沸石分子筛的生成机理与晶体生长——Ⅸ.K-L型沸石形成的液相机理

通过高能电子衍射技术直接证明了K-L型沸石的诱导期液相中有胶态晶核生成。又通过自己设计的Ga对Al的“中途取代实验”,直接而明确地证明了K-L型沸石的晶体生长系通过液相组分的参与而完成。从而证实了K-L型沸石的形成遵循液相机理。     

A型沸石的生成机理

用化学分析和TMC-GC(三甲基硅气相色谱)法定量地研究了凝胶体系(3Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·185H₂O)在A型沸石结晶过程中固、液相组分SiO₂·Al₂O₃及硅酸根离子存在状态的变化;用电子显微镜研究了液相中晶核的生成,证实了A型沸石结晶过程为液相生成机理。     

沸石分子筛的生成机理和晶体生长(Ⅱ)——电子衍射法研究液相中分子筛晶核的生成

研究沸石分子筛生成机理与晶体生长中的一个重要关键问题是沸石分子筛的晶核如何形成。核的形成条件、结构和互变性能直接影响分子筛的生成、晶体生长以及杂晶的存在与消除,是目前国际上分子筛化学界关注的问题之一。然而直到目前为止尚缺乏直接而有效的研究方法。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅴ)——L型沸石晶体生长动力学

通过加晶种的方法在一定范围内完成了L型沸石的晶体生长与成核等过程的分离。发现L型沸石的晶体生长符合2/3级反应,并考察了影响晶体生长的各种因素。提出了L型沸石晶体生长的模型。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅺ)——T型沸石的晶体生长

本文提出描述圆柱形T型沸石的晶体生长动力学模型,与实验结果吻合良好。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅰ)—八面沸石导向剂结构的研究

本文首次采用固体宽谱Na~(23)核磁共振法与电子衍射技术,研完了八面沸石导向剂胶体粒子的结构与性能,揭示了八面沸石导向剂的导向作用本质。     

偏高岭土合成4A沸石机理的研究

用XRD、FT IR、ICP、SEM、化学分析等方法研究了偏高岭土合成4A沸石的晶化反应机理。偏高岭土在NaOH溶液中部分溶解 ,且结构迅速转变为偏高岭土 * ,并伴有硅铝酸钠凝胶形成。偏高岭土 *也不断在碱液的作用下凝胶化 ,生成的凝胶进一步再转变为4A沸石 ,这两个过程在大部分反应时间里是同时进行的 ,直到晶化结束。液相参与凝胶、4A沸石前驱及晶核等的形成和4A沸石的成长。偏高岭土 *的凝胶化速度是整个晶化过程的决定步骤 ,该晶化过程极易形成大量聚晶。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长 Ⅷ.Ω型沸石的晶化

本文系统地研究了Ω型沸石的晶化问题:在(TMA)_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2-H_2O体系中140℃下的晶化区域与纯相的生成条件;非自发晶化体系中的晶体生长动力学与自发成核体系中的晶化动力学.     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅶ)——硅源与NaY型沸石的晶化

应用小角激光光散射技术研究了以硅溶胶与水玻璃为硅源的NaY型沸石在晶化过程中,液相内多硅酸根离子的重均分子量变化。探讨了液相中多硅酸根的聚合态对NaY型沸石晶化的影响。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅻ)——非自发成核体系中沸石分子筛的晶体生长模型

依据沸石分子筛液相机理,建立了非自发成核体系的晶体生长模型,计算所得27条L型、Ω型和ZSM-5型沸石分子筛晶体生长理论曲线与实验值相符合,确证了该模型的合理性。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(ⅩⅢ)——M-Si-ZSM-5型沸石自发成核晶化动力学模型

在Na₂O-HMDA-M₂O₃-SiO₂-H₂O体系及150℃下通过对系列M-Si-ZSM-5型沸石合成及其晶化规律的研究(M=B,Al,Ga,Ti,V,Cr或Fe),提出了此类沸石的自发成核晶化动力学模型,各种M-Si-ZSM-5型沸石的理论晶化动力学曲线与实验点吻合较好。     

沸石转晶的研究(Ⅰ)——A型沸石转晶为NaHS型沸石的生成机理

用化学分析和三甲基硅烷化-气相色谱(TMS-GC)法研究了3Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·60H₂O凝胶体系由介稳态A型沸石向稳定的NaHS沸石的转晶过程,并用电子显微镜,透射电镜考察了转晶过程液相中晶核的生成及晶型的变化,进一步证实了沸石的液相生成机理.     

