ZSM-35 分子筛的静态合成和晶化机理

 以环己胺为有机模板剂, 硅溶胶为硅源, 采用静态合成法在 220 ºC 的水热体系中制得了 ZSM-35 分子筛纯相. 当初始凝胶中含有一定量的 K+时, 在晶化过程中, K+与Na+的共同作用可以很好地抑制混晶丝光沸石的生成, 且当 n(K+)/n(K+ + Na+) = 0.3 时, 制得的 ZSM-35 分子筛晶化度最高. 利用 X 射线衍射和紫外拉曼光谱对分子筛形成的最佳条件以及晶化机理进行了研究. 发现合成初期前体中含有五元环和六元环的硅物种构筑单元. 通过水热晶化过程, 与硅酸盐的五元环或六元环有关的 450 cm–1 处紫外拉曼谱峰增强, 在晶化后期, 随着无定形凝胶逐渐被消耗, 在 421, 312 和 215 cm–1 处出现新的 ZSM-35 结构的特征拉曼谱峰, 说明这些环物种相互聚集最终形成了 ZSM-35 分子筛.     

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.     

不同分子筛上1-己烯骨架异构化反应性能的研究

以HZSM-35、HZSM-5、HM和Hβ四种分子筛为1-己烯骨架异构化催化剂,比较研究了四种催化剂的异构化性能,对其构效关系进行了关联。结果表明,相比于HZSM-5和Hβ分子筛,HZSM-35和HM具有适宜的酸量,有效孔径为0.4-0.6 nm,而且无晶穴、无交叉孔道,具有良好的择形催化效应,在转化率高达95%的同时,C_5-和C₇₊等副产物的收率在20%左右,异己烯收率可达40%-50%。进一步对四种分子筛进行酸碱改性处理,结果显示,虽然酸性质略有改变,但是一维孔结构的HZSM-35和HM分子筛的异构化性能仍明显优于多维孔结构的HZSM-5和Hβ分子筛,说明在酸性质一定的前提下,孔结构对异构化反应起关键作用。     

纳米 ZSM-22分子筛的水热合成及在甲醇转化反应中的性能

分子筛结构的独特性和多样性使其在催化、吸附分离和离子交换等领域有着广泛应用.近年来,纳米分子筛制备和应用受到极大关注.与传统微米分子筛相比,纳米分子筛具有较小的晶粒尺寸、较大的外表面积和较高的表面活性,能显著提高其分离和催化性能.制备纳米晶体的常用方法有过量模板法、空间限定法、晶种法、离子热合成法及微反应器合成法等.目前,已合成出多种拓扑结构的纳米分子筛,包括 FAU, MFI, MEL和CHA等. ZSM-22是一种具有 TON拓扑结构的一维十元环直孔道分子筛(孔口尺寸为0.45 nm ×0.55 nm),在长链烷烃异构化和烯烃异构化等反应中表现出优异的催化活性.水热合成法是制备 ZSM-22分子筛最常用的方法,所得样品晶粒尺寸为2–15μm,但由于 ZSM-22分子筛是一种亚稳态结构,为了防止杂晶生成,合成通常是在剧烈搅拌(通常大于400 r/min)下进行.目前已有报道在较低转速下合成 ZSM-22分子筛,但产物仍为微米晶体;或在微波辅助水热合成条件下合成亚微米 ZSM-22分子筛,但晶体尺寸不可调且合成过程需要较高功率的微波反应器.因此,在水热条件下合成纯纳米 ZSM-22分子筛仍然是一个巨大挑战.本文在上述研究基础上采用改进的水热合成法成功合成出纳米 ZSM-22分子筛,考察了转速﹑硅铝比及乙醇共溶剂对晶粒尺寸的影响,比较了纳米和常规微米 ZSM-22分子筛的甲醇转化反应性能.结果表明,采用改进的水热合成法能够在较低转速下合成出纳米 ZSM-22分子筛,晶体尺寸在150–800 nm范围可调.通过考察转速对晶粒尺寸的影响,发现静态合成条件下无法形成 ZSM-22分子筛,表明 ZSM-22分子筛合成需要一定的转速.转速在10–50 r/min变化时,可以合成出不同晶体尺寸的 ZSM-22分子筛,且随转速提高, ZSM-22分子筛晶体尺寸先减小后增大,表明纳米 ZSM-22分子筛合成存在最佳转速.另外,配料硅铝比能显著影响 ZSM-22分子筛晶体尺寸,随配料硅铝比增加, ZSM-22分子筛晶体尺寸先减小后增大.通过在合成体系中添加乙醇作为共溶剂,考察了有机溶剂对 ZSM-22分子筛晶粒尺寸的影响,发现有机溶剂能显著增大 ZSM-22的晶体尺寸.将本文合成的纳米和常规微米 ZSM-22分子筛用于甲醇转化反应,考察了晶体尺寸对 ZSM-22分子筛甲醇转化反应性能的影响.发现与常规微米 ZSM-22分子筛相比,纳米 ZSM-22分子筛催化剂寿命显著提高,说明晶粒尺寸减小能有效减缓积碳导致的分子筛失活;同时,反应产物中乙烯和芳烃选择性有所提高,这是由于外表面积增大所致.此外,还考察了不同硅铝比 ZSM-22分子筛的甲醇转化反应性能.结果表明,分子筛硅铝比会影响催化剂寿命,但晶体尺寸对催化剂寿命影响更大. ZSM-22分子筛硅铝比增大有助于提高低碳烯烃选择性,减少芳烃生成.     

