一种合成高水热稳定性微孔-介孔复合分子筛β沸石/MCM-41的新方法

首次以β沸石作为硅铝源制备了β沸石/MCM-41微孔-介孔复合分子筛材料，通过XRD、IR、N₂吸附脱附、SEM和水热处理等手段对复合材料进行了表征，并与MCM-41和β沸石及二者的机械混合物的有关性能进行了对比研究。结果表明，复合分子筛明显不同于机械混合物，其水热稳定性远远高于普通方法合成的介孔分子筛，而且发现通过改变体系的n_Na/n_Si比，可以调变复合样品中的微孔、介孔相的相对含量。     

中空介孔硅铝球形分子筛的制备及催化裂解性能

利用沸石前驱体溶液和介孔硅球(MSS)为原料, 通过水热法成功制备了具有中强酸性介孔壳的中空介孔硅铝球形分子筛(HMAS)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N₂-吸脱附、²⁷Al核磁共振(²⁷Al NMR)及NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)对材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明, 在MSS的中空过程中伴随有物质再分配和介孔结构的逐渐演变。MSS介孔孔道中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子, 一方面保护MSS免遭强碱性沸石前驱体溶液的溶蚀, 另一方面作为形成HMAS介孔壳层的模板剂。在此CTAB分子的作用下, 沸石前驱体结构单元被引入到HMAS的介孔球壳上。所得材料具有介孔结构和中强酸性, 在催化裂解1, 3, 5-三异丙苯反应中表现出优异的催化性能。     

具有强酸性位的高水热稳定介孔分子筛的合成

在强酸性介质中,以预先制备的β沸石纳米簇作为前驱体,通过S＋X－I＋路线及氨水热后处理步骤合成具有强酸性位的高水热稳定性介孔分子筛.XRD、氮气吸附、HRTEM和SEM分析表明所得样品具有普通MCM-41的典型介孔结构和表观形貌.较短的组装周期和室温的组装条件减弱了脱铝效应,27Al MAS NMR表明铝元素主要以四配位状态存在于介孔分子筛骨架中.采用NH3-TPD和水热老化方法分别考察了其固体酸性和水热稳定性,结果表明此介孔分子筛相对于普通MCM-41分子筛具有较强酸性位和较高的水热稳定性.沸石纳米簇的引入提高了分子筛骨架的聚合度和孔壁的厚度,是水热稳定性提高的主要原因.     

Hβ/MCM-41复合分子筛催化剂上苯甲醚与乙酸酐酰化反应研究

以β沸石为硅源,制备了不同硅铝比的Hβ/MCM-41复合分子筛,考察了该复合分子筛对苯甲醚与乙酸酐酰化反应的催化效果,并与介孔MCM-41、微孔Hβ分子筛的催化效果进行了比较,研究了分子筛硅铝比、酸性及孔道结构对酰化反应催化性能的影响。结果表明,对于苯甲醚和乙酸酐酰化反应,Hβ/MCM-41复合分子筛具有较好的催化稳定性,反应过程中的积炭量较少,积炭的碳氢比较低。该复合分子筛不仅具有微孔沸石的强酸性,而且具有较大孔径的介孔,产物分子能及时从孔道中扩散出来,催化活性位不易中毒失活。     

微孔/介孔复合分子筛的合成及其对CO2的吸附性能

采用两步晶化法将合成的沸石前驱液(S)或沸石固体粉末(P)经不同浓度(c)的NaOH处理后, 分别以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板或介孔炭(Meso-C)硬模板为导向剂, 自组装合成S-β-MCM41(c)、P-β-MCM41(c)、P-ZSM-MCM41(c)、P-ZSM-C系列微孔/介孔复合分子筛. 考察了沸石分子筛种类、碱处理液浓度以及介孔模板剂对合成复合分子筛结构与性能的影响. X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附表征结果表明产物具有微孔/介孔多级孔结构. 该材料对CO₂的吸附能力比纯微孔或介孔材料均有明显提高, 其中P-ZSM-MCM41(2)的CO₂吸附容量最大可达1.51 mmol·g^-1, 为ZSM-5沸石吸附量的两倍多.     

不同硅铝比的MCM-22分子筛的气相硅烷化处理

对不同硅铝比的MCM-22分子筛进行气相硅烷化处理,并采用X射线衍射、固体核磁、N₂吸附-脱附和甲苯吸附等技术对样品进行了表征. 结果显示,原料硅铝比为50~100的MCM-22分子筛均可以利用气相硅烷化,在不脱除骨架铝的基础上,将Si(OH)₂柱撑结构引入其层间超笼系统,从而使层间距增大,孔体积增加; 将密度泛函理论用于计算硅烷化前后的MCM-22分子筛的N₂吸附等温线,成功得到十元环孔道和超笼体系的比表面积和孔体积,发现气相硅烷化使MCM-22分子筛超笼体系的比表面积和孔体积增大,而十元环孔道减小.另外,气相硅烷化可有效提高不同硅铝比MCM-22分子筛的甲苯平衡吸附量.     

