天然辉沸石为原料制备P型沸石的水热反应条件研究

以天然辉沸石为原料,经过酸化、碱溶处理,采用水热合成工艺,在保持n( SiO2)/n( Al2O3)＝3.5、n( Na2O)/n(SiO2)＝1.2、n(H2O)/n(Na2O)＝35不变的情况下合成制备P型分子筛.考察水热反应的晶化温度和晶化时间对合成P型分子筛晶型生长的影响,结果表明:水热温度由80 ℃上升至100 ℃,P型分子筛由没有成型到晶型出现,结晶度随着温度的升高逐渐增加,晶面对应越明显.合成P型分子筛的最佳温度为90℃,P型分子筛为集合球状,粒径大约为1 μm;随着水热时间的增长,P型分子筛慢慢成型,分子筛颗粒逐渐变大,6.5 h为最佳合成时间.并且可以看出控制反应时间得到的P型分子筛形状较为规则.     

粉煤灰基地质聚合物水热转化FAU型分子筛的工艺与表征

以粉煤灰基地质聚合物为基本骨架,通过水热合成法将其原位转化为自支撑FAU型沸石分子筛.研究水热过程中NaOH浓度、NaOH体积、水热温度和水热时间对FAU型沸石分子筛结晶程度的影响,得到粉煤灰基地质聚合物原位转化FAU型沸石分子筛型体的适宜条件:水热温度100℃,NaOH浓度2.0 mol/L,NaOH体积50 mL,水热时间18 h.XRD、SEM和FTIR分析表明,所得FAU型分子筛结晶纯度高,具有致密又规则的八面体形貌,基本继承了地质聚合物的主要骨架结构,其抗压强度为18.8 MPa,BET比表面积为175.31 m2/g.该法工艺简单,环境友好.在此方法的基础上通过改变原料配比和反应条件,可以合成其他类型的沸石分子筛型体.     

煤系高岭石插层合成X型沸石分子筛及其结构中钾的占位

归属于八面沸石结构(FAU)的X型沸石分子筛是一种重要的催化剂,在石油化工及吸附剂领域具有广泛应用前景,目前利用传统工艺生产的沸石分子筛价格昂贵.我国煤系高岭石资源丰富、品质优良,经过醋酸钾插层处理后,是合成X型分子筛的理想原料.本文应用X射线衍射、红外光谱、热重等多种表征技术,对高温焙烧后的高岭石/醋酸钾插层复合物进行了表征.结果表明,焙烧高岭石/醋酸钾插层复合物合成X型沸石的最佳温度为800℃,最佳浓度为30;.并进一步探讨了高岭石/醋酸钾插层复合物合成X型沸石分子筛的机理、结构以及钾离子在沸石分子筛骨架外的分布位置.     

粉煤灰-锰渣基地质聚合物原位水热法转化NaP型分子筛的工艺研究

以粉煤灰-锰渣基地质聚合物为前驱体,经水热合成法原位转化为NaP型沸石分子筛.利用单因素试验,探索硅铝比、锰渣掺量、碱浓度、水热时间和水热温度对沸石分子筛的抗压强度及钙离子交换能力的影响,得到了制备沸石分子筛的适宜条件为:硅铝比3.8、锰渣掺量40wt;、碱浓度3.0 mol·L-1、水热温度70℃、水热时间24 h.利用XRD、SEM、FT-IR和TG-DSC等手段对产物进行分析,结果发现制备的NaP型沸石分子筛结晶度高,呈钻石状,热稳定性较好,抗压强度为25.84 MPa,钙离子交换量达351.25 mg CaCO3/g.     

CdS/沸石分子筛复合光催化剂的制备及光催化性能

以煤矸石为原料,经Na2CO3碱熔活化和水热合成获得了沸石分子筛;利用Cd2+对沸石分子筛进行离子交换并通过沉淀过程制得了CdS/沸石分子筛复合粉体.采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B (RhB)为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果显示:沸石分子筛上负载的CdS的晶相为立方相,制得的CdS/沸石分子筛复合粉体具有较好的光催化活性,且三次循环利用后仍具有较好的催化活性,在模拟太阳光辐照下,CdS/zeolite(0.5 M)复合粉体重复利用3次后,处理260 min对RhB的降解率仍可达91.3;.所得粉体对RhB的光催化过程符合一级动力学方程式,光催化过程中,RhB 紫外可见光谱的蓝移现象揭示所得CdS/沸石分子筛可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB.     

