梯度孔结构空心ZSM-5分子筛构筑与催化裂解性能

合成内部富硅表面富铝的母体ZSM-5分子筛,采用不同浓度的氢氧化钠溶液处理制备了晶体壳层厚度分别为80、40、20和10 nm的空心介孔ZSM-5分子筛;通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶红外吸附(Py-FTIR)、N_(2)吸附-脱附曲线等对ZSM-5分子筛样品进行物化表征;并以正辛烷和十氢萘作为模型化合物,在反应温度550和600℃、进料速率0.8 g/min、进料时间150 s、剂/油质量比0.25条件下考察不同分子筛催化烃类裂解反应性能的差异。结果表明,催化裂解反应中,壳层厚度为20 nm的空心介孔分子筛(HZ5-AT3)具有更高原料转化率和低碳烯烃收率,这归因于微孔-介孔-大孔梯度孔分布的空心介孔分子筛可同时提供丰富的酸中心和多方位的扩散路径,提高了分子筛活性中心的可接近性,进而促进了大分子烃类的裂解反应。

碳纤维长度对三层梯度孔碳纸性能的影响研究

为研究不同长度的碳纤维配抄制备的梯度孔碳纸性能,本研究选取3种长度(2、4和8 mm)的碳纤维原料,探讨不同分散剂类型和纤维长度配比对单层碳纸和三层梯度孔碳纸的匀度、电阻率、抗张强度、孔隙率和透气度的影响。结果表明,卡波姆(Carbomer)作为分散剂得到的碳纤维分散效果最佳,分散稳定性指数为4.04。匀度指数在10~13之间的单层碳纸性能较好,其电阻率为90 mΩ·cm,抗张强度为0.250 kN/m,孔隙率为92%,透气度为1 200 L/(m^(2)·s)。与单层碳纸相比,三层梯度孔碳纸的抗张强度(0.410 kN/m)和透气度(1 230 L/(m^(2)·s))有所增加,且碳纤维长度配比对三层梯度孔碳纸的孔隙形貌影响显著;长度4和8 mm的碳纤维配抄制备的三层梯度孔碳纸的性能优于其他2组(2和4 mm配抄及2和8 mm配抄),其电阻率低至19.53 mΩ·cm,孔隙率为92%。

模板法合成梯度孔分子筛

梯度孔分子筛是一种具有强酸中心和良好热稳定性、水热稳定性的多级孔道结构的分子筛。重点介绍了模板法合成梯度孔分子筛的研究进展,包括硬模板法和超分子模板法等,并阐述了梯度孔的形成机制。硬模板法的梯度孔形成机制是除去占据分子筛空间的硬模板形成梯度孔;超分子模板法的梯度孔形成机制是除去与分子筛发生作用或组装的表面活性剂(或有机大分子模板)形成梯度孔。结合实例阐述了梯度孔分子筛在石油化工及有机大分子催化方面的应用,梯度孔分子筛能通过优化传质过程、改善催化剂的活性和选择性来提高催化效率。

梯度孔SAPO-11分子筛的合成及Pt/SAPO-11催化剂的加氢异构化性能

以薄水铝石、硅溶胶和磷酸为原料,正二丙胺为有机模板剂,癸二胺或二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵为软模板剂,采用水热法合成出梯度孔SAPO-11分子筛。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、吡啶吸附红外等手段对SAPO-11分子筛载体进行了表征。以正十四烷作为模型化合物,在高压微型反应装置上评价了由上述SAPO-11载体制备的Pt/SAPO-11催化剂上的加氢异构性能。结果表明,在相同的反应条件下,以梯度孔SAPO-11为载体制备的Pt/SAPO-11催化剂的异构化活性和单支链异构体选择性比常规SAPO-11为载体的催化剂有明显提高。

