沸石催化剂上甲醇转化为低碳烯烃的研究 1.改性沸石催化剂的选择性和稳定性的考察

甲醇转化为低碳烯烃催化剂的选择性,可通过由有机胺(79-2系列)或无机氨(HZ-29系列)合成的中孔ZSM-5沸石以及小孔毛沸石和毛沸石-菱钾沸石(HE-1和HSW)的改性而提高。经P(HZ-29-P)或Mg(79-2-Mg)改性的沸石催化剂相应具有高乙烯或高丙烯及低碳烯烃选择性;经改性后的两类小孔沸石(HE-1-Zn 和SW-2)都得到了高乙烯及丙烯选择性和高C_2~-/C_3~-比。改性前后的沸石催化剂经吸附容量、吸附氨TPD、吸附吡啶IR 等测定结果表明,沸石改性后引起的通道收缩及表面强酸中心数的减少是提高选择性的关键。和H 型的对比,在经改性后的沸石催化剂上结炭量都明显下降,其中以HZ-29-P 结炭最少,且此催化剂能够经受30次以上的再生试验。     

菱沸石-粘土复合物在沥青精制中的应用

阿尔伯塔的油砂资源日益成为北美重要的战略性能源供给.本实验室通过采用碱性条件下在高岭土表面上组装菱沸石的方法,合成了新型的菱沸石-粘土复合材料,并证明此复合材料是比菱沸石更好的油砂沥青精制剂.XRD,SEM,TEM,N2物理吸附和XPS表面元素分析结果表明,菱沸石-粘土复合材料具有大体积烃类分子可及的独特的外表面,该复合材料不仅可降低油砂沥青的裂解反应温度,同时还可大幅度脱除沥青中的硫、氮、镍和钒等杂质.     

异相晶种诱导快速合成低硅菱沸石分子筛

在不含有机模板剂体系(OSDAs)中,利用异相晶种(T型分子筛)诱导快速合成出纯相的低硅菱沸石分子筛。采用XRD、SEM、TEM、27Al MAS NMR和紫外拉曼等手段表征分子筛的结构属性和形貌特点。详细研究了菱沸石分子筛的晶化过程以及晶种添加量、nAl2O3/nSi O2、nH2O/nSiO2和碱度对菱沸石分子筛晶化的影响,并探讨T型分子筛晶种诱导合成菱沸石分子筛的晶化机理。原位合成体系中仅形成L型分子筛晶相,而一定量T型分子筛异相晶种的加入诱导溶胶快速制备出纯相的菱沸石分子筛。T型分子筛晶体在一定的水热条件下不断溶解而释放的六元环(6R)和四元环(4R)迅速形成菱沸石分子筛特征笼(CHA笼),抑制了L型分子筛特征单元和特征笼(不含四元环的CAN笼)的形成。     

菱沸石在柴油车尾气NOx催化净化中的应用

柴油车尾气NO_x控制是目前大气污染控制领域的重要研究内容,对改善城市大气污染现状有着极其重要的作用。NH₃选择性催化还原NO_x（NH₃-SCR）是应用于该领域的主流技术之一。近年来,以具有菱沸石（chabazite,CHA）结构的分子筛为载体负载Cu制备的Cu-CHA（Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34）系列催化剂,因其优秀的NH₃-SCR活性和良好的水热稳定性,成为学者们关注的热点。本文首先从制备方法及反应条件对Cu-CHA催化性能的影响和NH₃-SCR反应机理这几个方面系统阐述Cu基菱沸石在柴油车尾气NO_x催化净化领域的研究进展;然后总结了负载其他过渡金属和稀土金属制备的M-CHA分子筛催化剂在NH₃-SCR反应中的应用,指出双活性中心菱沸石催化剂在NH₃-SCR领域表现出的优势;在此基础上对菱沸石NH₃-SCR催化剂的进一步改良做出展望。     

菱钾沸石(OFF)的离子交换及对SO2气体吸附性能研究

采用水热合成法制备了菱钾沸石(OFF),通过离子交换得到了H-OFF,Li-OFF,Na-OFF,K-OFF和Cs-OFF.用XRD,SEM,TG,DTA,固体1HNMR,FTIR和低温氮吸附等手段研究了离子交换性质,发现其晶体结构和晶貌在离子交换过程中基本不变,热力学性质随阳离子类型的改变而发生很大变化.样品的比表面积和孔体积随阳离子的增大而减小,B酸随阳离子半径的增大而减小,L酸反之.测定沸石样品对酸性气体SO2的吸附结果表明,Li-OFF在低分压下对SO2有很好的吸附性能.     