微孔α-Al2O3支撑NaA沸石分子筛膜的合成与表征

以微孔α-Al2O3瓷板为支撑体,通过负载晶种水热反应合成了NaA沸石分子筛膜,利用XRD和FESEM表征了膜的相组成及微观结构,比较研究了动态和静态两种晶化体系对分子筛成膜的影响机制.将Na2SiO3·9H2O、NaAlO2和去离子水按n(Na2O):n(SiO2):n(Al2O3):n(H2O)= 3:2:1:148配制溶液,于95 ℃水热反应2 h制得晶种;再用Na2SiO3·9H2O、Al2(SO4)3·18H2O、NaOH及去离子水作起始物,按nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O=7.5:2:1:600配制膜晶化液,分别将负载晶种的支撑体置于动态(190 r/min搅动)和静态的晶化液中,于97 ℃下晶化4 h合成NaA沸石分子筛膜.结果表明:静态体系形成的膜主要由晶种和分子筛晶粒沉积构成,结构疏松且缺陷较多;而动态体系形成的膜则是由晶种交织生长而成,膜层薄、结晶度高、均匀连续,且成膜过程易于有效控制.     

固相法合成NaA型粉煤灰沸石对染料废水的吸附性能研究

以粉煤灰为原料,采用固相法合成NaA型粉煤灰沸石.通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、溶液浓度以及吸附温度对粉煤灰沸石吸附脱除亚甲蓝性能的影响.通过SME、XRD对产品进行表征,探讨了亚甲蓝在粉煤灰沸石上的吸附行为.结果表明:经XRD分析,合成产物主要为NaA型沸石.SEM分析表明,产物分别具有纺锤体及NaA型沸石立方体骨架结构;在吸附温度25 ℃,pH值>5,粉煤灰沸石投加量8 g·L-1,吸附30 min时,NaA型沸石对初始浓度为50~100 mg·L-1的亚甲蓝去除率均可达90;以上,较粉煤灰提高了45;;与商品沸石的吸附性能相当.合成的粉煤灰沸石吸附亚甲蓝过程符合Langmuir模型,其为单分子层吸附.     

ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO反应的影响

采用原位两步晶化法制备了SAPO-34/ZSM-5复合分子筛,考察了SAPO-34分子筛合成体系的晶化pH,进一步研究了ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO催化性能的影响.采用XRD、SEM、BET和NH3-TPD等手段对分子筛样品进行表征分析.结果表明,ZSM-5预晶化不同时间合成SAPO-34/ZSM-5复合分子筛的结构、形貌和催化性质有较大影响.预晶化时间为6 h制得复合分子筛SZ-ZSM-5(6 h)形成紧密的复合相结构,表现出丰富的微-介孔的多级孔分布和适宜的弱酸位和中强酸分布等特性,在MTO反应中甲醇转化率为98.4;,低碳烯烃选择性为93.4;,催化寿命达1400 min,具有较优越的催化性能.     

导向剂法制备纳米棒状丝光沸石分子筛及其加氢异构化性能

以偏铝酸钠为铝源,硅溶胶为硅源,并添加部分导向剂制备出丝光沸石分子筛.通过XRD、SEM、NH3-TPD等表征手段,表明这种制备方法形成的丝光沸石,能够在空间结构上形成纳米棒状的阵列排布.这种合成方式提高了分子筛的比表面积和孔径比,有明显的介孔产生.同时考察了该分子筛在负载一定量Pt的条件下,对于正十二烷在临氢条件下的异构化反应.结果表明,正十二烷的转化率为95.21;,异构烷烃收率为64.27;.     

煤系高岭土合成NaP分子筛的XRD分析及表征

本文将高岭土在一定温度下煅烧1h,使高岭土变成无定形态的活性偏高岭土,再调整合成体系的配比,最后水热晶化合成了NaP分子筛.采用XRD对原矿、预处理产物和合成的产物进行了分析,采用SEM对产物进行了形貌表征,用激光粒度分析仪对产物粒度进行了分析,最后用化学滴定法测定了产物的钙镁离子交换量.结果表明:在800℃恒温1h能有效活化高岭土,在n(SiO2)/n(Al2O3)=3.5、n(Na2O)/n(SiO2)=1.4、n(H2O)/n(Na2O)=45、室温老化3h、95℃晶化9h的条件下,获得的晶化产物为NaP分子筛,平均粒径为2.298 μm,Ca2+交换量为315 mg CaCO3/g干沸石,Mg2+交换量为83 mg MgCO3/g干沸石.     

