纳米薄层分子筛的合成与应用

纳米薄层分子筛(nanosheets zeolite)由于其独特的准二维结构,具有有序的微孔-介孔特征、适宜的表面酸性和良好的扩散性能,已成为分子筛控制合成及其应用研究中标志性的研究热点之一。该类分子筛在合成中采用不同双头或者多头季铵盐(碱)表面活性剂作结构导向剂,所得的纳米薄层分子筛具有晶面二维生长趋向和可控薄层交错形貌,在吸附、催化应用等多方面展现出独特的应用潜力。本文系统总结了季铵盐类表面活性剂对纳米薄层分子筛合成、物化性质的影响以及此类分子筛催化应用研究方面的最新进展,着重介绍了MFI结构的纳米薄层分子筛对甲醇转化制烃、贝克曼重排、异构化、烯烃环氧化等重要催化反应中的优势。最后对这种结构新颖的纳米薄层分子筛在合成和其他应用领域方面未来的研究方向进行了展望。     

由纳米晶前驱体组装有序介孔silicalite-1分子筛

采用两步法将不同尺寸的silicalite-1分子筛纳米晶种通过自组装合成了一系列有序介孔silicalite-1分子筛。首先将强碱性的silicalite-1前驱体分别加热不同时间得到纳米晶种,然后在类似合成SBA-15的强酸性条件下组装成有序的介孔材料。合成条件的剧烈变化阻止了分子筛晶种的继续长大,并在三嵌段共聚物模板的诱导下组装成有序介孔材料。这种“自下而上”的方法制备有序介孔分子筛同时包含微孔和介孔。氮气吸脱附结果表明所制备的介孔分子筛材料均表现了很大的比表面积(730 m2/g以上)。     

两步晶化法合成纳米SAPO-34分子筛及其催化性能

分别以拟薄水铝石、硅溶胶和磷酸为铝源、硅源和磷源,四乙基氢氧化铵为模板剂,采用两步水热晶化法合成出粒径为200～300 nm的纳米级SAPO-34分子筛.采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、29Si 、27Al、31P MAS NMR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对合成的SAPO-34分子筛进行...     

微孔-微孔复合分子筛的结构特征及应用

微孔-微孔复合分子筛是指两种(或多种)微孔分子筛的复合晶体,不仅具备单一分子筛的特性,而且由于复合过程中产生的结构畸变使其具有独特的孔道结构和酸性质,进而体现出优异的催化反应特性,成为当今分子筛领域的研究热点。微孔-微孔复合分子筛可分为共晶分子筛和共生分子筛两种,前者通过两种分子筛晶体的无限成分单元重排,有利于构成新的完整的晶体结构,后者则是两种分子筛共生长过程中得到的两相交错生长的复合体,产生微结构畸变和界面效应。本文对微孔-微孔复合分子筛进行归纳和分类,并系统介绍了微孔-微孔复合分子筛的研究进展,着重阐述了共晶分子筛和共生分子筛的合成与微结构特点以及在催化反应领域中的应用。     

纳米片层结构MFI分子筛的合成及应用

纳米片层结构MFI分子筛因其开放的骨架结构、大的外表面积、适宜的表面酸性、易接触的活性位点和优异的分子传质扩散性能,在吸附、分离、催化等领域展现出良好的应用前景,成为MFI分子筛控制合成及其应用研究的前沿。本文系统总结了纳米片层结构MFI分子筛合成及其应用领域的最新研究进展,重点讨论了原位合成法和后处理法形成纳米片层结构MFI分子筛的合成机理、模板剂种类,深入分析了影响纳米片厚度、片层间距及有序性的因素,提出开发经济成本低、可用于大规模生产纳米片层结构MFI分子筛,并将其应用于制备超薄分子筛膜、催化有机大分子反应、制备片层分子筛负载金属催化剂是未来的主要研究方向。     

纳米NaY分子筛的合成及其催化柴油加氢改质性能

在系统考察添加阳离子表面活性剂、凝胶陈化以及晶化温度和晶化时间等因素对NaY分子筛细化影响的基础上,对纳米NaY分子筛的合成规律进行了研究;合成出了n(SiO2)/n(Al2O3)=4.5,BET比表面积为620m2/g,孔容为0.34 cm3/g,微孔集中分布在0.55 nm附近,粒度分布范围在100 nm以内的纳米NaY分子筛.并采用XRD、BET、IR、TTEM和NH3-TPD等手段系统表征了纳米NaY分子筛的微观结构.分别采用合成的纳米NaY分子筛和微米NaY分子筛为原料制备负载型Ni-Mo-P催化剂,并以FCC柴油为原料,考察了催化剂的加氢改质性能,结果表明,与微米NaY分子筛基负载型Ni-Mo-P催化剂相比,纳米NaY分子筛基负载型Ni-Mo-P催化剂,在加氢脱氮率、密度和十六烷值相当的情况下,其加氢脱硫率较高,柴油收率较高.     