CoAPO-11分子筛在己烯骨架异构化反应中的应用及失活

 用水热法合成了CoAPO-11分子筛,并考察了温度和空速对分子筛上1-己烯骨架异构化反应的影响. 结果表明,1-己烯转化率以及产物异己烯的选择性和收率均随空速的增加而降低; 而随着温度的升高1-己烯转化率也升高,异己烯的选择性和收率则先增加后减小,在300 ℃附近有一最大值. 另外从分子筛的晶相、孔道尺寸以及酸性的变化等方面探讨了再生后的分子筛催化性能下降的原因.     

一种在堇青石蜂窝陶瓷上合成ZSM-5分子筛的新途径

Cordierite honeycombs are widely used as mono lith reactors in high gas flux circumstances due to their high thermal stability and low-pressure drop,such as catalytic converters in automotive emission control. In recent years, some attempts have been made to support zeolites onto cordierite honey combs[1-4]. In view of the relative complex config uration of the cordierite honeycombs, there have been some difficulties to obtain a zeolite layer with an even and enough thickness on every channel wall by the traditional hydrothermal technique. In the present paper, we for the first time apply vapor phase transport (VPT) technique to the synthesis of ZSM-5 onto cordierite honeycombs. And, to verify the feasibility of this technique, we prepared the Cu/ZSM-5 monolith catalyst by ion exchange, and tested its catalytic performance for NO reduction with C3H8.     

不同形貌ZSM-5分子筛的合成及苯-乙醇烷基化反应性能

采用水热法制备了环状、薄片、类球状聚集体和小晶粒4种不同形貌和尺寸的纳米ZSM-5分子筛,用XRD、SEM、BET和NH3-TPD对所合成分子筛进行了表征,并考察分子筛形貌对苯和乙醇烷基化性能的影响。实验结果表明：在相同的硅铝比下,不同形貌的分子筛具有相似的弱酸峰强度,短b轴和中空结构的存在会降低分子筛的强酸峰强度,分子筛的强酸峰强度直接影响烷基化性能;分子筛颗粒形貌对催化烷基化性能有较大影响,四种形貌分子筛催化苯和乙醇烷基化性能优劣顺序为：薄片ZSM-5>环状ZSM-5>类球状团聚体ZSM-5>小晶粒ZSM-5。其中,具有薄片结构的H-ZSM-5分子筛在烷基化反应过程中表现出最佳的催化性能。综合对比结果表明：较低的强酸强度、较大的比表面积和孔容、较多的直形孔道占比下,分子筛的烷基化性能最佳,产物乙苯的选择性越高。     

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.     

