samples.     

气相转移法与水热合成法合成ZSM-5/SAPO-5核壳结构复合分子筛的比较

以磷酸、拟薄水铝石和硅溶胶为原料,三乙胺为模板剂,在不同晶化温度和晶化时间的实验条件下,分别采用水热合成法和气相转移法合成了一系列ZSM-5/SAPO-5核壳结构复合分子筛,并用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱和N2吸附等手段对其进行了表征.结果表明,所合成的分子筛是以ZSM-5为核,以SAPO-5为壳的双结构复合分子筛.晶化温度的提高和晶化时间的延长有利于分子筛结晶度的提高.与水热合成法相比,采用气相转移法可以减小壳层SAPO-5的颗粒尺寸,减少脱离ZSM-5表面独立生长的SAPO-5的量,改善SAPO-5在ZSM-5表面的分布.重油裂化结果表明,核壳结构复合分子筛对生成低碳烯烃的催化性能优于机械混合的样品.     

Growth of ZSM-5 crystals within hollow β-zeolite

A zeolite composite composed of ZSM-5 andβ-zeolites has been synthesized by a procedure of the nucleation and crystallization of ZSM-5 zeolite in the hollowβ-zeolite.The property ofβ-zeolite crystals with aluminum-poor interior and aluminum-rich outer rim results in silicon extraction favorably in the aluminum-poor bulk rather than the aluminum-rich external surface.Subsequently,alkaline treatment ofβ-zeolite crystals during the second-step synthesis leads to a preferential dissolution of the aluminum-poor center and the formation of hollowβ-zeolite crystals.ZSM-5 zeolite crystals are therefore embedded and grown within the hollowβ-zeolite.The catalytic activities of Co-Hβ,Co-HZSM-5 and Co-HZSM-5/BEA are investigated during the reaction of methane catalytic reduction NO in the presence of O₂.     

Enhancement of the shape-selectivity in alkylation of methylnaphthalene over the ZSM-5 modified by chemical vapor deposition of SI(OCH3)4

Shape-selectivity of alkylation of 2-methylnaphthalene over the ZSM-5 zeolite has been improved by a method of chemical vapor deposition of silicon methoxide. The deposition of silica on ZSM-5 increased the β-selectivity, which was defined as the sum of distributions of 2,3-, 2,6-, and 2,7-dimethylnaphthalenes; however, it did not increase selectively the product distribution of 2,6-dimethylnaphthalene. From the characterization of two kinds of the silica-deposited ZSM-5, it was found that the β-selectivity was enhanced by the inactivation of the external surface as well as by the control of pore-opening size.     

纳米ZSM-5沸石对芳烃苄基化反应的催化性能

采用晶种有机硅烷化法合成了纳米团簇 ZSM-5 沸石, 考察了其在芳烃苄基化反应中的催化活性. X 射线衍射、N2 吸附和扫描电镜等结果表明, 该沸石为由约 20 nm 的小晶粒聚集成的团簇体, 并形成晶间中孔, 其具有的外表面积是普通 ZSM-5 沸石的 5 倍之多. NH3-程序升温脱附和吡啶吸附的红外光谱结果显示, 沸石的纳米化可使其表面酸中心, 尤其是强酸中心的数目增多, 大大提高了大分子的酸性位可接近性. 在芳烃苄基化反应中, 纳米 ZSM-5 沸石克服了反应分子空间位阻对催化活性的影响, 表现出优异的催化活性, 363 K 时, 甲苯苄基化反应的速率常数是普通 ZSM-5 沸石的约 13 倍.