ZSM-5分子筛膜的研究进展

本文分析了ZSM-5分子筛膜的主要合成方法和研究现状,总结了ZSM-5分子筛膜的缺陷与修饰方法,指出了ZSM-5分子筛膜的表征手段是以XRD、SEM、TEM和单组分气体渗透等为主,对ZSM-5分子筛膜的应用和前景进行了展望。     

ZSM-5分子筛膜的研究进展

本文分析了ZSM-5分子筛膜的主要合成方法和研究现状,总结了ZSM-5分子筛膜的缺陷与修饰方法,指出了ZSM-5分子筛膜的表征手段是以XRD、SEM、TEM和单组分气体渗透等为主,对ZSM-5分子筛膜的应用和前景进行了展望。     

ZSM-5分子筛填充壳聚糖膜的制备与性能研究

采用液相共混的方法制备了ZSM-5分子筛填充壳聚糖膜.扫描电镜表征表明分子筛在膜中分散均匀,膜表面没有明显缺陷.考察了填充膜在碳酸二甲酯/甲醇混合液中的溶胀和吸附行为,探讨了填充膜中分子筛含量及操作温度对渗透汽化膜分离性能的影响.结果表明膜优先吸附甲醇,其分离性能主要由溶解过程控制;随着膜中分子筛含量的增加,膜的溶胀度增大,渗透通量大幅度提高;渗透通量与操作温度符合Arrhenius关系式.与壳聚糖均质膜相比,ZSM-5分子筛填充壳聚糖膜对甲醇和碳酸二甲酯混合物具有更好的分离效果.     

碱金属盐对ZSM-5分子筛晶化的影响

Effect of different alkali metal salts on the crystal size and the crystallization rate of ZSM-5 zeolite was de-tailedly investigated in this paper. The samples prepared by adding the different alkali metal salts were character-ized by using XRD， TEM， TG-DSC， BET and IR techniques. The XRD results showed that， for the nanosized ZSM-5 zeolite， the characteristic peaks broadened on the XRD patterns in comparison with the microsized ZSM-5 zeolite. The SEM results verified that the crystal size of zeolites prepared by adding different alkali metal salts had different results， and adding NaCl， NaC₂H₃O₂ and KCl showed the better effect of reducing crystal size， which are about of 40～60nm size. The crystallization curve of adding the different alkali metal salts suggested that the crystallization rate was significantly affected by the anions in the alkali metal salt besides the cations. Moreover， the crystal size likewise depended on the anion in the alkali metal salt. In addition， the BET results suggested that the nanosized ZSM-5 zeolite possessed a larger outer surface area in comparison with the microsized ZSM-5 zeolite. The thermostability of the samples was determined by TG-DSC technique， indicating that the nanosized ZSM-5 zeolite had a poor thermostability as compared with the microsized ZSM-5 zeolite. The possible difference of the samples with different crystal sizes on IR spectra was also given.     

二次生长法合成ZSM-5分子筛膜的影响因素

具有均匀孔径的分子筛膜在催化反应器、膜分离等领域显示其巨大潜力.通过适宜路线制备高质量分子筛膜成为膜研究的热点.负载晶种的二次生长法在高性能ZSM-5分子筛膜的制备中表现出巨大的优势.从膜层的连续性、渗透性、选择性这3个分子筛膜最重要的性能指标出发,重点分析了晶种尺寸、用量、分散介质、载体内部生长、反应温度、有机模板剂的去除等因素对于分子筛膜性能的影响,阐述了其作用机理以及已经应用的改良手段.综述了ZSM-5分子筛膜的研究现状和亟待解决的技术难题,并展望了ZSM-5分子筛膜的应用.     

添加成膜促进剂合成致密ZSM-5分子筛膜

报道了一种添加氯化钠低温条件下合成出具有纳米尺寸的ZSM-5分子筛，并以 其为晶种预吸附在多孔氧化铝载体上，再通过添加成膜促进剂氯化钠二次水热合成 制备出高度致密ZSM-5分子筛膜的新方法。通过考察添加的钠离子浓度对成膜的影 响，认为在一定浓度范围内钠离子能够促进成膜。SEM结果也验证了这一结论，分 子筛膜主要是由孪生聚晶分子筛组成。渗透结果显示，当添加量为x = 100 (Al_2O_3:84SiO_2:10Na_2O:15TPABr:3500H_2O)时，在室温和0.1 MPa的条件下， H_2/C_3的理想选择性最大值23.7，温度提高到200 ℃时的选择性下降为9.4，但仍 然高于努森扩散值（4.69），表面该膜具有高度的完整性。     

高硅ZSM-5分子筛和二次合成Ti-ZSM-5分子筛的结构

运用度角旋转（MAS）和交叉极化（CP）等核磁共振波谱和红外光谱技术，分别对采用不同模板剂制备的高硅ZSM－5分子筛和以此为母体，经气固同晶取代法得到Ti－ZSM－5分子筛的结构特性进行了研究．结果表明：在水热法合成高硅ZSM-5分子筛过程中，模板剂明显制约着所制得的分子筛的结构特性．通过选用合适的模板剂，可直接获得具有正交晶系结构的高硅ZSM－5分子筛．在随后的气固相同晶取代过程中，钛原子通过占据分子筛骨架中的缺陷位进入骨架，形成具有一定Ti／Si比例的钛硅分子筛（Ti－ZSM－5）。骨架结构中缺陷位的含量直接影响分子筛的载钛量。     