固相法合成梯度孔γ-Al_2O_3及其形成机制

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、PEG-400为形貌诱导剂,采用低温固相反应,在温和条件下制备出棒状碳酸铝铵(AACH),AACH焙烧后形貌和尺寸经拓扑转化,得到具有开放性孔道结构、高比表面积和大孔容的梯度孔γ-Al2O3。采用XRD、BET、SEM方法对AACH和梯度孔γ-Al2O3进行了表征。考察了棒状AACH在热转化过程中物相和形貌的改变以及形貌诱导剂PEG-400对梯度孔γ-Al2O3织构性能的影响,探讨了梯度孔γ-Al2O3的形成机制。结果表明,通过调节PEG-400的用量可调变AACH的形貌,从而可调控γ-Al2O3纳米粒子的形貌,最终得到比表面积高达422.1m2/g、孔容为1.90mL/g的梯度孔γ-Al2O3。梯度孔γ-Al2O3中,3~6nm尺寸的孔由棒状AACH焙烧产生气体的扩孔作用形成,10~35nm尺寸的孔由棒状γ-Al2O3纳米颗粒堆积形成。

具有梯度孔结构的氧化铝超滤膜的制备及表征

采用浸渍法在多孔氧化铝基板表面依次制备微孔过渡膜和超滤膜,形成具有梯度孔结构的陶瓷超滤膜。详细考察了浸浆次数和烧结温度对膜微观结构和孔径大小的影响。结果表明,通过二次涂膜,在多孔氧化铝基板表面获得了膜厚约30μm,孔径约200 nm的微孔过渡膜,其最佳烧结温度为1200℃;通过一次涂膜,在过渡膜表面获得了孔径小于3.6nm的超滤膜,其最佳烧结温度为1100℃。

炭黑/P123双重模板体系原位组装梯度孔材料

采用炭黑/P123(聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚三嵌段聚合物,即EO20PO70EO20,平均相对分子质量5800)双重模板剂,对Y型分子筛前驱体进行组装合成了具有原位梯度孔及高水热稳定性的材料。FT-IR结果表明,组装过程将Y型分子筛的初级和次级结构单元引入分子筛的孔壁之中。BET和TEM结果表明,材料具有相互贯通的梯度孔道(0.39nm-3.8nm-6.5nm-19.9nm),比表面积693m2·g-1,孔容1.89ml·g-1。在800℃、100%水蒸气处理2h和4h后,比表面积保留率分别为80.1%和35.1%,孔容保留率分别为45.0%和25.4%。为重油大分子的催化裂化提供了一种具有潜在应用价值的材料。

梯度孔Hβ的制备及其催化苯加氢烷基化性能

通过碱处理方法制备了具有不同结构和酸性的梯度孔Hβ分子筛,采用XRD、SEM、N_(2)物理吸附和NH_(3)‐TPD表征方法对碱处理前后分子筛进行表征。以梯度孔Hβ分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备Ru‐Hβ双功能催化剂,并在固定床反应器上进行苯加氢烷基化反应活性以及稳定性评价。结果表明,经适量浓度碱处理后,提高了Hβ分子筛的介孔占比,有利于提高加氢烷基化活性以及稳定性。在氢气压力为2 MPa、反应温度为210℃、体积空速为1 h^(-1)的条件下,Ru质量分数为0.2%时(以梯度孔Hβ分子筛质量为基准),与梯度孔Hβ组成的双功能催化剂可实现有效、稳定运行,苯的转化率达到54.32%,环己基苯选择性达到71.47%,催化剂稳定性在280 h内无明显下降。

梯度孔材料原位组装过程中的影响因素

合成了Y型分子筛的前驱体,以炭黑/P123为模板剂在酸性条件下对其进行组装,焙烧去除模板剂后制备具有大-介-微梯度孔材料。考察了前驱体老化时间、模板剂用量、pH和水与硅物质的量比等因素对材料合成的影响。结果表明,在前驱体老化时间7 h、n(P123)∶n(SiO2)=0.001 2～0.001 8、pH<2和n(H2O)∶n(SiO2)=200条件下,可以制备结晶度较高的梯度孔材料,pH和模板剂用量是影响梯度孔材料合成的主要因素。

