全硅沸石上有机吸附物亲和性指数的研究

用热分析技术，研究含有不同官能团的有机吸附质分子如：直链烷烃、直链烷 基胺、直链烷基醇等，在结构完美全硅FER,MFI, FAU沸石孔道中的程序升温脱附行 为，测定它们在这些沸石上的吸附量及亲和性指数A_T值，研究孔道半径对亲和性 指数A_T值的影响。结果表明，与沸石Si-O骨架“亲”性强的吸附质的Ar值，随孔 道半径的减小而降低；“憎”性强的的吸附质的Ar值与孔道半径的关系，则呈相反 趋势。     

完美骨架全硅β沸石性质研究

运用热分析技术研究胺类、烷烃类、芳香烃类、醇类在具完美骨架的合成得到 的全硅β沸石中的脱附行为，测定亲和性指娄A_T值和负载量。发现烷烃类、胺类 、芳香族化合物都对全硅β沸石骨架表现出亲和性，而醇类由于羟基的存在表现出 对骨架的憎性，结合吸附热等数据讨论了各类吸附质与骨架相互作用（主／客体相 互作用）的性质。     

完美骨架全硅β沸石性质研究

运用热分析技术研究胺类、烷烃类、芳香烃类、醇类在具完美骨架的合成得到 的全硅β沸石中的脱附行为，测定亲和性指娄A_T值和负载量。发现烷烃类、胺类 、芳香族化合物都对全硅β沸石骨架表现出亲和性，而醇类由于羟基的存在表现出 对骨架的憎性，结合吸附热等数据讨论了各类吸附质与骨架相互作用（主／客体相 互作用）的性质。     

高硅FAU沸石与甲胺吸附物的相互作用

合成高硅沸石中所用的模板剂胺类分子与沸石骨架 Si—O基团间的相互作用机理尚不清楚 .迄今为止 ,沸石与吸附胺之间的相互作用的研究还只限于测定沸石酸性质 [1,2 ]、表面羟基活性位或了解模板分子在沸石骨架中的位置和状态 [3,4 ] .甲胺、乙胺在骨架完美的高硅 FAU(Y型 )沸石上的亲和性指数 AT 值 ,即被吸附有机物脱附峰温与该有机物的沸点之差分别高达 1 60与 1 5 0℃[5] .而在高硅 MFI(Silicalite-1 )沸石上为 1 60与 1 2 7℃ [6 ] .与大多数有机物不同 ,被吸附的胺类脱附时的吸热效应十分明显 .上述现象表明胺与高硅沸石骨架 O2 -…     

客体诱导LiCI／FER沸石客／主体材料主体相变行为的研究

用热扩散法将客体LiCI组装进入主体FER沸石孔道生成的客／主体材料中，客体与主体骨架在一定温度下发生相互作用，诱导该沸石发生相转变．XRD，FT-IR，TG／DTA／DTG等方法表征该客／主体材料相变过程证明，相变起始温度500℃，500～600℃生成LiAISi3O8，800℃的相变产物主要为β-石英，LiAIsi3O8的相对含量随LiCI的组装量增多而增加．     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅱ.乙胺、正戊烷、乙醇在 FAU型沸石上的吸附热

用测定吸附等温线法研究乙胺、正戊烷和乙醇在疏水高硅FAU沸石上的吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,处理吸附等温线,得到不同覆盖度C(C=被吸附分子数/晶胞)的等量吸附热Qst(C)(一定覆盖度C时由Clapeyron-Clausius方程计算的吸附热)及平均等量吸附热Qst^*(一定温度区间里等量吸附热Qst的平均值),以及Qst^*与沸点蒸发热△Hv的差值△H1(定义为相互作用强度△H1=Qst^*-△Hv)。所研究的三种有机分子的△H1的次序为△H1(乙胺)>△H1(正戊烷)>>△H1(乙醇)。这与AT值(定义为脱附温度Td与吸附质的沸点温度Tb的差值,无需单位)有正相关关系。由AT值观察到的高硅FAU沸石Si-O骨架与被吸附乙胺之间可能存在的强相互作用、为本研究测定的热力学定量数据△H1值所证明。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅲ.氯氟烃在MFI和FAU上的吸附热