丝光沸石前驱体组装MCM-41介孔分子筛

MCM-41分子筛是具有单一孔径的长程有序介孔材料,由于孔壁是无定形结构,与微孔沸石晶体相比,水热稳定性较差,这使其在石油炼制和精细化工中的应用受到很大的限制.根据实验发现,如果将一些沸石的前驱结构单元体--即在形成完整的沸石结构前所形成的初级或次级结构单元引入介孔材料,使其转化为介孔孔壁,将会增加介孔材料的短程有序化程度,提高水热稳定性.     

合成和表征高温蒸汽稳定的有序介孔硅铝分子筛

用ZSM-5型沸石前驱体的稀释液和介孔MCM-4自组装合成了高温蒸汽稳定的有序介孔硅铝分子筛(MASMS-1)，并利用X-射线衍射、氮气吸脱附、场发射扫描电镜、透射电镜、傅立叶变换红外光谱和²⁷Al固体核磁等技术对其结构进行表征。在800 ℃的高温条件下，用20j%的水蒸气对MASMS-1进行4小时的水热处理，其六方有序介孔结构依然保持相当完好。MASMS-1具有良好的高温蒸汽稳定性，是由于其厚的孔壁形成沸石特征的五元环的微结构单元以及孔壁中硅羟基高度浓缩共同所致。     

高酸度和高水热稳定性MCM-41的合成及萘加氢催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,以具有Y沸石次级结构单元的水凝胶为前驱体,在pH=10左右的条件下合成了与MCM-41相类似的介孔分子筛。同时利用各种表征手段对合成的样品进行了一系列的表征。结果表明，所合成的样品具有六方规整结构和较厚的孔壁，并具有较强酸强度和水热稳定性。同时，考察了其负载Pd-Pt活性组分后的萘加氢反应活性和抗硫性,并与常规法合成的具有相同硅铝比的MCM-41载体进行了比较。     

表面富锡MCM-41分子筛的表面金属有机化学制备及其对苯酚羟基化催化反应性能研究

采用SnBu₄在MCM-41表面的接枝反应和后续处理制备出了一种只在表面含锡的MCM-41型介孔分子筛。通过与采用纳米SnO₂和MCM-41机械混合法、SnCl₄浸渍法、水热合成法等制备的具有相当硅锡比(Si/Sn≈100)的SnMCM-41分子筛进行结构和对苯酚羟基化反应催化性能的比较发现， 由该法所得分子筛的水热稳定性明显提高，并在苯酚羟基化反应中表现出优良的催化活性、选择性和过氧化氢利用率。本文还详细考察了该催化剂对苯酚羟基化反应的最佳反应条件。     

MCM-41负载SO42-/ZrO2超强酸的性能研究

采用浸渍－焙烧法制备了ＭＣＭ－４１负载ＳＯ＾２－４／ＺｒＯ２（ＳＺ）超强酸催化剂，并考察了其织构性质及酸性的变化规律。结果发现，过高的ＳＺ负载量会引起ＭＣＭ－４１介孔结构的破坏，而负载量过低则不能产生超强酸性。     

MCM-41负载钨磷杂多酸催化剂的性能研究

制备并表征MCM-41负载H~3PW~1~2O~4~0(PW)催化剂.PW杂多酸在MCM-41上负载量高达70%(质量分数)时,XRD中仍未检测到其晶相峰.PW杂多酸与MCM-41载体的相互作用要比与SiO~2载体的强.PW杂多酸中的质子位是非常强的酸中心,它们对NH~3的微分吸附热在160-180kJ/mol的范围.与PW杂多酸相比,PW/MCM-41催化剂的酸中心强度变弱并且分布不均匀,其酸量和酸中心分布可以通过改变PW杂多酸的负载量来调节.PW/MCM-41是一类适合于中强酸和弱酸催化反应的新型固体酸催化剂。     

高性能甲苯烷基化合成二甲苯催化剂研究

通过对比不同孔结构分子筛的甲苯甲醇烷基化催化性能,发现分子筛孔道尺寸与目标芳烃分子动力学尺寸的有效匹配以及孔道空间限制效应对反应路径的约束管理,对实现高性能烷基化至关重要。并结合XRD、BET、NH₃-TPD和SEM表征分析,通过先后负载La₂O₃和P₂O₅对硅铝比为60的ZSM-5进行复合改性修饰,提升其骨架水热稳定性的同时,选择性地消除内外表面大部分强酸中心,保留弱+中强酸作为烷基化催化活性位,所得MAT-HZSM-5催化该反应表现出很高的甲醇烷基化效率和良好的反应稳定性,在氮气反应气氛下,连续运行500 h无明显失活迹象,甲苯转化率维持在35%-38%,二甲苯选择性60%-77%,甲醇烷基化效率大于90%。     

