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.     

铝酸钠溶液深度脱硅的热力学

利用复杂无机化合物组成与热力学数据之间的线性关系,就含钙脱硅剂的合成过程进行了热力学分析,结果表明含钙脱硅剂的合成反应可以在较低温度下进行;同时还就基于形成水化石榴石(钙硅渣)的深度脱硅过程进行了热力学分析,给出了不同脱硅剂脱硅能力的大小次序.为进一步改进铝酸钠溶液的深度脱硅工艺提供了理论依据.     

凝胶硅铝比对合成MCM-22,UTM-1和Kenyaite的影响

 以白碳黑为硅源,偏铝酸钠为铝源,六亚甲基亚胺(HMI)为结构导向剂,采用动态水热法合成了MCM-22,UTM-1和kenyaite,并考察了硅铝比对产物晶相的影响. 结果表明, 配料硅铝比是影响产物晶相的重要因素. n(SiO2)/n(Al2O3)=30～50时,晶化产物为MCM-22; n(SiO2)/n(Al2O3)=71～190时,晶化产物为MCM-22与kenyaite的混合物,且随着硅铝比的增大,MCM-22的含量逐渐减少而kenyaite的含量逐渐增加; n(SiO2)/n(Al2O3)=228～609时,晶化产物为八元环结构的UTM-1; 不含铝源时,晶化产物为kenyaite. 就合成MCM-22和UTM-1而言,凝胶中的铝是必不可少的. 上述几种晶化产物均呈片状,可以通过扫描电镜加以区分.     

水合碳铝酸钙的性质及脱硅反应研究

应用XRD、IR和TG-DTA分析等手段考察了脱硅剂水合碳铝酸钙的性质及其在铝酸钠溶液中的行为。发现水合碳铝酸钙在90℃不含硅的铝酸钠溶液中稳定,加热30min晶型未发生改变。提出了水合碳铝酸钙的合成机理和脱硅机理。认为水合碳铝酸钙是一种高水合、分散度高的含钙化合物,晶面间距大,脱硅反应在水合碳铝酸钙层间进行,因此脱硅反应速度快,脱硅活性高。硅对其晶型的转变起着关键作用。     

不同铝源合成的β沸石结构表征与热分解行为的研究

考察了以固体硅胶为硅源、 NaAlO2及α Al2O3· H2O两种铝源、以及不同晶化混合液的 SiO2/Al2O3比（ 15～ 50）对β沸石合成的影响。通过 XRD、 DSC/TGA、 29Si NMR及 ICP研究表明,以 NaAlO2为铝源合成的β沸石更易形成 Si(0Al)、 Si(1Al)、 Si(O－ )配位,且化学 SiO2/Al2O3比与晶化混合液 SiO2/Al2O3比基本一致,以α Al2O3· H2O为铝源合成的β沸石更易形成 Si(0Al)、 Si(O－ )、 Si(2Al)配位,且化学 SiO2/Al2O3比低于晶化混合液的 SiO2/Al2O3比; TGA失重量随β沸石 SiO2/Al2O3比增加而增加, DSC吸热量随β沸石 SiO2/Al2O3增加而减少。     

MgAl-PdCl4 水滑石的合成与表征

以MgAl-NO3水滑石为前驱体,用离子交换法将PdCl42-作为客体插入水滑石的层间,通过XRD、IR、DTA、比表面积等表征制备的水滑石,探讨了Pd含量、插层时间、Mg/Al摩尔比以及焙烧温度对制备水滑石结构的影响.结果表明,插层产物中PdCl42-与NO3-共存于层间,PdCl42-的引入,减小了水滑石的层间距,PdCl42-引入量越多,层间距减少的越多.Mg/Al摩尔比在2～4均可以形成MgAl- PdCl4-HLTcs,但是其值增大时,水滑石的层间距逐渐降低.插层交换时间延长有利于PdCl42-插入层间,但从制备水滑石的角度看,晶化时间8 h,即可得到结晶良好的水滑石化合物.DTA分析结果显示,在较高的PdCl42-引入量,或较高的Mg/Al摩尔比时层间PdCl42-失去Cl-转化成PdO的温度在370 ℃左右,层间NO3-的脱除温度在410 ℃附近;在低的PdCl42-引入量,或低的Mg/Al摩尔比两个脱除过程一起进行,在500 ℃左右完成.随着层间PdCl42-的分解及NO3-的脱除,400 ℃时MgO-Al2O3-PdO物相开始形成,600 ℃时基本形成完全,比表面积也达到最大,进一步提高焙烧温度至800 ℃,由于金属氧化物的晶粒变大及出现少量的MgAl2O4尖晶石物相,其比表面积有所下降.     