EU-1分子筛的合成及其在正己烷异构化反应中的催化性能

在不同硅铝比(n_SiO2/n_Al2O3)的合成凝胶(含纯硅凝胶)中引入晶种,合成了纯相的EU-1分子筛。研究了铝源、模板剂和晶种添加量对EU-1分子筛的结晶度、形貌尺寸等的影响;重点研究了不同硅铝比对样品结晶度、晶粒尺寸、酸性、比表面积和孔容等的影响。将合成结果绘制成了纯相EU-1分子筛的合成条件三元图,从三元图可看出,晶种法可显著扩大纯相EU-1分子筛的合成区域。将Pt/H-EU-1用于正己烷异构化反应,结果表明,该催化剂具有优异的正己烷异构化活性及稳定性,对异构烷烃有较高的选择性。     

以环己胺为模板剂的ZSM－35分子筛的合成及其催化性能

 采用环己胺为有机模板剂成功地合成出ZSM－35分子筛．反应釜的转速对ZSM－35的晶化过程有明显的影响．NH3－TPD结果显示ZSM－35的酸性分布与ZSM－5分子筛类似，但ZSM－35具有强于ZSM－5的酸性中心．酸碱浸泡试验及热分析结果表明ZSM－35具有良好的耐酸碱性和热稳定性．在连续流动的固定床反应装置上，将担载少量镍的ZSM－35分子筛催化剂用于催化裂化汽油的加氢异构化反应，结果表明，Ni／ZSM－35催化剂可降低汽油中的烯烃含量，增加异构烷烃和芳烃的含量，从而提高汽油的质量．     

ZSM-5分子筛催化1-己烯生成cis-2-己烯的理论研究

基于54T团簇模型, 采用ONIOM分层计算方法, 研究了1-己烯在ZSM-5分子筛上进行顺式双键异构的反应机理. 计算结果表明, 1-己烯的顺式双键异构反应通过只有分子筛Brønsted酸部分起作用的机理进行. 首先, 1-己烯与分子筛的Brønsted酸性位形成π配位复合物. 接着, 酸质子发生迁移使1-己烯的双键端基碳原子被质子化, 同时双键的另一碳原子与失去质子的Brønsted酸羟基的氧原子成键, 形成稳定的烷氧基中间体. 然后, 烷氧基中间体中的C―O共价键被打断, 同时Brønsted酸羟基的氧原子从C₆H₁₃基团提取一个氢原子还原分子筛的酸性位, 并且生成cis-2-己烯. 这一反应路径与借助于分子筛活性位的酸-碱双功能性质的反应路径是相互竞争的. 计算得到的表观活化能是59.37 kJ·mol^-1, 该值与实验值非常接近. 这一结果合理解释了双键异构过程中的能量特征, 并且扩展了对分子筛活性位本质的理解.     

Synthesis and Characterization of ZSM-5/β Co-Crystalline Zeolite

ZSM-5/β co-crystalline zeolites with different content of ZSM-5 have been synthesized by adding different amount of ZSM-5 to the synthetic system ofβ zeolite with NaAlO2, silica sol as the source of aluminum and silica, respectively, and TEA as the template under controlled condition of the synthesis. The ZSM-5/β co-crystalline zeolite was studied by XRD, SEM, BET and NH3-TPD. The reaction activity of toluene alkylation was investigated with a mixture of toluene-methanol as the feedstock in a pulse micro-reactor over the ZSM-5/β co-crystalline zeolite. It is found that ZSM-5/β co-crystalline zeolite has two kinds of zeolite structure including ZSM-5 and β zeolite, not in the form of a physical mixture. The pore structure of ZSM-5/β co-crystalline zeolites is different from that forβ zeolite, ZSM-5and their physical mixture. In addition, the peaks of both high and low temperature desorption of ammonia over the ZSM-5/β co-crystalline zeolite shift 23 ℃ to lower temperatures and the acid amount of its strong acid is 3% more than the physical mixture. So the ZSM-5/β co-crystalline zeolite produces the highest content of xylene, which is 10.4% higher than the physical mixture. And the ZSM-5/β co-crystalline zeolite has better selectivity for toluene alkylation and weaker de-methylation than β zeolite, ZSM-5 and their physical mixture.     