REUSY中部分非骨架铝对酸中心的掩蔽作用

藉助于低温氮吸附、ＮＨ_３－ＴＰＤ和脉冲微反（正庚烷裂解及邻二甲苯转化）等技术研究了ＲＥＵＳＹ中被稀盐酸浸取出的非骨架铝碎片对其孔结构、酸性及催化活性的贡献。结果表明，该部分非骨架铝大部分填充在沸石二次孔中，少量沉积在沸石微孔中。稀盐酸浸取后，样品的酸中心强度及酸量均有所增大，正庚烷裂解和邻二甲苯转化活性明显提高，依此认为，该部分非骨架铝碎片对酸中心具有一定的掩蔽作用。     

双组元Y／MCM-41中微孔复合分子筛的合成和表征

通过原位处理分步晶化、水热合成的方法，首次从NaY凝胶出发制备了含有Y和 MCM-41两种分子筛成分的Y/MCM-41中微孔复合分子筛新材料，考察了合成条件对复 合分子筛晶化的影响。利用层厚法和相对结晶度工作曲线法确定了复合材料中两种 分子筛的相对含量。通过XRD，MAS NMR，SEM，XPS，IR，N_2吸附脱附、热处理等 手段对复合材料进行了表征，并与MCM-41和Y型分子筛的有关性能进行了对比研究 。结果表明，复合分子筛材料的热和水热稳定性高于相同分子筛比例的机械混合样 品。与机械混合物样品相比，其中孔表现出孔径缩小、也道规整性变差、孔壁增厚 和部发结晶化的特点，复合材料中两种分子筛之间存在界面效应，推测Y/MCM-41复 合分子筛材具有“包覆式”结构特征。以模型化合物理学，3，5-三异丙基为进料 考察了其催化裂化活性，中微孔复合分子筛的催化裂化活性优于机械混合样品。     

Cascade Reactions in Tunable Lamellar Micro‐ and Mesopores for C=C Bond Coupling and Hydrocarbon Synthesis

Two‐dimensional MFI zeolite nanosheets contain Brønsted acid sites partially confined at the intercept between micro‐ and mesopores. These acid sites exhibit exceptional reactivities and stabilities for C=C bond coupling and ring‐closure reactions that transform light aldehydes to aromatics. These sites are much more effective than those confined within the micropores of MFI crystallites and those unconfined on H₄SiW₁₂O₄₀ clusters or mesoporous aluminosilicate Al‐MCM‐41. The partially confined site environment solvates and stabilizes the transition states of the kinetically relevant steps during aromatization.     

两步法合成中孔Al-MSU-X

以预先制备的Al-O-Si纳米粒子为前驱物和非离子型表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(TX-100)为中孔导向剂两步合成了孔道形状为"wormhole-like"的含铝MSU-X介孔材料,并用XRD, HRTEM, N₂吸附-脱附,²⁷Al MAS NMR, NH3-TPD和催化裂化异丙苯对其结构和催化性能进行了表征;结果证明铝原子已被有效地引入了该中孔材料的骨架结构内,从而使得其在异丙苯裂解反应中显示出较高的催化活性.     

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。     

Synthesis, Characterization, and Catalytic Properties of a Microporous/Mesoporous Material, MMM-1

A microporous-mesoporous material composed of MCM-41 and MFI was produced by a two-step synthetic process. The solid, called “MMM-1,” was characterized by X-ray diffraction (XRD), N₂ physisorption, and transmission electron microscopy (TEM). At early stages of crystallization at 170°C, MCM-41 was formed exclusively, while at heating times longer than 96h MFI was formed. At intermediate times, MMM-1 was formed with varying amounts of MFI depending on the crystallization time. XRD revealed that the material could be severely oriented by sample preparation, which was consistent with an unusual ribbon-like morphology observed in TEM. This morphology was not seen for either pure MCM-41 or MFI. The N₂ physisorption isotherm for MMM-1 showed two distinct regions of capillary condensation, with H2 hysteresis. Synthesis and subsequent use of Al-MMM-1 in the isomerization of m-xylene and comparison to Al-MCM-41 and Al-MFI showed that although the latter material had a higher total conversion, Al-MMM-1 had a higher selectivity for p-xylene. Al-MMM-1 had a much higher selectivity and conversion than Al-MCM-41, which makes it promising for use in future catalytic applications.