含钴铜镍类水滑石焙烧产物催化分解N2O的研究

 合成了含Co，Cu和Ni的M／Mg－Al－HTL类水滑石，并将其焙烧产物用于N2O催化分解反应．实验结果表明，Co／Mg－Al－HTL对N2O分解反应的催化活性明显高于Cu／Mg－Al－HTL和Ni／Mg－Al－HTL的活性．在保持样品中Al含量不变的条件下，催化活性随着Co含量的增加及Mg含量的减少而升高，各催化剂的活性顺序为：Co／Al－HTL＞Co／Mg－Al－HTL＞Cu／Mg－Al－HTL＞Ni／Mg－Al－HTL．在此基础上，进一步考察了Co／Al－HTL中Co／Al原子比调变对催化剂活性的影响．对含Co类水滑石及其焙烧产物进行了XRF，XRD和N2O－TPD表征．结果表明，含Co类水滑石具有典型的水滑石结构，其高温焙烧产物都含尖晶石相．由于尖晶石相中Co－O－Al活性中心的作用，含Co类水滑石对N2O分解反应表现出较高的催化活性．随着Co／Al原子比的增大，含Co类水滑石焙烧产物的尖晶石相特征更加突出，Co－O－Al活性中心数目随之增多，催化剂的活性也相应升高．     

Ca-Al催化剂上甘油与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯（英文）

生物柴油是一种环保、可再生、使用安全、可替代石化柴油的新型液体燃料,其产量和使用范围正逐年扩大.然而生物柴油生产过程中的主要副产物甘油严重过剩,因此甘油资源化转化和利用已经成为近年研究热点.甘油可以作为一种平台化合物实现向多种高附加值化学品的转化,例如通过催化氢解合成1,2-丙二醇,通过发酵和催化氧化制备二羟基丙酮,通过脱水制备丙烯醛和羟基丙酮,通过酯交换反应生成甘油酯等.其中,以甘油为原料合成的碳酸甘油酯(GC)具有很好的工业应用前景.以碳酸二甲酯(DMC)为原料与甘油进行酯交换合成GC是近年内比较有工业发展潜力的合成路线.前期研究发现,固体碱对该反应具有很好的催化活性,而且随着催化剂碱性增强,甘油转化率明显增加,然而当催化剂(如NaO H,KOH和K2CO3等)碱性过强时,产物选择性明显降低.水滑石类化合物是一种常见的碱性温和的固体催化剂,而且其碱性与结构可以调节,因此我们选择了一种常见水滑石——水铝钙石作为本研究的重点.本文通过共沉淀法制备了一系列不同Ca/Al比(1–6)的Ca-Al水滑石,并以此作为前驱体制备了新型的固体碱催化剂.XRD结果表明,当Ca/Al比为1–6时,所有样品都出现了明显的水滑石特征衍射峰,但当铝含量过高时会出现氢氧化铝杂相.SEM结果发现,当Ca/Al=2–4时,样品中水滑石的结晶度高,有较完整的水滑石晶片,Ca/Al=6的样品中水滑石晶片较小,Ca/Al=1的样品中有明显的无定形氧化铝杂相.TG-DSC结果表明,Ca/Al=2的样品除了几个与水滑石相关的特征失重峰以外,在786 oC还检测到明显的热吸收峰,说明此时钙铝石已经发生分解,生成了单独的Ca12Al14O33晶相和氧化钙,这与SEM结果一致.这些水滑石经焙烧后用于温和条件下催化甘油与DMC酯交换生成GC的反应,发现上述催化剂对该反应具有很高的催化活性和目的产物选择性.当DMC与甘油的摩尔比为3时,70 oC反应3 h后,甘油转化率达到93%,GC选择性高于97%.表征结果显示,甘油转化率主要取决于焙烧后Ca-Al催化剂中强碱性中心数量.其中经800 oC焙烧后Ca/Al=2的样品中强碱性中心数量最多,因而表现出最高的催化活性.焙烧后催化剂中形成的Ca12Al14O33晶相在多次重复使用后仍可以稳定存在,但是表面Ca O易流失,可能会降低催化剂的重复使用活性.     