ZSM－5型分子筛对正丁烯选择异构化反应的催化作用

报导了ＺＳＭ－５型分子筛催化剂对正丁烯选择异构化反应的催化性能，利用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＩＲ等方法对催化剂进行了表征，并应用原位红外技术对反应分子丁烯－２在催化剂表面上的吸附，反应行为进行考察．催化剂性能评价结果表明ＺＳＭ－５型分子筛催化剂对此反应具有较好的催化活性和选择性．用碘对其进行改性，可有效地改善催化剂的催化性能．     

Synthesis of Colloidal Suspensions of Zeolite ZSM-2

Discrete colloidal particles of zeolite ZSM-2 with crystal sizes less than 100 nm, in the form of aqueous suspensions, have been synthesized in tetramethylammonium (TMA)-aluminosilicate solutions in the presence of either lithium or a combination of lithium and sodium hydroxide. The well-crystallized ZSM-2 has a specific surface area of 781 m²/g after purification and removal of the organic base by calcination. Synthesis times (t) are as short as 3 < t < 12 h and in certain cases, less than 3 h, less than those previously reported in the literature. Prolonged hydrothermal treatment of sols in the presence of sodium cations (>12 h) results in the phase transformation of ZSM-2 to the nitrogeneous edingtonite zeolite (Li,Na)-E. The synthesis of nitrogeneous (Li,Na)-E is also favored by a high TMA content in conjunction with sodium, whereas synthesis of zeolite N-A is favored by a high sodium content. Furthermore, it is shown that colloidal suspensions of TMA sodalite with crystal sizes less than 40 nm are synthesized in the absence of alkali cations.     

Synthesis of Zeolite ZSM-2 Using Zeolite NaX as Seeds

Introduction Oxygen and nitrogen have been produced tradition-ally by cryogenic distillation of air. Methods for the non-cryogenic separation based on selective adsorption have been developed and commercialized since the 1970s and have led to a cost-effective process for this important separation.1 Low-silica zeolites are important materials for producing oxygen by selective adsorption of nitrogen. In 19891990, a new generation of lith-ium-based adsorbents was developed.2,3 Highly lithium exc…     

高硅分子筛ZSM-22的动态合成及表征

 以1，6－己二胺（DAH）为模板剂，采用水热条件下的动态合成方法，合成出结晶度良好的ZSM－22晶体．研究表明，合成的关键是避免ZSM－5分子筛的生长，当n（Si）／n（Al）＝25～65，n（H2O）／n（SiO2）＝16．3～40．3，n（DAH）／n（Si）＝0．1～0．6和T＝428～448K时，都能稳定合成出ZSM－22分子筛．采用TEM，XRD，TG－DTA和NH3－TPD等方法，对ZSM－22晶体的形貌，生长动力学，模板剂的作用以及硅铝比对分子筛酸性的影响等进行了较详细的研究．实验结果和理论计算证实，1，6－己二胺分子以首尾相连的方式，线性排列并完全充满ZSM－22的十元环孔道，同时起到结构导向和骨架电荷平衡的作用．     

高效ZSM-5-L二元复合分子筛的合成及正戊烷芳构化性能

通过优化水热陈化条件制备纳米L沸石,再采用水热合成结合原位二次晶化法,合成具有微-介复合孔结构的高效ZSM-5-L二元复合分子筛.考察了体系pH、二次晶化温度等因素对ZSM-5-L复合分子筛合成的影响,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对复合分子筛进行表征,确定了最佳复合条件:pH=10.5~11.5,晶化温度170℃,晶化时间24 h.ZSM-5-L复合分子筛具有不同于ZSM-5沸石、L沸石及两者机械混合物的物性特征,且具有微-介复合孔结构.以正戊烷催化转化为探针反应,评价了ZSM-5-L复合分子筛轻烃芳构化反应性能.在相同反应条件下,ZSM-5-L复合分子筛具有优于2种单分子筛及二者机械混合物的正戊烷芳构化催化性能.