环已胺在沸石分子筛上的吸脱附行为研究

本文以程序升温脱附(TPD)为主要实验手段,对环己胺在5种不同沸石分子筛上的吸脱附行为进行了研究。结果表明,沸石分子筛对环己胺有着较强的吸附作用,不同的沸石分子筛对环己胺的吸附能力受其结构和表面酸性特征的影响而异。有效吸附部位为与沸石分子筛表面酸性有关的弱化学吸附位;环己胺从不同沸石分子筛表面脱附的动力学与晶内扩散有关,其表观脱附活化能分别为:63.6kJ/mol(5A),68.6kJ/mol(13X),20.1kJ/mol(菱沸石),46.9kJ/mol(NaY)和47.3KJ/mol(ZSM-5)。     

NaΩ分子筛中钠金属团簇的NMR、EPR及碱催化研究

首次报道了方钠石笼结构外的沸石结构——Ω分子筛与钠金属蒸气的作用。由于菱钾沸石笼的三个8元环孔径较大,又直接与12元环主孔道相连通,不能产生形成离子簇的“笼”作用,而只能在主孔道中形成钠金属团簇。实验表明钠金属团簇在NaΩ分子筛孔道中具有强的碱催化活性。     

镧改性HL沸石在烃类催化裂化催化剂中的应用

 采用离子交换和浸渍相结合的方法制备了La/HL沸石. 将不同La含量的La/HL沸石与REUSY沸石按不同比例复配后作为催化裂化催化剂的活性组分,用标准轻油微反方法(MAT)对催化剂样品进行了评价,考察了La/HL沸石添加量和La/HL沸石中的La含量对催化剂活性、反应产物分布、汽油产品辛烷值及催化剂上积炭的影响. 结果表明,在裂化催化剂中分子筛总量保持不变的条件下,当La/HL沸石加入量为催化剂总量的1%~5%时,随着La/HL沸石加入量的增加,MAT活性和汽油收率增大,比积炭下降; 当La/HL沸石加入量大于10%时,MAT活性及汽油收率随La/HL沸石加入量的增加而降低,比积炭增加. 当加入5%不同La含量的La/HL沸石时,产物中异丁烷含量增加; La/HL中的La含量低于3.5%时,产物异戊烷含量低于参比样品,但随着La含量的增加,异戊烷含量增大. 当La/HL沸石中的La含量为0.2%~0.5%时,汽油中的芳烃含量显著增加,汽油产品的辛烷值提高了1.24~2.06.     

利用天然斜发沸石从高离子强度的强碱性溶液中吸附和洗脱K+和Rb+的研究

在80℃下，用间歇法研究了NH4^ 型天然斜发沸石对某厂高离子 强碱性循环液中的K^ 和Rb^ 的吸附，得到不同粒度天然斜发沸石对K^ 和Rb^ 的交换吸附量，用不同浓度的NH4HCO3溶液对沸石进行洗脱再生，是到洗脱速率随着洗脱液浓度增大而增大。本文对沸石与钾含量很高的高离子强度强碱性溶液中碱金属的交换吸附和洗脱过程进行了初步探讨。     

沸石在甲醇转化为烃过程中积炭性能的考察

用热重法(TGA)和程序升温脱附法(TPD)考察了几种不同孔道结构的沸石——毛沸石(HE),类毛—菱钾沸石(HSW),Fu-1,ZSM-5,ZSM-11,丝光沸石(HM)和Y 型沸石——在甲醇转化为烃时的积炭行为。认为甲醇在沸石上转化为烃时的积炭倾向不仅与沸石的孔道结构有关,而且也与其强酸部位(即TPD 谱的峰Ⅱ)的酸量有着密切关系。甲醇在所考察过的七种沸石上的积炭初速度有着如下排列顺序:HE>(HSW,HY)>HM>(HF,HZSM-5,HZSM-11);其除炭初速度的大小有着与积炭初速度一致的顺序。采用往ZSM-5沸石上添加磷或镁等化合物以改质的方法,可以调节沸石的酸性和孔道尺寸,使得沸石的抗积炭能力增强,有利于改善沸石催化剂的稳定性和选择性。甲醇在改质沸石催化剂上转化为烃时的积炭初速度有着下列顺序,Zn ZSM-5》HZSM-5>Mg ZSM-5>PZSM-5>MnZSM-5。     

TEAOH-TMABr-Al2O3-SiO2-H2O体系中小晶粒offretite沸石的合成研究

不加无机强碱，在纯有机胺体系中合成了小晶粒offretite沸石，并采用XRD、SEM、FT-IR以及苯与丙烯烷基化制异丙苯探针反应对典型样品进行了结构性能表征。结果表明，采用四乙基氢氧化铵TEAOH与四甲基溴化铵TMABr为双模板剂时，TEAOH的量对合成产物影响很大，而TMABr的量增大容易导致生成Beta沸石。所合成的offretite沸石在苯与丙烯烷基化制异丙苯反应中活性和选择性较高。     

Offretite Zeolite Single Crystals Synthesized by Amphiphile-Templating Approach

Offretite zeolite synthesis in the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTABr) is reported. The offretite crystals were synthesized with a high crystallinity and hexagonal prismatic shape after only 72 h of hydrothermal treatment at 180 °C. The CTABr has dual-functions during the crystallization of offretite, viz. as structure-directing agent and as mesoporogen. The resulting offretite crystals, with a Si/Al ratio of 4.1, possess more acid sites than the conventional offretite due to their high crystallinity and hierarchical structure. The synthesized offretite is also more reactive than its conventional counterpart in the acylation of 2-methylfuran for biofuel production under non-microwave instant heating condition, giving 83.5% conversion with 100% selectivity to the desired product 2-acetyl-5-methylfuran. Hence, this amphiphile synthesis approach offers another cost-effective and alternative route for crystallizing zeolite materials that require expensive organic templates.     