静态水热晶化法高效合成MCM-22分子筛

 采用静态水热晶化法，在Na2O－Al2O3－SiO2－HMI－H2O（HMI：六亚甲基亚胺）体系中，在HMI／SiO2摩尔比为0．09，H2O／SiO2摩尔比为12，晶化时间为60～80h的条件下，合成了MCM－22分子筛．利用固体硅胶表面的吸附性能提高模板剂的局部浓度，从而实现了分子筛的高效合成．对合成条件的研究结果表明，以比表面积（486m2／g）大、反应性能好的硅胶为硅源是静态水热晶化法高效合成MCM－22分子筛的关键，而成胶老化方式对MCM－22分子筛的晶化影响不大．产物的晶相和转晶的类型取决于合成凝胶的初始硅铝比．当SiO2／Al2O3摩尔比＝18～80时可以合成出MCM－22，当SiO2／Al2O3＝13～17时可以合成出MCM－49．硅铝比较低（如SiO2／Al2O3＝20）时，MCM－22分子筛易转晶为MOR分子筛，而在硅铝比较高（如SiO2／Al2O3＝50）时，可转晶为ZSM－5分子筛．     

用偏铝酸钠直接制取高纯拟薄水铝石

 利用自制的超深度脱硅剂将山西铝厂生产的偏铝酸钠母液进行精制，使母液中的硅铝比（m（SiO2）／m（Al2O3））和铁铝比（m（Fe2O3）／m（Al2O3））稳定达到万分之一以下，以制取高纯拟薄水铝石．用氨气作为循环介质，采用缓冲溶液沉淀法，研究了反应物浓度、加料方式、pH值、反应温度、反应时间及老化洗涤等条件对拟薄水铝石比表面积和孔体积的影响．结果表明，制得的粉末状拟薄水铝石的比表面积达到300m2／g以上，孔体积达到0．7ml／g左右．经自制的高效脱钠剂处理，可使拟薄水铝石中杂质钠的质量分数降到5×10－5以下，其性能达到了德国用有机醇铝法生产的同类产品的技术指标．     

碱处理脱硅与提高Y型分子筛硅铝比——矛盾的对立与统一

考察了 "水热处理"以及"碱处理+水热处理"两种方法所制得的超稳 Y 分子筛的骨架硅铝比、孔结构特征以及酸量, 并探讨了"碱处理+水热处理"方法对起始 NaY 分子筛的适应性. 结果表明, 在水热处理前, 对 NaY 分子筛进行碱处理脱硅可在不改变最终样品的骨架超稳化水平和酸量的同时, 样品的介孔体积显著增加. 直接水热处理 NaY 分子筛所得样品介孔体积不超过 0.14 cm3/g, 而先碱处理后水热处理, 所得样品介孔体积可达 0.22 cm3/g. 该法适用于制备骨架硅铝比高的 NaY 分子筛. 起始原料的骨架硅铝比较低时, 所得样品的介孔体积增幅小, 而且微孔受损严重.     