具有梯度孔结构多孔陶瓷膜支撑体的制备

采用平均粒径为0.56μm的Al2O3为原料,研究了不同固相含量的Al2O3悬浮液的流变性能。在此基础上,釆用含10%(质量分数,下同)Al2O3的悬浮液,通过重力沉降和真空抽吸过程,成功制备出具有梯度孔结构的片状Al2O3支撑体。对具有梯度孔结构支撑体的微观结构进行了表征,并研究了支撑体的孔隙率和渗透性能随烧成温度的变化。结果表明:以固相含量为10%的Al2O3悬浮液,通过调节其流变性能,可以通过重力沉降和真空抽吸的方法制备出具有梯度孔结构的支撑体,其渗透通量高于具有均匀孔结构的支撑体,在烧成温度为1 100℃时,梯度支撑体的纯水通量约为75 L/(m2·h·MPa)。

梯度孔结构泡沫镍铬合金滤管的制备及性能

以聚氨酯泡沫为前驱体,使用气雾化Ni-20Cr粉末为原料配制水基浆料,采用有机泡沫浸渍工艺制备了具有梯度孔结构的泡沫Ni-20Cr合金滤管。研究了不同烧结温度和装填方式对泡沫金属滤管烧结效果及力学性能的影响,并测试了烧结后泡沫滤管的力学性能和透气性能。结果表明:泡沫素坯经低温预烧+高温烧结的两步烧结工艺后可得到收缩均匀的泡沫合金滤管,孔筋结构均匀、无堵孔且复合界面结合良好。其室温压缩屈服强度大于3 MPa,且随着挂浆量的增加其屈服强度可达4.43 MPa;由于泡沫合金滤管高的孔隙率和大的孔径,且孔结构呈梯度变化,其在气体流量相同的情况下压差明显小于传统粉末冶金烧结多孔管。

梯度孔密度金属泡沫的池沸腾传热性能研究

实验研究了梯度孔密度通孔金属泡沫的池沸腾传热性能。工质为去离子水,梯度孔密度金属泡沫材质为铜和镍,孔隙率为0.98,泡沫厚度为4-14mm。实验结果表明：相比于单层泡沫,梯度孔密度金属泡沫显著的增强了沸腾传热能力,但增强程度受孔密度变化梯度、泡沫厚度和材料的影响;梯度孔密度泡沫的池沸腾传热性能随着表面活性剂SDS（sodium dodecyl sulfate）浓度的增大而减小,而且SDS降低了梯度孔密度金属泡沫的临界热流密度;添加Al2O3纳米颗粒严重的削弱了梯度孔密度铜泡沫的池沸腾传热能力。

注凝成型微孔梯度陶瓷材料制备新工艺的研究(Ⅲ)

采用 90年代初发明的注凝成型技术制备微孔梯度陶瓷材料。在研究了不同粒度的Al2 O3 和高温粘结剂混合物浆料的制备方法及固体含量、高温粘接剂、颗粒度对制品的烧成收缩率、气孔率、强度、孔径及其分布和渗透性等物理性能影响的基础上 ,进一步研究了微孔梯度陶瓷材料的制备方法及其性能。通过研究实现了孔梯度陶瓷材料一次烧成。坯体和烧结体的显微结构表明 :不同粒度层的界面清晰 ,缺陷少 ,结合强度高 ;粒度、孔径在横向方向呈均匀分布 ,在纵向方向呈梯度分布 ,各层材料的收缩一致 。

孔梯度陶瓷纤维复合膜管的制备及特性(英文)