沸石分子筛转晶的研究——4A转晶为NaY型沸石的机理

采用扫描电子显微镜、X-光衍射分析和高真空苯吸附量的测定等方法,研究了在一定的化学环境下沸石分子筛的介稳状态;探讨了不同转晶条件对沸石重新晶化的影响;分别研究了在Y型、AG₄型或Ω型沸石的合成条件下,加入其它型号的沸石转变为Y型、AG₄或Ω型沸石的过程;并研完了在Y型沸石合成的化学环境下,A型沸石向Y型沸石转变的过程,并探讨其机理。     

沸石分子筛的生成机理和晶体生长(Ⅳ)——Ⅰ型沸石的晶化相区与导向剂的作用

以不同的硅源分别合成了L型沸石,考察了影响L型沸石晶化相区的各种因素。首次发现了L型沸石导向刑,并对其导向作用进行了研究。     

DFT方法研究酸性沸石上苯与乙烯烷基化反应的机理

采用B3LYP/6-31G*水平计算来研究酸性沸石上苯与乙烯的烷基化反应历程,从生成能和反应活化能角度分析并讨论了苯与乙烯的反应机理.选取4T簇模型模拟分子筛的酸性位,使用密度泛函理论对烷基化反应三种不同的反应机理(两个联合反应机理和一个分步反应机理)进行计算分析.结果表明,在联合反应机理中,乙烯的质子化和苯与乙烯间C-C键的形成同时发生;分步反应机理中,首先形成一个稳定的乙醇盐中间物种,然后与苯分子反应形成乙苯.联合机理速控步骤的活化能约为160kJ/mol,分步机理速控步骤的活化能为190.24kJ/mol,因此,酸性沸石上苯与乙烯烷基化反应机理主要以联合机理为主,但分步机理与其有一定程度的竞争。     

小晶粒β沸石表观聚结作用及机理研究

采用聚沉剂对小晶粒β沸石胶体体系的表观聚结作用及其机理进行了研究。通过分析小晶粒β沸石在过滤体系中的存在状态，得到强碱性的胶态体系中小晶粒β沸石的胶团结构，并分析了反离子挤压Stern双电层时Zeta电势的变化，解释了小晶粒β沸石聚沉作用发生的原因。通过实验发现，当聚沉剂NS/小晶粒β沸石大于或等于30％（质量比）时，即发生常温聚沉，能大大提高过滤效率。聚沉后β沸石样品的相对结晶度有少许下降，同时能大幅度地降低样品的Na2O含量。经轻油微反评价其活性，说明聚沉后的β沸石仍是优良的烃类流化催化裂化（FCC）催化剂的活性添加组分。     

沸石分子筛的结构

有些含水的硅铝酸盐矿物晶体受到灼烧时,由于晶体中的水被赶出,产生类似起泡沸腾的现象,称为沸石或泡沸石。已经发现自然界中沸石矿物约有四十多种,除丝光沸石、斜发沸石、方沸石、钙十字沸石等少数几种数量较多外,其他数量都较少。人们认识自然、改造自然,根据沸石的化学组成和形成条件,成功地合成了和沸石矿物结构相似的化合物,迄今已有六、七十种。由于这类晶体具有很空旷的硅氧骨架,在结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,若将孔穴和孔道内的水加热赶出,就能吸附分子。直径比孔道小的分子能进入孔穴中,直径比孔道大的分子被拒     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅹ)——NH4ZSM-5沸石分子筛晶体生长动力学

采用加入晶种的方法,在无定形相区中,研究晶体生长的规律,得出NH₄-ZSM-5沸石晶体生长符合2/3级反应的结论。考察了影响晶体生长的各种因素,测定了晶体生长活化能,并且得出了晶体生长活化能与产物硅铝比的关系。     

静态法和EXAFS技术研究放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附机理

结合静态实验和X射线吸收精细结构光谱（EXAFS）技术研究了接触时问、离子强度、初始浓度以及共存电解质离子等水化学条件对放射性核：63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附行为和微观机制的影响．宏观实验结果表明：放射性核素。63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附在pH〈7的范围内受离子强度影响,而在pH〉7的范围内不受离子强度影响．放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附率随着固体浓度的增加而升高,而对应的吸附量却随着固体浓度的增加而降低．溶液中共存的电解质离子对63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附有一定的促进或抑制作用,具体的影响趋势和程度由共存离子的性质、共存离子与63^Ni（Ⅱ）的络合能力以及与丝光沸石表面的亲和力大小共同决定．EXAFS微观结构分析结果表明：在pH6．5的溶液中,63^Ni（Ⅱ）与丝光沸石结构框架中的Na^＋／Ca。’等阳离子进行离子交换,形成六水合的外层络合物,不同离子强度下63^Ni（Ⅱ）的微观形态没有明显区别．郇Ni（II）在丝光沸石上的吸附随时间的变化呈现两种不同的作用机制：在溶液pH7．2的条件下,吸附初始的快速反应阶段中63^Ni（Ⅱ）的吸附主要以通过形成内层络合物的形式进行;随着接触时间的增长63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附机理转变为镍页硅酸盐共沉淀或者氢氧化镍沉淀的形成．初始63^Ni（Ⅱ）浓度为100mg／L的EXAFS图谱分析结果表明表面多聚体的形成是此条件下63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的主要吸附机理．放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石／水界面的吸附行为和形态分布对于准确预测其在环境介质中的迁移转化和生物有效性等物理化学行为具有重要的意义．     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅻ)——ZSM-5沸石生成过程中液相硅酸根离子聚合态的研究

自从1964年Lentz等人提出三甲基硅烷化(TMS)方法研究硅酸盐结构后,人们意识到这种方法能够较真按着地反映硅酸盐结构及聚合状态。又由于硅烷化所得的衍生物(硅酯)易溶于有机溶剂,可以采用多种方法进行分析鉴定。本文应用TMS-GLC及TMSGPC二种方法研究了ZSM-5沸石生成过程中液相硅酸根离子聚合状态的变化。