有氧气氛中碱金属改性CuAl复合氧化物催化分解N2O的活性

合成了Cu/Al原子比分别为2.0、3.1、4.1的CuAl类水滑石样品,焙烧得到CuAl复合氧化物。在Cu/Al原子比为3.1的CuAl氧化物表面浸渍碱金属盐溶液,制备改性CuAl复合氧化物,用AES、XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR、XPS等技术对催化剂进行了结构表征,考察了CuAl复合氧化物组成、碱金属助剂类型和K的前驱物对改性催化剂在有氧气氛中催化分解N₂O活性的影响。结果表明,Na、K、Cs改性CuAl复合氧化物均提高了催化剂活性,但K助剂的增强效应最显著;钾的不同前驱物改性CuAl复合氧化物的催化活性有显著差异,加入碳酸钾、草酸钾提高了催化剂的活性,而加入醋酸钾、硝酸钾反而降低了催化剂活性。优化出的K改性CuAl复合氧化物催化剂在含氧含水气氛的N₂O分解反应中表现出了较高的活性。     

反应物浓度对硅铝酸盐聚合反应的影响

研究硅铝酸盐聚合反应是探讨沸石分子筛形成机理的关键问题之一,同时对于改善现有沸石晶化导向剂的性能和发现新型沸石晶化导向剂具有指导意义。关于单纯的硅酸及其盐或单纯的铝酸盐的聚合反应研究报道较多,但是对于硅铝酸盐的聚合反应研究报道较少,至于高浓度和高硅铝比条件下硅铝酸盐的聚合反应研究尚未见报道。本文以沸石分子筛液相成核和沸石晶化导向剂为应用背景,研究了高浓度高硅铝比条件下反应物浓度对硅铝酸盐聚合反应的影响。     

超微NaY分子筛的合成(Ⅱ)——添加铝络合剂的影响

NaY分子筛合成体系中添加铝的络合剂(乙二胺四乙酸、柠檬酸和醋酸),可有效地减小分子筛的晶粒尺寸及增加分子筛的晶化速度和SiO2/Al2Oa物质的量比.在添加柠檬酸的合成体系中,考察了柠檬酸的添加量对NaY分子筛晶化行为的影响.发现存在着一个最佳的柠檬酸的添加量范围,即n(柠檬酸)：n(氧化铝)≤2：1,在此范围内,NaY的晶化速率和硅铝比较高,而晶粒尺寸较小.     

Ca-Al催化剂上甘油与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯

生物柴油是一种环保、可再生、使用安全、可替代石化柴油的新型液体燃料,其产量和使用范围正逐年扩大。然而生物柴油生产过程中的主要副产物甘油严重过剩,因此甘油资源化转化和利用已经成为近年研究热点。甘油可以作为一种平台化合物实现向多种高附加值化学品的转化,例如通过催化氢解合成1,2-丙二醇,通过发酵和催化氧化制备二羟基丙酮,通过脱水制备丙烯醛和羟基丙酮,通过酯交换反应生成甘油酯等。其中,以甘油为原料合成的碳酸甘油酯(GC)具有很好的工业应用前景。以碳酸二甲酯(DMC)为原料与甘油进行酯交换合成GC是近年内比较有工业发展潜力的合成路线。前期研究发现,固体碱对该反应具有很好的催化活性,而且随着催化剂碱性增强,甘油转化率明显增加,然而当催化剂(如NaOH, KOH和K2CO3等)碱性过强时,产物选择性明显降低。水滑石类化合物是一种常见的碱性温和的固体催化剂,而且其碱性与结构可以调节,因此我们选择了一种常见水滑石——水铝钙石作为本研究的重点。 本文通过共沉淀法制备了一系列不同Ca/Al比(1–6)的Ca-Al水滑石,并以此作为前驱体制备了新型的固体碱催化剂。 XRD结果表明,当Ca/Al比为1–6时,所有样品都出现了明显的水滑石特征衍射峰,但当铝含量过高时会出现氢氧化铝杂相。 SEM结果发现,当Ca/Al =2–4时,样品中水滑石的结晶度高,有较完整的水滑石晶片, Ca/Al =6的样品中水滑石晶片较小, Ca/Al =1的样品中有明显的无定形氧化铝杂相。 TG-DSC结果表明, Ca/Al =2的样品除了几个与水滑石相关的特征失重峰以外,在786oC还检测到明显的热吸收峰,说明此时钙铝石已经发生分解,生成了单独的Ca12Al14O33晶相和氧化钙,这与SEM结果一致。这些水滑石经焙烧后用于温和条件下催化甘油与DMC酯交换生成GC的反应,发现上述催化剂对该反应具有很高的催化活性和目的产物选择性。当DMC与甘油的摩尔比为3时,70oC反应3 h后,甘油转化率达到93%, GC选择性高于97%。表征结果显示,甘油转化率主要取决于焙烧后Ca-Al催化剂中强碱性中心数量。其中经800oC焙烧后Ca/Al =2的样品中强碱性中心数量最多,因而表现出最高的催化活性。焙烧后催化剂中形成的Ca12Al14O33晶相在多次重复使用后仍可以稳定存在,但是表面CaO易流失,可能会降低催化剂的重复使用活性。     