超细分子筛的合成,结构特性及在催化中的应用

超细粒子通常是指尺寸小于几百纳米的微小固体颗粒,是一类介于原子簇和宏观物体之间的介观物质,其表面原子数与体相总原子数之比随粒径尺寸的减小而急剧增大,显示出明显的体积效应、表面效应和量子尺寸效应,从而使超细粒子成为具有独特的物理化学性质的新材料．超细分子筛又称纳米分子筛,作为此类新材料中的一员,它独特的催化性能和对气体的分离能力,近年来引起了人们极大的兴趣,成为催化领域中的研究热点之一．我们综述了超细分子筛的合成方法及其结构和性能的表征,着重介绍超细分子筛在催化领域中的应用,并对其发展前景进行了展…     

新型复合分子筛的合成和催化应用

 系统地归纳总结了最近几年引起人们广泛关注的复合分子筛的研究进展,包括微孔-微孔复合分子筛、微孔-介孔复合分子筛、微孔-大孔复合分子筛及微孔-介孔-大孔复合分子筛的合成和应用近况. 并对复合分子筛的发展前景进行了展望.     

利用纳米晶的催化性质合成二联苯

利用GaP纳米晶的表面催化作用, 从苯直接合成了二联苯, 并研究了合成反应过程中GaP纳米晶含量的影响. 结果表明：在没有GaP纳米晶时, 直到480℃也没有观察到苯的明显聚合; 而当有GaP纳米晶存在时, 参与聚合反应的苯的数量与GaP纳米晶的含量成正比, 在足够高的GaP纳米晶含量情况下, 高温(450~480℃)时苯几乎完全发生聚合, 而且二联苯的相对产率较高; 与之相反, 在低温条件(250~300℃)下, 即使有足够的GaP纳米晶存在, 苯也只有少量发生聚合, 二联苯的相对产率迅速降低. 对样品所做的红外、核磁共振、以及元素分析证实了样品是二联苯.     

等离子体辅助合成分子筛膜及其催化性能的研究

首次将等离子体技术应用于分子筛膜的制备，研究了以微波等离子体处理基材表面分子筛膜前驱体辅助水热反应合成支撑β型分子筛膜．利用XRD、SEM、XPS、BET、TPD表征了分子筛膜的物相、形貌、孔结构、表面元素组成和表面酸性，并通过甲醇与异丁烯液相反应体系实验考察了分子筛膜的催化性能．结果表明，等离子体处理能有效改善分子筛膜前驱体在基材表面的分散状况，减小了分子筛膜晶体的尺度，使晶体大小均匀，形成的膜致密、牢固．与采用常规方法合成的分子筛膜相比，等离子体辅助合成的分子筛膜对甲醇与异丁烯的反应有更好的催化活件．     

Multipore Zeolites: Synthesis and Catalytic Applications

In the last few years, important efforts have been made to synthesize so‐called “multipore” zeolites, which contain channels of different dimensions within the same crystalline structure. This is a very attractive subject, since the presence of pores of different sizes would favor the preferential diffusion of reactants and products through those different channel systems, allowing unique catalytic activities for specific chemical processes. In this Review we describe the most attractive achievements in the rational synthesis of multipore zeolites, containing small to extra‐large pores, and the improvements reported for relevant chemical processes when these multipore zeolites have been used as catalysts.     