测定不同温度下三种氯氟烃F-11(CFCl3),F-12(CF2Cl2)和F-22(CHF2Cl)在疏水高硅MFI和FAU沸石上的吸附等温线,以研究其吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,由吸附等温线,计算不同覆盖度C的等量吸附热Qst(C)和平均吸附热Qst^*(△Ha)。上述吸附质在两种沸石上吸附热的大小顺序均为：△Ha(MFI)＞△Ha(FAU)。在同种沸石上,吸附热的大小顺序为：△Ha(F-11)＞△Ha(F-12)＞△Ha(F-22).298K时的吸附等温线和△Ha的变化趋势显示,对能允许氯氟烃分子自由进出其孔道的FAU沸石,吸附质分子越大,低分压吸附量(V)越大,吸附热(△Ha)也越大。而孔道对吸附质分子有空间限制作用的MFI沸石,其吸附热、分子尺寸与饱和吸附量(Vm)间关系比较复杂。选择去除氯氟烃的沸石吸附剂应综合考虑△Ha与饱和吸附容量Vm。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅲ.氯氟烃在MFI和FAU上的吸附热

测定不同温度下三种氯氟烃F-11(CFCl3),F-12(CF2Cl2)和F-22(CHF2Cl)在疏水高硅MFI和FAU沸石上的吸附等温线,以研究其吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,由吸附等温线,计算不同覆盖度C的等量吸附热Qst(C)和平均吸附热Qst^*(△Ha)。上述吸附质在两种沸石上吸附热的大小顺序均为：△Ha(MFI)＞△Ha(FAU)。在同种沸石上,吸附热的大小顺序为：△Ha(F-11)＞△Ha(F-12)＞△Ha(F-22).298K时的吸附等温线和△Ha的变化趋势显示,对能允许氯氟烃分子自由进出其孔道的FAU沸石,吸附质分子越大,低分压吸附量(V)越大,吸附热(△Ha)也越大。而孔道对吸附质分子有空间限制作用的MFI沸石,其吸附热、分子尺寸与饱和吸附量(Vm)间关系比较复杂。选择去除氯氟烃的沸石吸附剂应综合考虑△Ha与饱和吸附容量Vm。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅰ.乙胺/FAU型沸石相互作用

采用核磁、红外、XRD研究了FAU硅沸石与吸附的乙胺之间的相互作用,XRD谱显示乙胺的吸入导致沸石晶胞收缩、对称性改变,立方变四方.29Si MAS NMR上,FAU硅沸石的单峰分裂成四重峰,同时骨架的红外吸收峰移向低频.这些结果表明,FAU骨架与吸附的乙胺之间存在着强烈的相互作用.     

用TG/DTG/DTA研究硅沸石与有机分子的主体/客体相互作用

用TG/DTG/DTA法研究无阳离子与Si—OH缺陷、结构完美的硅沸石上烃类、烷基醇、烷基胺的热脱附行为.有机分子从硅沸石上脱附的温度低于300℃其亲和性值A_T=T_d-T_b,式中T_d为有机分子在DTG上的失重峰温,T_b为该有机物在标准压力下的沸点.饱和烷烃的A_T值为60～90,而苯、甲苯、对二甲苯等的A_T值为6～13.电负性较强的羟基使烷基醇与硅沸石的亲和性明显下降.多羟基醇的A_T值为负值.对二甲苯、烷基醇、烷基胺在脱附时有明显吸热效应.A_T值及脱附热效应的不同是硅沸石骨架0~(2-)微孔表面与有机分子C—H基因,其它极性基因之间相互作用不同,以及受到硅沸石骨架空间限制的被吸附分子间缔合情况不同所致,反应了不同类型的主体/客体超分子相互作用.     

客体诱导LiCl/FER沸石客/主体材料主体相变行为的研究

用热扩散法将客体LiCl组装进入主体FER沸石孔道生成的客/主体材料中, 客体与主体骨架在一定温度下发生相互作用, 诱导该沸石发生相转变. XRD, FT-IR, TG/DTA/DTG等方法表征该客/主体材料相变过程证明, 相变起始温度500 ℃, 500～600 ℃生成LiAlSi₃O₈, 800 ℃的相变产物主要为β-石英, LiAlSi₃O₈的相对含量随LiCl的组装量增多而增加.     