过氧杂多阴离子型层柱化合物的合成、表征及催化活性

通过离子交换法,将含Zr过渡金属离子1,3取代钨硅、钨磷过氧杂多酸盐嵌入Zn2Al类水滑石中,获得了层柱化合物,并用XRD,IR,UV等手段对产物的结构进行了表征.结果表明过氧杂多阴离子进入水滑石层间后,水滑石的层间距从0.92增大到1.47 nm,且过氧链没被破坏.层柱化合物在酯化反应中显示优良的催化性能.     

Am(III) adsorption on oxides of aluminium and silicon: effects of humic substances,pH, and ionic strength

The adsorption of Am(III) (total concentration 10(-9) mol/l) on alumina, silica, and hematite was studied by a batch technique. The effects of pH, ionic strength, and humic substances on the adsorption of Am(III) on alumina and silica were investigated, and the adsorption isotherms of Am(III) on alumina and silica at different pH values were determined. It was found that compared with the adsorption of Am(III) on alumina, the adsorbability of silica on the basis of mass is less, the relative adsorption rate on silica is slower, the sensitivity of adsorption on silica to ionic strength is less, the dependence of adsorption on silica on pH is gentler, and consequently that the adsorption characteristics of Am(III) on alumina and silica are distinctly different. The negative effect of fulvic acid on the adsorption on silica and the positive effect of humic acid on the adsorption on alumina were found. In contrast to the Am(III) adsorption on alumina and silica, a tremendously high adsorbability of Am(III) on hematite was found. The sequence of adsorbabilities of Am(III) on the basis of mass is Fe2O3 > Al2O3 > SiO2.     

含有乙醚的无胺无氟反应物体系中高硅丝光沸石的合成

本文研究含有乙醚的Na2O-Al2O3-SiO2-H2O反应物中高硅丝光沸石在413-453K下的水热合成。乙醚的存在能有效促进丝光沸石的结晶过程,且有助于提高产物结晶度和硅铝比。反应物胶体中硅铝比与碱度对产物的生成有关键作用。合成原料使用不同铝源,体系结晶规律相近,但产物的形貌和硅铝比有差异。在优化的反应条件下合成的高硅丝光沸石硅铝比达30左右。低温氮吸附与27Al魔角旋转核磁谱表征证实该沸石骨架结构完美,孔道开放畅通,其水热稳定性优于低硅丝光沸石。     

胶溶法制备改性氧化铝的结构及织构特点

对胶溶法制备的镧和聚乙二醇(PEG)改性的氧化铝载体进行了深入研究.     

Mullite fibers prepared from an inorganic sol–gel precursor

Mullite fibers were prepared by sol–gel process using alumina sol and silica sol. Alumina sol was synthesised from dissolution of aluminum powder in aluminum chloride hexahydrate solution. The optimal spinning alumina sol could be obtain in the composition range of Al/AlCl₃·6H₂O molar ratio 3.4–3.8. The Al and Si components were mixed at the molecular level and linear molecules were formed in the mullite precursor sol. The dried mullite precursor gel fibers completely transformed to mullite fibers at 1,000 °C with a smooth surface and uniform diameter.