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。     

T型及KA分子筛膜的制备、修复及其天然气脱水蒸气性能研究

天然气在长距离输送之前必须进行脱水蒸气,膜分离法是天然气脱水蒸气的有效方法,其中膜材料是关键,而分子筛膜因具有均一的孔径、规则的孔道、良好的稳定性而备受关注。本研究选择孔径为3-5 μm,直径为2 cm的圆片状多孔氧化铝陶瓷作为成膜基底,通过在基底上预涂晶种后原位生长得到了T型和NaA分子筛膜,NaA分子筛膜进一步经过金属离子交换获得了KA分子筛膜,最后将两种分子筛膜应用于水蒸气含量为3.5%的甲烷气体(作为模型天然气)进行天然气脱水蒸气实验。研究结果表明,T型及KA分子筛膜对模型天然气脱水蒸气的H₂O/CH₄选择性分别为2.80和3.16。进而采用表面涂层法对分子筛膜中的缺陷进行了修复,从而有效提高了其模型天然气脱水蒸气性能,修复后的T型及KA分子筛膜的H₂O/CH₄选择性分别达到了10.52和17.71,水蒸气的渗透系数分别为104397 Barrer和28200 Barrer,甲烷损失率分别仅为2%和1%,修复后的两种分子筛膜皆具有良好的稳定性。     

沸石分子筛的生成机理与晶体生长(Ⅵ)——NaY型沸石生成的液相机理与其组成Si/Al比的非均一性

应用化学分析、小角激光光散射与电子衍射以及X-射线衍射分析证实了NaY型沸石的形成遵循液相转变机理与形成过程中沸石骨架组成Si/Al此变化的非均一性。     

Studies on the Surface Interaction Between MoO_3 and ZSM-11 Zeolite

A series of Mo-containing ZSM-11 zeolite catalysts has been prepared by calcining mixtures of MoO3 and ZSM-11 zeolite, and studied by using X-ray diffraction and infrared spectroscopy. It has been found that MoO3 can be well dispersed on ZSM-11 zeolite as a surface molybdenum species, and mostly within the zeolite cavities. With increasing the amount of dispersed MoO3, the zeolite framework is destroyed, and the crystallinity of the zeolite decreases. It seems that this perturbation is due to the strong interaction between dispersed MoO3 and zeolite framework.     

具有多级孔的纯硅沸石材料的合成

采用表面活性剂组装沸石晶种的方法, 研究了不同浓度的非离子表面活性剂 P123 对组装的纳米Silicalite-1沸石晶粒的形貌和性质的影响. 实验发现, 在稀溶液体系中 P123 组装的沸石颗粒既在低角区呈现出介孔材料的特性, 又在高角区表现出沸石的结构特征; TEM证实纳米粒子间存在无序的蠕虫状介孔孔道.     

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。     

两步变温法微米晶种诱导合成高性能的T型分子筛膜

在预涂自制微米晶种的多孔管状莫来石支撑体表面上,采用两步变温法诱导合成T型分子筛膜。在溶胶配比nSiO2∶nAl2O3∶nNa2O∶nK2O∶nH2O=1∶0.05∶0.3∶0.1∶30合成条件下,通过变温晶化过程成功制备出高性能的T型分子筛膜。XRD和SEM结果表明,该法可在支撑体表面上较快地形成一层连续致密的纯相T型分子筛膜层,较大缩短了膜合成时间和提高了膜致密性。在优化条件下所合成的膜具有优异的渗透汽化性能,且膜制备的重复性良好。75℃时,在水/异丙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别高达4.25 kg.m-2.h-1,7600;在水/乙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别为2.87 kg.m-2.h-1,1 900。     

Caractérisation des analcimolites du bassin de Tim Mersoï (Nord du Niger) par diffraction des rayons X

Characterization by X-rays diffraction of Tim Mersoï basin (North Niger) analcimolites. Natural zeolite samples from northern Niger were studied by X-ray diffraction (XRD). The obtained results, completed with scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray microanalysis spectrometry (SEM/EDAX) revealed the presence of analcime within the samples. Typical analcime diffraction patterns have been identified. The studied samples were found heterogeneous and contained variable amounts of quartz. No trace of other types of zeolite has been detected.