陶瓷过滤管具有孔隙率高、耐腐蚀、耐高温、机械强度高、便于清洗、使用寿命长等优点,是高温烟尘处理用的高效过滤元件。本文研制了一种具有梯度孔结构堇青石陶瓷纤维复合膜过滤元件,该过滤元件是由多孔支撑体、过渡层和分离膜层组成。其中支撑体、过渡层和分离层的气孔率分别为35 ～40%、50 ～60%和60 ～70%。文中主要分析了孔梯度陶瓷纤维复合膜管的材料结构和抗热震性能,同时对复合膜管进行含尘气体过滤的冷态模拟试验。对于烟气中粒径大于或等于0 .1μm的颗粒,复合膜管的截留率达到99.8%以上。

孔梯度陶瓷的制备及生物挂膜试验的研究

以系列孔径分布的孔梯度陶瓷作为一种高效过滤材料。试验表明:这种固定化生物膜处理的孔梯度陶瓷,具有孔隙率高,比表面积大,挂膜性能好,压力损失小,较高传递速率和介质传质效率。

人工骨梯度微孔结构的力学有限元优化分析

人工骨的梯度微孔结构关系到人工骨植入人体后能否代替缺损骨承受外力,及其对细胞流动、长入和沉积的影响。使用ANSYS Workbench对建立的三维人工骨梯度微孔结构进行应力应变分析,分析了各个模型的最大等效应力、最大等效应变和弹性模量,及其随加载力的变化规律;研究在相同加载力的作用下,各个模型的最大等效应力、最大等效应变随孔隙率的变化。最后,在满足力学性能的基础上,以孔隙率为指标对人工骨梯度微孔结构进行优化,为后续的激光烧结成型技术奠定了基础。

高温烟尘净化用孔梯度陶瓷膜材料的设计与制备

依据高温含尘气体净化环境对孔梯度陶瓷膜的要求,进行了陶瓷纤维复合膜材料的物系设计,确定孔梯度陶瓷膜材料的构成体系;同时根据陶瓷膜的分离机理和分离特性,对孔梯度陶瓷膜的孔梯度结构进行设计。最后对所设计的体系和孔梯度结构进行了工艺实现。

孔梯度陶瓷纤维复合膜管的性能研究

笔者研制了一种具有梯度孔结构堇青石陶瓷纤维复合膜过滤元件，该过滤元件是由多孔支撑体、过渡层和分离膜层组成。其中支撑体的气孔率为35％～40％，孔径为130～150μm；过渡层的气孔率为50％～60％，孔径为30～40μm；分离层的气孔率为60～70％，孔径为5～10μm。主要分析了孔梯度陶瓷纤维复合膜管的材料结构和抗热震性能，同时对膜管进行含尘气体过滤的冷态模拟试验。对于烟气中粒径大于或等于0．1μm的颗粒，膜管的截留率达到99．8％以上。

石英孔梯度陶瓷材料的孔结构控制工艺研究

以长江沿岸低品位石英砂为主要原料,采用真空烧结制备石英孔梯度多孔陶瓷材料,为新型保温材料的开发提供参考。结果表明:当水料比为1.0时,石英孔梯度陶瓷坯体的成形性及气孔分布较好;石英孔梯度陶瓷的气孔率随烧结温度的升高而先变大后变小,其最佳烧结温度为1 100℃;烧结材料的密度为1.343 g/cm3,气孔率为48.7%,抗压强度为7.071MPa,孔梯度结构过渡均匀。

功能孔梯度陶瓷材料的制备及其特性

制备了表面镀有光催化剂薄膜的孔梯度陶瓷材料,从理论上分析了两种不同孔结构的 材料复合及其厚度对渗透率的影响,并借助性能测试及OM显微结构测试,分析了微孔陶瓷 及泡沫陶瓷的孔结构,考察了各种孔梯度材料的光催化效果。研究结果表明:孔梯度材料的性 能除与各层材料的性能有关外,还与它们的厚度比有关;对油酸的降解量取决于材料中发泡剂 碳粒的粒径。