以哌啶为模板剂合成FER分子筛及其催化应用

镁碱沸石(FER结构)是一种中孔沸石,具有垂直交叉的二维孔道系统.其一为沿[010]方向的八元环孔道(0.35 nm×0.48nm),另一为沿[001]方向的十元环孔道(0.42nm×0.54nm).FER分子筛是工业化的沸石催化剂之一,主要应用于1-丁烯骨架异构化反应.此外,FER分子筛在氮氧化物分解和还原、二甲醚羰基化、甲醇制烯烃、烷烃加氢异构以及正构烷烃裂化等反应中也表现出极大的应用价值.FER分子筛通常在有机模板剂的辅助下合成.常用的有机模板剂主要为有机胺化合物,包括乙二胺、吡咯烷、吡啶和环己胺等化合物.四氢呋喃等含氧化合物也可以用于导向FER分子筛的合成.此外,通过两种不同尺寸的有机分子进行组合,也可以导向合成FER分子筛,且这些分子筛往往具有独特的物化性质和催化性能.以哌啶和四甲基氢氧化铵为组合模板剂,可以得到多级孔FER分子筛.与粒径较大的FER分子筛相比,其在低密度聚乙烯催化裂解反应中表现出更为优异的催化性能.以吡咯烷和有机硅烷为组合模板剂,可以得到多级孔FER纳米片团簇.与传统的微米FER分子筛相比,该多级孔FER纳米片团簇在甲苯与苄氯的苄基化反应中的催化活性得到显著提高.最近,有研究者以1,6-双(N-甲基吡咯烷)己烷和四甲基铵离子为组合,同样得到了FER分子筛.本文以哌啶为有机模板剂合成了FER分子筛,详细考察了合成参数(碱度、水含量)和晶化条件(晶化温度、晶化时间)对FER分子筛合成的影响.结果表明,温度对FER分子筛的晶化过程影响比较大.在150°C晶化时,只有FER分子筛出现在其晶化过程中;在160或170°C晶化时,其晶化过程伴随有MWW分子筛的生成和消失.高温有利于FER分子筛的晶化,但其易于转化为其它杂相.凝胶硅铝比为40.0时,合成纯相FER分子筛的碱度比较高;而凝胶硅铝比为30.3时,合成纯相FER分子筛的碱度比较低.在低碱度晶化时,不同硅铝比的凝胶出现的杂相也不尽相同.凝胶硅铝比为40.0时,其产物为FER分子筛与MTN分子筛的混合物;而凝胶硅铝比为36.4时,其产物为MWW分子筛与MTN分子筛的混合物.水含量对FER分子筛的合成影响也比较大.当水含量较低时,其产物容易出现其它杂相;当水含量较高时,其产物为无定形物质.通过向高水含量的体系中添加FER晶种,可以得到高结晶度的FER分子筛.FER分子筛的化学组成、形貌和织构性质与初始凝胶的碱度密切相关.初始凝胶碱度较低时,产物的硅铝比较高,外表面积较大,一次粒子粒径较大且堆积疏松;初始凝胶碱度较高时,产物的硅铝比较低,外表面积较小,一次粒子较小且堆积紧密.此外,以哌啶为模板剂合成的FER分子筛在1-丁烯骨架异构化反应中表现出优异的催化稳定性和较高的异丁烯收率.     

ZnAc2·2H2O在空气中的热分解动力学研究

用TG/DTA,DSC和XRD技术研究了固态物质ZnAc2.2H2O在空气中的热分解过程.结果表明,ZnAc2.2H2O在空气中发生两步分解,其失重率与理论计算失重率相符.XRD结果表明,ZnAc2.2H2O分解的最终产物为ZnO.用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求得分解过程的活化能E,并通过多元线性回归方法给出了可能的机理函数.ZnAc2.2H2O在空气中两步分解的活化能分别为119.82和66.82kJ/mol.     

A Study of the Hydration of Lime-Pozzolan Binders

DTA/TG and TG/DTG thermal studies and XRD investigations were carried out on pastes of lime-pozzolan binders to examine the relative hydration process. The binders were prepared with two natural pozzolans and hydrated lime, mixed together in different proportions. The main hydrated phases formed in the pastes are calcium silicate hydrate (CSH) and mono-carboaluminate. The growth of CSH was greater for the paste of the pozzolan richer in reactive constituents. For pastes with a higher lime/pozzolan ratio, a slowing of the formation of CSH was observed, while the formation of monocarboaluminate was more intense. The calcium hydroxide contents of the pastes obtained by thermogravimetric analysis made it possible to determine the pozzolanic activities of the two pozzolans under examination. The mortars for the various lime-pozzolan binders displayed characteristic hardening. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