Co-hydrolysis and Seed-Induced Synthesis of Basic Mesoporous ZSM-5 Zeolites with Enhanced Catalytic Performance

For zeolite catalysts, the regulation of active site and pore structure plays an important role in the enhancement of their catalytic performance. In this work, a one-pot and organic template-free co-regulation route is proposed to straightforwardly synthesize basic mesoporous ZSM-5 zeolites with adjustable alkaline-earth metal species. The synthesis pathway combines two decisive strategies: 1) the seed-induced interface assembly growth method and 2) the acidic co-hydrolysis/condensation of aluminosilicate species and alkaline-earth metal (e.g., Mg, Ca, Sr, or Ba) sources. It is interesting that the mesoporous structure was self-evolved through particle-attached seed-interfacial crystallization without the assistance of any template. Meanwhile, the incorporation of alkaline-earth metals species is homogeneous and highly dispersed in the solid products during the whole crystallization process, and finally generate the superior basicity. Catalysis tests of the as-synthesized samples displayed their novel performance in the typical base reaction of Knoevenagel condensation, even for bulky substrates owing to the enhanced diffusion arising from the meso/microporous network. This finding opens new possibilities for facile, cost-effective, and environmentally friendly synthesis of mesoporous high-silica zeolites with tunable acid/base properties, and deepens our understanding of the particle-attached crystallization.     

合成方法对MCM-22分子筛的结构、性质及催化性能的影响

在水热条件下分别以动态法和静态法合成了高纯度和高结晶度的MCM-22分子筛.采用N2吸附、XRD、TEM和FTIR等方法研究了制备方法对分子筛的结构及性质的影响.结果表明,动态法合成的MCM-22比静态法合成的分子筛的晶粒小,酸量低.在丙酮一步法合成甲基异丁基酮反应中,静态条件下合成的MCM-22为载体的催化剂的丙酮转化率较高,这是由于该分子筛的酸量较高所致.而MIBK的选择性则呈相反趋势,这可能与动态条件下合成的分子筛粒径小、孔道短有关.     

无有机模板条件下晶种导向合成微孔分子筛晶体材料

沸石分子筛晶体材料(例如Beta, ZSM-34)由于具有独特的物理及化学性质, 被广泛应用于催化、吸附与分离、离子交换等领域. 一般来说, 大多数分子筛晶体材料需要在有机模板剂存在的条件下合成. 然而, 有机模板剂的使用会带来很多问题, 例如, 提高分子筛晶体材料的合成成本、在高温煅烧去除模板剂的过程中, 消耗大量的能量以及带来环境污染. 因此, 开发无有机模板剂合成沸石分子筛新路线具有十分重要的研究意义和实用价值. 近年来, 我们研究小组首先开发了无有机模板条件下晶种导向合成分子筛的新方法, 相继合成出了Beta, ZSM-34, FER和LEV等微孔分子筛晶体材料. 将对这几种沸石的合成进行简要的评论.     

分子筛在光催化中的应用*

以太阳能利用为背景光解水制H₂及由此开辟的光催化研究领域日益受到重视。分子筛在催化、吸附、分离等领域早已有广泛应用,而在光催化中的应用近10年来也已成为光催化领域中的一个热点。本文就分子筛光催化剂的优点,在光催化中应用的意义、研究现状和前景作了介绍和分析。     

NiHY型沸石的酸性-还原性及其催化性能研究

ＮｉＨＹ型沸石的酸性－还原性及其催化性能研究傅军,朱崇业,李全芝（复旦大学化学系,上海,２００４３３）关键词ＮｉＨＹ沸石,酸性,还原性,甲苯转化含镍的Ｙ型沸石既有酸功能,也有加氢－脱氢功能,是加氢裂化、临氢异构化和选择重整的优良催化剂。关于ＮｉＮａＹ...     

沸石的连续流动相合成

由于沸石分子筛在多个领域被广泛应用,高效可靠的沸石合成方法早已成为人们研究的重点。相较于传统高压釜水热间歇合成方法,沸石的连续流动相合成方法晶化时间短,时空产率高,是近年来发展的沸石合成新路线。利用连续流动反应器(CFR)的热延迟效应低、传质效果好和方法拓展性强等特点,可以在分钟级乃至秒级时间内实现高结晶度沸石合成,大大提升了合成效率和可控度。基于近期该领域的进展,本文介绍了沸石的连续流动反应器结构,其合成过程优势和产物特点及受限之处,并对其未来应用加以展望。     

Synthesis of Pure Silica Zeolites

Pure silica zeolite has become an important porous material in the chemical industry due to its excellent stability and hydrophobicity. However, there are still some problems in the synthesis process of pure silica zeolite, such as environmental pollution, complex operation and high cost. How to effectively and environmentally synthesize pure silica zeolite still remains a significant challenge. This review summarizes the pure silica zeolitetype frameworks that have been discovered currently, introduces the progresses achieved in the synthesis of pure silica zeolite and prospects the areas for future exploration in the synthesis and development of pure silica zeolite.