晶种在分子筛合成中的作用研究进展

分子筛材料作为催化剂或吸附剂已经在石油炼制和精细化工领域中实现广泛应用。近年来,分子筛合成化学研究取得了长足进展,晶种在分子筛合成中的作用成为本领域研究热点。本文将晶种在分子筛合成中的作用概括为5个方面:加快晶化速率、拓宽产物硅铝比范围、调变产物形貌、替代有机模板剂和其他作用,重点聚焦晶种导向特殊形貌分子筛的形成及晶种对有机模板剂的替代作用。从分子筛成核与生长机理出发,剖析了晶种在分子筛合成过程中不同作用的原理,揭示了晶种降低分子筛成核活化能是其发挥多种不同作用的基础。从清洁生产的角度出发,提出晶种在分子筛合成过程中具体的结构变化和晶种替代有机模板剂合成高性能分子筛材料将成为未来研究重点。

SAPO-18分子筛晶化机理及其甲醇制烯烃性能

分别以拟薄水铝石、硅溶胶、磷酸为铝源、硅源、磷源,N,N-二异丙基乙胺为模板,采用水热法制备出不同晶化时间下的SAPO-18分子筛。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)、固体核磁共振(^(29)Si MAS NMR,^(27)Al MAS NMR)、傅里叶红外(FT-IR)等对不同晶化时间下的产物进行表征以及甲醇制烯烃(MTO)催化性能检测。表征结果结合MTO催化反应性能表明:水热体系下SAPO-18分子筛生长过程可分为3个阶段:晶化初期(≤2 h),快速生长期(6～12 h),生长稳定期(1～3 d)。其中,在晶化初期只有极少量的硅进入Al(PO)_4类中间体;此后为快速生长期,硅原子进入Al(PO)_4类中间体及SAPO-18晶体取代磷、铝原子,以SMⅡ机制为主,SMⅢ机制为辅;在生长稳定期2种取代机制主次发生了变化。

表面活性剂对SAPO-34晶体形貌的调控研究

分别以拟薄水铝石为铝源,磷酸为磷源,硅溶胶为硅源,三乙胺和四乙基氢氧化铵为模板剂,在反应体系中添加十八烷基三甲基溴化铵(STAB)合成板层状小晶粒SAPO-34分子筛。通过XRD、SEM、FT-IR、NH_3-TPD和N_2吸附-脱附等手段对样品进行表征。并且考察了样品在甲醇制烯烃(MTO)反应中的催化性能。结果表明,由于STAB长链分子的存在,在反应中形成了特定的有机序列,可以使分子筛样品的粒径变小,厚度变薄,强酸量略微增加,对比与传统方法做出的分子筛样品,具有更高的催化寿命和双烯(乙烯+丙烯)选择性。