钛硅ZSM-5沸石分子筛的微波辐射法合成与表征

以工业硅溶胶为硅源,廉价的乙醇作模板剂,用微波辐射的方法 成功地合成了高结晶度的钛硅 Ｚ Ｓ Ｍ ５ 分子 筛。确定合 成条 件为：ｍ ｏｌ Ｅｔ Ｏ Ｈ ∶ ｍ ｏｌ Ｓｉ ＝ ０． １～ ０．４,微 波反 应釜 压力 为 １ Ｍ Ｐａ, 晶化时 间２００ｍ ｉｎ。利用 Ｘ Ｒ Ｄ, Ｓ Ｅ Ｍ , Ｉ Ｒ 等方法 对钛硅 Ｚ Ｓ Ｍ ５ 分子 筛的物相和晶貌作 了表征,结果表明 钛已进入分子筛骨架。微波辐射法合成大大地缩短了反应时间,简化了操作,合成的样品粒度 小且均匀。     

高硅分子筛ZSM-23的合成及表征

采用静态水热晶化法以吡咯烷为模板剂,合成出结晶度良好的ZSM-23分子筛晶体.对合成条件的研究结果表明,合成的关键是避免ZSM-35分子筛的生成.当n(Si)/n(Al)=25～110,n(H20)/n(SiO2)=1.3～4.8,n(pyr.)/n(SiO2)=0.12～0.5时,均能稳定生成ZSM-23分子筛晶体.当n(Si)/n(Al)>110时,不能得到分子筛晶体;当n(Si)/n(Al)<25时,生成的是ZSM-35分子筛晶体.采用XRD,SEM,TG-DTA,FTIR等技术,对合成的ZSM-23分子筛晶体的形貌,以及影响分子筛合成的因素进行了详细的研究.     

ZSM-5分子筛光催化活性的初步研究

开发具有广泛用途包括光催化合成和选择性氧化有机物的新型光催化剂是光催化研究领域所面临的重要挑战之一[1] . Kato等[2 ] 报道了HZSM- 5和丝光沸石对甲烷无氧偶联反应具有光催化活性,我们也发现HZSM- 5原粉对乙烯、溴代甲烷和染料都表现出明显的光催化活性.由于分子筛不是半导体,所以其光催化性能难于用传统的半导体光催化理论加以解释.Kato[2 ] 认为分子筛中Al—O单元是HZSM- 5和丝光沸石产生光催化活性的活性位,Anpo等[3]认为,过渡金属原子在Y沸石和MCM- 41介孔分子筛的骨架内形成了孤立的金属-氧物种电荷转移激发态:[Me(n- 1…     

ZSM-5分子筛吸附分离对二乙苯的研究

本文用动态法就对二乙苯在ＺＳＭ－５分子筛上的吸附进行了研究，考察了温度、脉冲进料量、解吸剂的流速、解吸剂的性质等对分离效果的影响，确定了最佳操作条件：温度为２００℃～２３０℃，常压，以甲苯为解吸剂，解吸剂流量 ２５０～３５０Ｋｇ／ｍ２·ｈ，对二乙苯的单程收率为 ６０％，纯度＞９５％。     

变浓度无有机模板剂合成ZSM-5沸石分子筛膜

报道了无有机模板剂制备出15 nm的ZSM-5分子筛，并以其为晶种浸涂在多孔α-Al₂O₃陶瓷管外表面，再用先浓后稀的无有机模板剂的晶化液水热合成出ZSM-5分子筛膜的新方法。晶种和晶化液的物质的量组成为12Na₂O∶100SiO₂∶2Al₂O₃∶(2 500～5 000)H₂O。XRD分析表明α-Al₂O₃陶     

ZSM-5分子筛催化剂稳定性的研究

为观察C₄烯烃转化制丙烯过程中影响催化剂稳定性的因素,对经历不同反应时间（即新鲜、反应48h、反应650h、反应650h后再生和再生后再进行反应48h）的系列ZSM-5分子筛催化剂进行了表征。结果表明,经历长期反应后,催化剂微孔体积和BJH吸附累积孔体积明显降低;再生后,孔体积可以恢复到新鲜催化剂的初始值。与此同时,NH₃-TPD酸量不仅降低,而且再生后也不能得到恢复。与高温水蒸气处理的催化剂相比较,²7Al MAS NMR表征结果说明,积炭因素对催化剂孔体积的影响可通过再生消除,而分子筛骨架铝丢失和分子筛晶胞参数的降低对催化剂酸量的持续减少起主要作用。长期在高温水蒸气条件下运行后,催化剂酸量可维持在一定水平,使催化剂长期稳定运行成为可能。     