Synthesis of nano‐crystalline zeolite β: Effects of crystallization parameters

The effects of variation in Si/Al ratio (25 and 100) and crystallization temperature (80 °C to 180 °C, at an interval of 20 K) on crystal size of zeolite β were studied. Products obtained at different synthesis parameters were characterized by powder X‐ray diffraction, IR spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy and nitrogen adsorption. Increase in crystal size with crystallization temperature and Si/Al molar ratio was observed. Crystal morphology at 140 °C was spherical whereas at 180 °C it was of irregular shape. (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

高岭土水热合成4A沸石实验研究

水热法合成4A沸石的实验是在不同的碱度、不同的液固比、不同的晶化温度和不同的晶化时间条件下进行的,并进行了实验结果和各种合成因素的分析及研究.实验结果分析表明在加碱煅烧及合成沸石的过程中,使用NaOH的效果比使用Na2CO3和KOH,加入适量的晶种能缩短晶化反应时间并能提高合成沸石的质量.在碱度为2.5～4.0M、液固比6∶1～8∶1、晶化温度90～103℃以及晶化时间为3～5h的实验条件下,采用苏州高岭土合成了4A沸石.文中还采用X射线衍射仪和扫描电镜对合成的沸石样品进行了表征.     

循环流化床粉煤灰可控制备高纯F型八面沸石研究

利用粉煤灰制备沸石分子筛是其高值化利用的重要方向之一.以循环流化床粉煤灰为原料,采用酸浸预处理-氢氧化钠碱熔活化-水热晶化法制备F型八面沸石,并用于吸附亚甲基蓝.考察酸浸温度、碱熔温度及碱灰质量比对粉煤灰结构的影响及碱熔温度、碱灰质量比、液固比及晶化时间对沸石的结构和形貌的影响.通过XRD和SEM对粉煤灰沸石的晶体结构和形貌进行表征.结果表明,利用循环流化床粉煤灰制备高纯F型八面沸石适宜条件为碱熔温度550℃,碱灰质量比1.5:1,液固比12 mL/g,晶体导向剂用量10;,晶化温度100℃,晶化时间20 h.其比表面积高达357 m2/g,且对亚甲基蓝的饱和吸附量高达178 mg/g.     

Synthesis and morphology of nanosized zeolite L

AFM is a powerful tool for imaging nanoscale surface features; it provides two and three dimensional crystal structure images and other information about actual surface of zeolite crystallites. In this paper, nanosized zeolite L is synthesized in different crystallization times and a study of crystal growth of zeolite L is reported using atomic force microscopy (AFM). X‐ray diffraction (XRD), X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM) techniques are used for characterization of the as synthesized samples. TEM and two‐dimensional AFM images indicate that the zeolite particles are in a nano‐range and they have hexagonal structure. (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

以粉煤灰为原料采用两步法制备高纯度ZSM-5型沸石的研究

采用经碱熔融-离心提取处理后的粉煤灰为原料,经水热反应研究两步法合成高纯度ZSM-5型沸石的过程,探讨了碱灰比、焙烧温度对硅铝溶出量的影响,研究了碱度、晶化时间、晶化温度与硅铝比对合成ZSM-5型沸石的影响.结果表明:碱灰比为2.3∶1,焙烧温度为680 ℃时可获得最高的硅铝溶出量;当SiO2/Na2O =7(摩尔比),SiO2/Al2O3=45(摩尔比),晶化时间为68 h,晶化温度为180 ℃时可获得高纯度的ZSM-5型沸石.     