废轮胎热解特性研究

利用TG/DTG对不同来源的三种废轮胎样品的热解特性进行了研究,并得到了热解动力学参数。结果表明,新旧废外轮胎样品热解趋势基本一致,均经历了一个不明显的失重过程和两个明显的失重过程,其原因是由于废外轮胎中的橡胶组分比较复杂;内轮胎样品中的组分比较单一,其热解过程比较简单,仅经历了一个不明显的失重过程和一个明显的失重过程;三种样品的主要失重温度为600K～800K,转化率为0.2～0.8;使用一级动力学反应模型很好的拟和了三种样品的主要失重过程,并求出了热解动力学参数。     

环戊烷和环己烷在silicalite-1分子筛上的热脱附行为

采用智能质量分析仪(IGA)及TG/DTG法研究了环戊烷和环己烷在硅沸石silicalite-1上的热脱附行为。当环戊烷在silicalite-1上吸附量小于4 m/uc时,TG/DTG曲线表明环戊烷在silicalite-1上存在一个脱附过程。吸附量大于4 m/uc,TG曲线显示热脱附过程明显分为两个阶段,DTG曲线中出现两个明显的脱附峰,彼此分离。环己烷在silicalite-1上只存在一种脱附过程,DTG曲线只出现一个脱附峰。从环戊烷和环己烷的热脱附曲线中也可看出,随着吸附量的增加脱附峰温逐渐向高温方向偏移。     

Studies on the Formation and Characteristics of Two Types of p-Xylene/Silicalite-1 Associates

High resolution 29Si MAS NMR, 13C CPMAS NMR, and TG/DTG/DTA were used to study the interaction between theframework of siliceous MFI type zeolite (silicalite) and the adsorbedp-xylene. The zeolite sample used in this study possesses a perfectframework. A series of high resolution 29Si MAS NMR and 13CCP MAS NMR spectra of the samples with various loadings of p-xylene weremeasured. Experimental results of XRD, NMR and thermal analysis confirm theformation of two types of p-xylene/silicalite associate. The properties ofthe two types of associates are given in terms of their XRD patterns,NMR spectra and TG/DTG/DTA curves. When the p-xylene loading is lessthan four molecules per unit cell, the adsorbed molecules disperse inthe sinusoidal channels and interact with the framework O2-forming associate-I (p-xylene/silicalite), and inducing themonoclinic/orthorhombic(I) transition. When the p-xylene loadingis more than 5.2 molecules/u.c., the adsorbed p-xylene moleculesare located in the channel intersections and combined into ap-xylene/p-xylene complex via hydrogen bonding, formingassociate-II (p-xylene/p-xylene/silicalite) and inducingthe orthorhombic(I)/orthorhombic(II) transition. The desorptionof p-xylene from associate-II occurs at about 90 °Cwith an evident endothermic effect, whereas the desorption fromassociate-I occurs at about 140 °C without any visibleheat effect, implying that two types of sorption and desorptionprocesses exist in this host/guest system.     

Effect of cerium, holmium and samarium ions on the thermal and structural properties of the HZSM-12 zeolite

The study of the incorporation of rare earth elements as additives in Y zeolites is a very interesting field of research, mainly by its potential application as additives in catalytic cracking process. In this work was studied the thermal and structural properties of cerium, holmium and samarium supported on HZSM-12 zeolite. The obtained materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption, thermogravimetry (TG/DTG), differential scanning calorimetry (DSC) and differential thermal analysis (DTA). TG/DSC/DTA analyses showed that the dehydration temperatures of RE/HZSM-12 zeolites (RE=Ce, Ho, Sm) increase in relation to pure HZSM-12. The acid properties were investigated by pyridine thermo desorption via TG. The results showed two events of mass loss attributed to elimination of pyridine adsorbed on the weak+medium acid sites and on the strong acid sites.     

消旋卡多曲在空气中的热分解动力学

用热分析(TG/DTA/DSC)技术研究了消旋卡多曲(C₂₁H₂₁NO₄S)在空气中的热分解过程. 热分析结果表明, 消旋卡多曲在空气中一步分解, 其熔点为77.4 ℃. 用Friedman法, Flynn-Wall-Ozawa (FWO)法和ASTM E698法求取了分解过程的活化能E, 并通过多元线性回归法给出了可能的机理函数.