无模板剂法制备沸石分子筛和分子筛膜的研究进展

随着新无机材料和处理技术的发展,无有机模板剂法制备沸石分子筛和分子筛膜得到了广泛的关注.与有模板剂法相比,无有机模板剂法保持了沸石晶体的结晶度和骨架结构,合成过程更加简单、廉价和绿色.尤其无模板剂二次生长法制备分子筛膜避免了分子筛膜在高温煅烧脱除模板剂过程中缺陷的产生.本文作者综述了国内外制备沸石分子筛和分子筛膜的研究进展,着重介绍了晶种诱导法、自发成核法和晶型转化法制备沸石分子筛,以及无模板剂二次生长法制备分子筛膜,分析了存在的问题和可能的解决措施,并对其发展趋势进行了展望.     

ZSM-5分子筛氮化的密度泛函理论研究

利用量子化学中的密度泛函理论,基于ZSM-5分子筛的8T簇模型,在Gaussian 98程序中采用B3LYP方法和6-311G(d,p)基组计算了ZSM-5分子筛中氮的最佳取代位置.计算结果表明,分子筛骨架中氧原子被氮原子取代的最佳位置为O11和O21位.由于位于B酸位上的O11原子是氮原子的最佳取代位置之一,所以氮化可以减弱分子筛表面的B酸强度.     

ZSM-5分子筛结晶度及晶粒大小的影响因素

以硅溶胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,用晶种法制备ZSM-5分子筛.考察了物料混合方式、陈化时间、晶化时间、晶化温度、碱度和水量等对ZSM-5分子筛相对结晶度和晶粒大小的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析等对所合成样品进行了表征.结果表明:在一定的高碱度条件下形成高浓度的硅铝酸盐凝胶,才能合成出晶化良好的样品,ZSM-5分子筛是按固相机理形成的;合成ZSM-5分子筛的相对结晶度和平均颗粒度均随晶化温度的升高及硅铝酸盐凝胶浓度的增加而增大,在室温陈化24 h、180℃晶化12～24 h时相对结晶度最高,平均颗粒度基本上与陈化时间无关.     

含锆ZSM-5分子筛上丙烯齐聚反应的研究

以正丁胺(NBA)为模板剂，通过水热法直接合成了Zr/ZSM-5分子筛。XRD分析表明Zr/ZSM-5分子筛结晶度良好，但衍射峰的强度稍有差别。SEM显示样品分子筛表面规整，为3 μm～5 μm的棒状晶体。采用NH3-TPD法对分子筛进行了酸性测试，结果表明，在锆质量分数0.2%～1.2%，分子筛的中强酸和强酸量随锆质量分数的增加而增大，并向高温方向偏移。丙烯齐聚催化反应的活性评价结果显示，中强酸和强酸的量对Zr/HZSM-5催化性能有显著影响，在反应过程中对链的增长起促进作用。     

以异丙胺为模板剂合成ZSM-23分子筛

系统考察了异丙胺-硅溶胶-偏铝酸钠-水体系中合成ZSM-23分子筛的影响因素.结果表明,当投料SiO2/Al2O3比为60～150时能够合成出晶相单一、结晶度良好的ZSM-23分子筛.SiO2/Al2O3比、模板剂用量、体系的碱度以及水量均能影响合成产物的晶型.同时模板剂用量和SiO2/Al2O3比对ZSM-23分子筛的形貌影响很大.在优化的条件下,稳定合成了不同形貌的ZSM-23分子筛.     

气相转移法合成ZSM-5/SAPO-5复合分子筛

以磷酸、拟薄水铝石和硅溶胶为原料, 三乙胺为模板剂, 采用气相转移法合成了一系列ZSM-5/SAPO-5复合分子筛. 产物经X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱及N2 静态吸附法等手段对其进行了表征, 证明合成材料是以ZSM-5为核、SAPO-5为壳的双结构分子筛. 实验结果表明, 干胶制备条件及液相组成都影响复合分子筛的结晶. 晶化温度的提高和晶化时间的延长有利于分子筛结晶度的提高. VPT法可以减小SAPO-5和复合分子筛颗粒的直径, 改善SAPO-5在ZSM-5分子筛表面的分布. 重油裂化结果表明, 核壳结构复合分子筛对生成低碳烯烃的性能优于机械混合的样品.     

ZSM-5分子筛在低碳烷烃脱氢中的催化应用

ZSM-5分子筛是应用广泛的催化体系,常用于烷烃的芳构化、催化裂化及异构化。近年来因其独特的孔道结构及表面酸碱特性,开始应用于低碳烷烃脱氢。本文综述了Zn/ZSM-5及Ga/ZSM-5催化剂对低碳烷烃的脱氢理论研究,概述了Fe/ZSM-5、Cr/ZSM-5、Pt/ZSM-5以及一些其他过渡金属催化剂对低碳烷烃的催化应用;探讨了ZSM-5基催化剂的影响因素如硅铝比、焙烧温度及制备方法等,以利于对低碳烷烃脱氢可作进一步了解;最后对ZSM-5催化体系进行了评述及展望。