药物结晶中的经典与非经典结晶路径

晶体的结晶路径分为经典结晶路径和非经典结晶路径。经典结晶路径往往涉及一些简单的化学结构,晶体的成核、生长是通过单体的依次添加实现的,经过长期研究,目前研究人员已对其有了较为深刻的理解并形成了一套相对完善的理论体系;但对于非经典的结晶路径,由于涉及复杂中间态粒子的形成和多步结晶过程,尚未获得全面、统一的理论支持。在药物结晶领域,有机分子构象自由度的引入增加了体系的复杂性,分子间弱的相互作用使得固态药物分子存在多晶型现象。由于药物的理化性质及生物利用度与其晶型息息相关,同时,药物结晶过程中出现的一些复杂中间态粒子往往会改变最终得到的药物晶型,因此迫切需要加强对药物晶体成核和生长路径的研究,以期发展能实现对药物晶体成核和生长过程主动控制的方法。本文简要综述了目前药物在溶液或熔体中结晶的经典与非经典结晶路径,包括奥斯特瓦尔德阶段定律、独立成核、交叉成核。从溶液化学的角度看,分子在浓溶液中会通过自组装形成结构合成子,成核与溶液中的生长单元、结构合成子密切相关。从分子水平上探索溶液中有关分子运动的信息、分析各体系下晶核与结构合成子之间的关系是区分两种结晶路径的关键所在,非经典结晶在药物结晶领域是机遇也是挑战。     

Study on crystallization kinetics and the crystal internal defects of HMX

In this paper, the solubility data of HMX (1,3,5,7‐tetranitro‐1,3,5,7‐tetrazocane) in acetone from 323.15 K to 293.15 K were accurately measured by use of the laser‐monitoring observation technique. Intermittent dynamic method was utilized to study crystallization kinetics of HMX in acetone. The data of crystallization kinetics were obtained by moment analysis, and the parameters of the growth rate and nucleation rate equations were derived by using multiple linear least squares method. Subsequently, growth rate and nucleation rate at different conditions were calculated according to these equations. In addition, Optical Microscopy Images (qualitative) and Particle Apparent Density (quantitative) experiments were applied to study the crystal internal defects of HMX under different crystallization conditions. It can be found that the crystal apparent density of HMX is in the range of 1.8993 g·cm⁻³ to 1.9017 g·cm⁻³, very close to the theory density of HMX; the internal defects and the crystal size do not increase after 25 °C, from which we predict that the HMX crystal growth reaches the steady growth segment. These results suggest that the nucleation rate is a significant factor influencing the crystal internal defects, and larger nucleation kinetics can reduce crystal internal defects.     

Crystallization field study for the formation of single phase sodium clinoptilolite: Batch composition,seed and temperature effects

Although clinoptilolite is the most abundant zeolite mineral in nature, its synthesis under laboratory conditions has been difficult. A partial crystallization field study was done for the synthesis of clinoptilolite based on a nominal batch composition of 2.1Na₂O:Al₂O₃:10Si₂O:110H₂O to delineate the limits of composition and temperature within which sodium clinoptilolite can be produced as a single phase in high yields. Effects of temperature, SiO₂/Al₂O₃ molar ratio in the batch composition, and the use of different raw materials in batch preparation were studied. The need for the use of seed crystals for reproducible synthesis of clinoptilolite was established. (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

定位硅酸锌结晶釉析晶动力学研究

本文利用定位结晶法研究了氧化锌和硅酸锌两种晶种对硅酸锌结晶釉釉面晶花的影响,根据结晶动力学理论,对结晶釉中硅酸锌晶体的生长规律和结晶机理进行了探讨,并比较了不同晶种对硅酸锌晶体生长规律的影响.实验结果表明:采用氧化锌和硅酸锌作定位晶种的釉面晶花外观效果基本相同;釉熔体中硅酸锌晶体生长半径与保温时间成线性关系;不同的定位晶种对硅酸锌晶体的生长基本没有影响;结晶常数随着析晶保温温度的提高而增加,当析晶保温温度分别为1150 ℃,1100 ℃和1050 ℃时,所对应的结晶常数依次为1.0911,0.9996和0.7177;即使在同一析晶保温温度下,不同的保温时间段其结晶常数也不同.     

Crystallization of silicalite‐1 from clear synthesis solutions: Effect of template concentration on crystallization rate and crystal size

Synthesis of silicalite‐1 powders and membranes from initially clear solutions with different tetrapropylammonium hydroxide or bromide concentrations was studied. While tetrapropylammonium bromide acts only as template, tetrapropylammonium hydroxide provides both the template and hydroxyl ions to the synthesis medium. The effects of template and hydroxyl ion concentration on the product yield, crystallization rate and crystal size were investigated. Pure and highly crystalline silicalite‐1 was obtained with all compositions. The nucleation time decreases from 100 h to 20 h and the crystal size decreases from 3.5 μm to 0.35 μm as the template amount x is increased from 5 to 30 moles at a batch composition of 80SiO₂.xTPAOH.1500H₂O at 95 °C. Yield of silicalite‐1 passes through a maximum at intermediate TPA concentration. (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)